超滤系统的设计与应用

1、超滤系统的设计与应用罗峻1 ,付珑2(1 . 广东省粤泷发电有限责任公司 ,广东 罗定 527200 ;2 . 云浮市自来水公司 ,广东 云浮 527300)摘 要 :针对含硅量较高的水源 ,提出一种新型的水处理方法 ,即采用超滤装置去除水中胶体硅 。介绍了超滤装置的设计思路及超滤流程 。关键词 :超滤 ;胶体硅 ;应用中图分类号 : t k223 . 51文献标识码 :a文章编号 :16712086 x (2004) 0620389202design an d appl icat ion of a super2filtering systemsl u o j un ,fu lo ng(1 .

2、 guangdo ng province yuelo ng power co . l t d. , l uo ding 527200 , china ;2 . yunf u cit ys tap water co . , yunf u 527300 , china)abstract : wit h an eye o n water sources , rich in silico n co ntent , a new met hod of water t reat ment is being p ro2 posed , which uses a super2filtering co nt ra

3、p tio n for removing colloidal silico n. the design co ncep tio n and t he p rocess p rocedure of t he co nt rap tio n is p resented.key words : water t reat ment ; super2filtering ; colloidal silico n ; applicatio n水中硅主要以聚合物的形式存在 ,当水中硅胶体含量较高时 ,传统的离子交换无法有效地去 除胶体硅 ,并且难以避免化学污染 。硅胶体及相关的铁 、铝 、锰等胶体会造成供水系

4、统的污染 、结 垢 ,严重时可能导致设备无法正常运行 ,特别是在 高压及以上的蒸汽锅炉 、汽轮机等设备中 ,因硅胶 体的存在常常造成效率降低和事故的发生 。为获 得良好的运行状态 ,在工业水处理系统中 ,必须严 格控制硅的含量 。超滤膜的类型有板式 、管式 、中空纤维式等多种类型 ,目前普遍采用的是中空纤维膜 ,中空超滤 膜是一种醋酸纤维材料的中空纤维管膜 ,它与其它膜相比 ,具有体积小 、膜面积大 、水通量多 、不易 堵塞等优点 。超滤膜的清水透过率与进水压力及温度有 关 ,进水压力一般为 0 . 07m pa 0 . 7m pa 之间 。 压力低时透过的清水量与压力成正比例关系 ; 但 当

5、压力较高时随着压力增大 ,透过的清水量变化 较小 ,压力增大到一定值时 ,水通量将不再变化 ;在给定的压力下 ,透过的清水量随温度的增高而 增加 。原水通过滤膜时 ,由于水中杂质在超滤膜表 面截留 ,膜的过滤阻力逐渐增加 ,过滤水量会随时 间下降 ,因此超滤膜经过一段时间的运行之后 ,要反洗滤膜表面以保障膜的渗透率 ; 当运行至相当 长时间后 ,反洗已不能将截留的超滤膜表面的杂1超滤超滤是一个单纯的物理过程 ,是一种低压膜过滤技术 。以滤膜两侧的压力差为驱动力 ,以滤 膜为过滤介质 ,在一定的压力下 ,使原水通过长长 的中空纤维管组成的微孔膜 。根据膜孔径大小不 同 ,可有效截留水中大于滤膜孔

6、的悬浮物颗粒 、胶 体 、有机大分子 、细菌 、微生物等 。收稿日期 :2004203225质完全清除时 ,还要采用化学清洗剂对超滤膜进行清洗 ,以恢复超滤膜的渗透率 。艺 ,胶体硅的去除率大致在 75 %90 %之间 , 而锅炉给水中二氧化硅的含量应 20g/ l 。2 . 2 水处理方案的设计针对以上的水质特点 ,为达到锅炉用水的要 求 ,采用“水预处理 超滤 离子交换器”的水处理流程 。预处理除去水中固体悬浮物 ,采用超滤 设备除去水中的胶体硅 ,离子交换器去除活性硅 及其它离子 。超滤系统由保安过滤器 、超滤装置 、超滤反洗 装置 、超滤化学清洗装置 、亚硫酸钠加药装置 、阀门 、管道

7、 、仪表 、自动控制装置以及必要的附件设 备组成 ,见图 1 。2 超滤在水处理中的设计与应用2 . 1 水源情况罗定电厂水处理系统的源水中全固体含量为666mg/ l ,悬浮固体含量为 601 mg/ l ,但溶解固体 只有 65 . 4 mg/ l ,它的碱度和硬度较低 ,硅的含量 高 ,二氧化硅的含量达到 30 . 0 mg/ l ,其中活性硅 为 6 . 52 mg/ l ,胶体硅含量为 23 . 5 mg/ l 。原水中悬浮固体含量较高 ,但含盐量 、碱度 、硬度低 ,而二 氧化硅含量高 。火电厂常规的凝聚 、澄清 、过滤工图 1 超滤系统流程图系统设两套超滤装置 ,每套超滤装置净出

8、力为 30 m3 / h (10 ) ,超滤效果好坏的关键是对超滤 膜的选取 ,本系统针对胶体硅的含量高 ,并且胶体硅的尺寸都略小于 0 . 1m 的特点 ,我们选用孔径 为 0 . 01m 的 进 口 中 空 纤 维 超 滤 膜 , 膜 通 量 为120l / m2 ·h ,过滤面积为 64 m2 。2 . 3 超滤流程预处理后的水经水泵提升通过预滤器进入超 滤滤筒 , 在压力驱动下 , 水分子扩散通过滤膜过滤 ,滤后水进入水池 ,水得到净化 ; 水中杂质被滤膜表面截留形成滤饼 。随着过滤的进行 ,滤饼逐 渐增厚 ,水的扩散阻力增大 ,需要进行定时反洗去 除滤膜表面形成的滤饼层 。

9、反洗时反洗水泵启动抽取滤后水送入滤筒中 ,在压力的驱动下 ,从过滤 的反方向通过滤漠 ,冲刷滤膜表面粘附的滤饼 ,滤 饼随反冲水从排污口排出 ,反洗时投加小量的氯作为消毒剂 , 可杀死滤膜表面的细菌 、软化滤饼层 ,有助于反洗效果的提高 。2 . 4 运行情况罗定电厂经过半年的运行观测 ,经过预处理超滤 离子交换器”处理的原水 ,水中硅的含量 在 5g/ l 10g/ l 之间 ,这完全满足了高压锅炉 给水的要求 。结语3超滤是一个单纯的物理过程 ,对环境的污染小 ,出水水质又稳定 , 对胶体硅的去除率可达到99 %以上 ; 超滤膜的机械性能稳定 ,表面光滑 ,亲 水性好 ,抗胶体污染和有机污染强 ,使用寿命长达5 年之久 ;系统自动化程度高 , 结构紧凑 , 占地面 积小 ;设备维护简单 ,运行成本低 。不足之处就是 初期投资较高 。file: