超滤设计精心总结

1、大庆油田超滤膜净水厂工艺设计总结1. 饮用水处理超滤膜系统主要分为柱状膜错流过滤、柱状膜死端过滤和浸没式真空抽吸3种模式，系统复杂设备繁多。2. 设计时应首先了解原水水质，宜通过中试获得设计膜通量和回收率。超滤膜系统计算是在不断复算和校核中优化完成，其中膜组数量应根据经济性分析确定，同时考虑膜系统的可靠和备用量。3. 膜的冲洗有正冲洗、反冲洗、气洗、加氯反洗和化学加强反洗，冲洗方式需根据膜供货商的要求或中试确定。化学清洗周期通常为16个月，清洗水水质和水温会严重影响膜清洗效果。4. 超滤膜净水厂的布局设计应遵循管路合理、配水均匀、流程短、能耗低，同时兼顾整洁美观。管道材质的选择取决于内部流动液

2、体的腐蚀性和压力等参数。5. 管路材质和阀门的选择需要考虑环境、介质、系统功能、水质安全等多方面因素。6. 各种水泵和风机的选择因使用条件的不同而异，完整性测试有多种方法，一般设用在线初步判定，釆用离线方法最终判断和修补损漏膜丝。7. 控制系统的设计应在充分梳理单个膜堆的运行步序和系统的运行时序基础上进行，配套仪表功能部件不能遗漏。补充：超滤膜的过滤方式：膜分离技术按照渗透方向和进水方向的关系划分为错流膜分离和死端膜分离，而其错流过滤则是膜分离技术与机械过滤的典型区别，错流过滤乂被称为横流过滤。错流过滤进水/浓缩水的流动方向和渗透的方向是垂直的，和膜平面式平行的。流体流动平行于过滤表面，产生的

3、表面剪切力带走膜表面的沉积物，防止污染层积累，从而有效地改善液体分离过程的性能，使过滤操作可以在较长时间内连续运行；错流过滤所产生的流体剪切力和惯性举力能促进膜表面的溶质向流体主体反向运动，提高了过滤效率。传统过滤死端过滤指水全部过膜，能量消耗小，水回收率高。但死端过滤时杂质都压在膜表面，进水杂质含量高时过滤阻力会迅速增大。死端过滤又称全量过滤。提高错流速度意味着增加泵的扬程和流量，即增加能耗，过高的错流速度也会降低通量，因此反而增加膜污堵（对于流速应有一个临界限值的控制，可能需要实验的测试）。因为流速增加后，大颗粒优先远离膜表面；而留在膜表面的小颗粒可能因与膜孔尺寸接近而使得膜孔更容易被堵塞

4、。所以流速、压差、膜孔径以及杂质颗粒分布等同时对膜的污堵有影响。浸没式膜组件包括固定在垂直或水平框架上的中空纤维膜、设在框架顶部和底部的透过液集水管。每个集水管包含有一层密封膜丝的环氧树脂，使得膜的内腔与管道相连以收集透过液，因此浸没式膜组件只有透过液端一个连接点。儿个或儿十个膜组件通过两个硬直角管将其集水管相连接，同时将它们位置固定，形成一个膜箱。周期性反冲洗和平缓温和的空气擦洗可以减少膜面的浓差极化，（浓差极化是指分离过程中，料液中的溶液在压力驱动下透过膜，溶质（离子或不同分子量溶质）被截留，在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越來越高;在浓度梯度作用下，溶质乂会由膜面向本体溶液扩散，形

5、成边界层，使流体阻力与丿部渗透圧增加，从而导致溶剂透过通量下降。）这种运行方式对应于低的膜污染速率。若干个膜箱并联浸没在膜池中组成一个膜列，若干个膜列并联组成不同处理规模的膜处理系统，。与传统的压力式膜过滤相反，浸没式膜是在较低的负压状态下运行使用，利用虹吸或泵抽吸方式将水由外向内进行负压抽滤，实现低膜压差（TMP）、适度膜通量的平稳运行的直流式全量过滤，这使得其整体能耗成本低于压力式膜过滤，一般在0.05-0.lkW-h/m3之间。这主要表现为：膜压差沿中空纤维膜长度方向均匀分布，在膜的进水一侧没有压降损失；抽吸模式的运行对膜压差和膜通量施加了一个明确的限制，使其保持在过滤曲线的恒压控制区。

6、（a）浸没式膜组件图3浸没式膜系统从系统设计上，浸没式膜可被直接浸入到需要处理的水中，因此系统的占地面积非常小。这也就给现有处理厂的改造提供了条件，可以将膜安装到现有的澄清池或滤池或其它水池中。浸没式膜系统无论对新建还是已建处理厂的升级都非常理想一同样的占地面积下，出水水量提高2-4倍。使用成列的浸没式膜流程中需要很少的泵、风机和阀门，在进水泵处，使用水渠将水输送到各个流程池中，减少了水头损失，使水以重力流形式流动。普通的反冲洗设备也可以使用，这减少了占地面积，降低了系统的复杂性，减少了投资和费用。压力式与浸没式膜系统各有优势与适用领域，其技术比较见表2所示。从低压膜发展趋势而言，浸没式膜将是

7、低压膜过滤技术的发展方向。由外而内的中空纤维-无外壳的帘式膜组件-开放式膜池系统-温和的负压抽吸-周期性的反冲洗和化学清洗-膜的空气擦洗根据膜池液位控制进水和排水图4浸没式膜操作原匡压力式与浸没式膜系统的比较压力式浸没式系统密闭式系统设计封闭式系统设计过滤方式内压式或外压式设计，分为直流式和错流式过滤外压式过滤设计，为直流式过滤膜材料PES,PS,PVDF,PVCPVDF预处理要求和抗污能力单根膜组件装填密度高，过流通道小，要求复杂的预处理，抗污堵能力差，需要频繁化学清洗，适尸精处理或水质较好、稳定的水源水。对于水质较差的原水需要采用错流过滤方式，能耗大幅增高。单根膜组件装填密度中等，过流通道

8、宽，只要求简单的预处理，抗污堵能力强，减少了化学清洗，适于水质差、波动大的水源水。操作压力采用较高压力过滤(0.035-0.2MPa),能耗高。通过压力调节可应对工艺波动或进水水质、水温变化的影响。釆用虹吸或低压真空抽吸(0.02-0.03MPa),能耗较低。膜寿命膜的使用寿命相对较短，视不同膜材料和制造方法而定。膜的使用寿命相对较长，视不同膜材料和制造方法而定。安装方式压力式膜需要安装在密封的压力容器内，系统需要更多和复杂的连接件及阀门。浸没式膜只需要安装在土建或金属钢池中，只需要少量的连接件及阀门，方便增容或老水厂改造。混凝土池体价格便宜并耐腐蚀，更适于建设项目需要40100年的使用期。占

9、地大小面积试用处理规模单套系统最多仅能达到4000-8000m3/d的处理规模。对于大型水厂，系统会变得比较复杂。适合中、小型处理规模的水厂。膜组件构型是压力式膜规模效应的制约因素。单套系统产量可到40000mVd以也非常适合大型水厂建设。膜分离法的技术优势通过规模效应得到进一步显不。根据表的比较分析可见，对于大、中型自来水水厂的新建或改造升级，浸没式膜系统显示了其独特的优势，将是最佳实用的低压膜法饮用水净化工艺。膜通量(Flux)(或称透过速率)：是膜分离过程的一个重要工艺运行参数，是指单位时间内通过单位膜面积上的流体量，一般以m3/(m2*s)或L/(m2*h)表示(或以m/s表示)。膜通

10、量由外加推动力和膜的阻力共同决定，其中膜本身的性质起决定性作用。膜通量(J)的计算公式为：J=V/(TXA)式中：J-膜通量(L/m2h)；V取样体积(L)；T取样时间(h)；A膜有效面积(m2);临界通量测定方法采用通量阶式递增法，即在一定的操作条件下，釆用恒通量的方法(出水抽吸泵工作在一个级数上)使膜工作一个时间段At(不小于30min),观测TMP(透膜压力)在At内的变化，若TMP保持恒定，调节出水抽吸泵的级数，使膜通量增加一个阶量，重新观测TMP在另一个At内的变化，如此继续，直到出现TMP在At内不能稳定(即TMP在At内随时间不断增长)为止,记此时的膜通量为FN+1(N为试验中膜

11、通量阶量的增加次数)。即FN+1为在这个操作条件下使TMP上涨的最小的膜通量，则FN为在这个操作条件下TMP恒定的最大的膜通量。于是认为，临界通量介于FN+1和FN之间。我们把大于临界通量的通量叫做此操作条件下的超临界通量，小于临界通量的通量叫做此操作条件下的次临界通量。膜的回收率：是指进水与产水的比值，并不是说将膜再回收利用(参考海徳能反渗透膜系统回收率计算)，即回收率二(产水流量/进水流量)X100%膜的反冲洗系统：？超滤膜分离水处理系统运行前的预处理。由于原水成分复杂，各物质含量差异很大，因此在进入超滤反渗透设备之前，必须要进行必要的预处理，去除各种有害杂质，保证处理效果和处理设备的正常

12、运行。一般的预处理设备采用是集絮凝沉淀和砂滤于一体的自动设备，全自动机械控制，能够自动排泥、自动反洗。同时出水浊度小于1NTU,含有一定的余氯，防止微生物的滋生，满足超滤进水要求。超滤膜分离水处理系统反洗原水经滤筒通过滤膜，由于杂质被截留在超滤膜表面，欧凯膜的过滤阻力逐渐增加，过滤水量会随时间下降，这时候通过反洗就可以恢复膜通量。正常运行时超滤反洗分为加氯反洗和脱氯反洗，加氯反洗可以有效防止微生物的滋生，最大程度的洗脱有机物，脱氯反洗主要是除去过量的余氯，保证出水余氯合格，满足后面的除盐工艺。加氯反洗一般控制反洗水的余氯量在3"5mg/Lo超滤膜分离水处理系统停机备用反洗停机备用反洗

13、，乂称为解列加氯反洗，同正常运行的加氯反洗相同，作用在于防止微生物的滋生。超滤和反渗透膜分离水处理系统因其独特的结构和性能，在环境保护和水资源再生方面异军突起，并迅速推广到纺织、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域，都得到了很好的效果，在各领域都有着广泛的应用前景。化学反冲洗：？反渗透(ROreverseosmosis)与超滤(UFUltrafiItration)的区别:膜处理名称微滤超滤纳滤反渗透电渗析气兑莫nnonn_n膜处理简称MFUFNFR0DI、CDI、CEDIQS膜的过滤口径0.1m110nm1nm0.1nm膜的材质聚丙烯中空纤维、聚枫聚酰胺聚丙烯酰胺树脂膜聚丙

14、烯去除的杂质去除大胶体、大颗粒去除悬浮物、胶体、大分子有机物、细菌、病毒降低部分硬度、去除小分子有机物降低电导率、去除盐分氯化钠、氯化钾，膜回收率小去除盐分除体去气超滤膜是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤技术的优点：是操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。纳滤:介于超滤与反渗透之间。现在主要用作水厂或工业脱盐。脱盐率达百分之90以上。

15、反渗透脱盐率达99%以上，但若对水质要求不是特别高，利用纳滤可以节约很大的成本。反渗透是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前己广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。用作太空水、纯净水、蒸镉水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备;化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。中试研究：阅读文献现行饮用水水质标准生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)该水厂的工艺流程：原水预处理一常规工艺强化一臭氧生物活性炭一超滤1. 过滤方式：中

16、空纤维膜压力式超滤膜。2. TMP（Trans-membranePressure透膜压差）：即产水侧和原水进出口压力平均值差异，即膜两侧平均压力差；全流过滤TMP二进水压力-产水出口压力CEB：分散化学清洗CIP：化学清洗3. 膜通量：比各膜制造商提供的通量值下降10%-20%04系统回收率：均在95%以上。5.设计进水条件：常规处理砂滤池出水经臭氧一活性炭滤池处理后的水质。水中含有的细小炭粒携带微生物，会对膜丝造成影响。6水温对膜通量的影响：温度越低，水的粘度增大，膜通量迅速下降。高、低温时膜通量相差较大（对于温度有一定的要求，需要一定的控制补偿措施）7.超滤膜净水厂总体工艺布局：应遵循管路

17、合理、配水均匀、流程短、能耗低，同时兼顾整洁美观。膜组的布置力求管路最省，方便检修和拆运膜柱（根据膜组的几何形状和检修时所需要的空间确定，需要确定每个膜组之间的最小距离）。布置重点除了膜组布局外，就是管道敷设，建议设置管沟或专门管道层（对于不同的管道之间应该有一定的距离要求或者是上下关系，还需要根据管道的性质决定），以方便施工和维护。辅助设施应靠近主生产线，同时采取隔离措施，以减小噪音并兼顾美观。该项目的超滤车间均采取上下两层的工艺和土建布局。二层是超滤膜的膜堆组件，一层是管道阀组间、电缆及桥架、提升泵和水池、加药系统、化洗系统、中和系统、废水池、化学药剂池、空气动力等公用配套系统。该超滤车间

18、具有功能分区和布局合理，管理便利，美观大方的特点。8超滤膜的处理主系统：膜组件工程中所用超滤膜组件必须与承包商中试所用的超滤膜型号一致，每只膜组件均设置手动隔离阀，（可以作为规范要求）可实现膜组件单独隔离和拆卸。此外，还需配备取样阀，能够对膜组件单独取样检测。膜组件间连通管须为膜厂家成型配件形式，不建议采用现场加工预制安装，材质要求为UPVC或亚光式不锈钢管材。应考虑和预测膜寿命期内的能力自然衰减。超滤膜堆超滤膜堆是由若干膜组件集成于一个框架内，可独立运行的系统。该工程中所有水厂釆用相同形式的膜堆配置，即膜堆为模块式配置。要求：应结合原水水质状况，保证在年最低水温等最不利条件下，单个膜堆日均净

19、产水量不低于设计产水量；同时应考虑后续试运行及在膜使用寿命担保期内的性能衰减，对于膜堆中膜组件数量的配置应保证必要数量的备用。 综合考虑膜堆反洗的阀门动作速率要求和膜堆件均匀配水的需要，膜堆的进水采用气动glob调节阀或设置电动调节阀串联气动开关阀两种方式，膜堆出水和反冲洗进水设气动阀，气动阀须设置合理的速率和运行阻尼，保证在反冲洗操作和再次。投入过滤运行过程中，不会对膜组件产生振动和背压冲击。 膜堆的进水采用气动glob调节阀或设置电动调节阀串联气动开关阀两种方式。 膜堆清洗中的废水排水可根据水质特点，通过阀门自动切换分别向中和池及废水排放池排放。 每个膜堆均需配备在线压力监测、在线流量监测

20、等必要仪表。 每个膜堆均具备在线完整性检测功能，在线完整性检测应能自动进行且耗时小于5mine 每个膜处理系列须配备在线颗粒计数仪，可实现对该系列膜堆的定期巡检。 为便于检修，膜堆中所有气动阀门均须具备手动操作机构。完整性测试系统通过相关监测手段和膜完整性测试试验确保膜的完整性，总结国内外各种膜完整性判断方法主要有以下8种： 出水浊度监测；出水颗粒计数器监测；出水颗粒检测仪监测；微生物监测法；充气保压衰减检测；进口充气监测出口渗水量法；声波测漏法；充气观察气泡法。以上各种方法，前3种为在线监测，后5种为离线检测方法。该工程膜系列采用颗粒计数在线间接检测，每个膜堆配备气体流量检测装置进行定期在线

21、巡检。SUVA（比紫外吸光度）值作为水样中有机物亲疏水特性的表征，基于滤饼过滤模型分析SUVA值变化对膜通量的影响，探究其与膜污染的关系。SUVA值增大，水中疏水性有机物比例提高，亲水性有机物质量浓度减少；水样经过超滤后SUVA值降低8.35%-43.4%;超滤对有机物的截留以强疏水性有机物为主，截留率在65.79%以上。SUVA值较高的水样，其膜污染程度比较高。SCVA的值等于水样254nm的吸光度（UV254）除以其所含的溶解性有机物（DOC）,因而可以反映NOM所含成分（质量浓度）的不同，不同水体间、同一水体不同季节间SUVA值都有较大差异。NOM（天然有机物）：是超滤膜污染的致因之一。

22、NOM可分为胡敏酸（HumicacidHA）有较强的疏水性和富里酸（FulvicacidFA）有较强的亲水性，用来模拟不同SUVA值的天然水体。HA比例越高的水样SUVA值也较大。当SUVA>4时，水中以疏水性有机物为主，亲水性有机物的比例不超过50%；当SUVA<2时，亲水性有机物的比例超过80%,且以亲水极性物质为主。整个膜处理系统流程及每个环节应该考虑的问题（每个环节的作用原理，设置的依据，影响因素，安全性，检修方便，一般流程分为原水池（箱）、进水泵、过滤器、膜组件、出水池（箱）1. 对于原水水质的要求：（浊度，D0C,水温和硅等）浊度：美国AWWA建议进膜水浊度需低于10N

23、TU,如高于该值，需增加膜前预处理措施。DOC：憎水性有机物更易于形成膜污染，也易通过混凝工艺去除。衡量指标：SUVA值（SUVA二UV/T0C）来判断是否通过增加混凝效果来提高膜通量。当SUVA>4时，水中以疏水性有机物为主，亲水性有机物的比例不超过50%；当SUVA<2时，亲水性有机物的比例超过80%,且以亲水极性物质为主。水温：水温对膜通量的影响很大，温度降低，水的粘度增大，膜通量迅速降低。由于高低温时膜通量相差较大，如果设计低温时满足高峰供水规模会造成投资偏高，若只关注高温高峰供水时的供水能力，则低温时可能由于膜通量下降难以达到供水需求。设计前应获得膜通量随时间变化的曲线（

24、需要实验数据的支撑，査找相应的资料），充分调研预测该水厂全年供水需求规律（需要得到一个全年供水规律的数据），通过多次复核计算（先初步计算满足高温供水时的供水能力，复算低温下膜通量是否满足条件，若不满足可考虑增加膜组件或者有调节水温的措施以求的最优解，选哪种方式还需要考虑投资费用与日常维护是否方便为宜）确保满足全年的供水需求。在国外，有公司也釆用温度补偿通量辅助计算复核膜系统设计规模。硅：根据国内外较多应用实例发现，该物质特别容易引起超滤膜的不可逆污染，进入膜后化学清洗很难去除，釆用氟化氢钱清洗效果也有限。因此原水预处理应尽量去除硅。2. 原水池：相当于进水泵的吸水池，在设计手册中可查到关于吸水

25、池的规格要求，再结合泵的选型尺寸、流量确定原水池的容积。应有溢流、泄空装置和必要的阀门，以方便检修。3. 进水泵：首先要确定泵的扬程和流量（扬程：计算各管路的水头损失以及过滤时所需要的水头來推算出泵所需的扬程）；若干柱状膜组对应1套进水泵组（该模式主要适用于小型膜系统，适用于在一个化学清洗周期内设计膜压差和临界膜压差相差较小的情况，应该还需要不利条件下的校核）；1组柱状膜组对应1台进水泵；1个浸没式膜池对应1台过滤泵；若选用第一种则需要画出泵的并联曲线，看最终叠加的扬程和流量是否满足要求。（备用泵的考虑）4. 过滤器?我的想法是不需要设置，原因是进水水质己经控制了浊度，直接超滤就可以。5膜系统

26、：系统的计算：膜系统的备用量：一般设计时通过以下四种方式实现膜系统的备用应对紧急情况： 适当提高原水泵压力，增大膜通量，获得富余能力，（最易于被业主方接受的是第一种方式，即增大膜通量，因为其投资增加较小，最方便实现）； 在单组膜组或膜池设计时增加部分富余量（一般应用于中小型净水厂）； 在设计膜组或膜池的基础上增加备用组（一般应用于大规模的水厂膜组较多，发生离线化学清洗和维护较频繁，设置备用组可确保可靠性）； 如果水厂有其他生产流程，通过另外渠道获得应急备用量。复算与校核：对于净水厂的膜通量复核，建议要考虑以下三种情况： 最高供水量时有1组膜发生故障； 全年最低水温时有1组膜发生故障，能否保证该

27、时供水量； 常温隋况下，有1组膜化学清洗，1组故障检修时，能否保证该时供水量。以上情况是设计需考虑的可能性，对于特定系统，设计人员需设特定的校核工况。如备用仓库存有完善的备品备件，维修时间较短，可缩短故障持续时间进行计算。确定单组膜组（膜池）规模确定单组膜组（膜池）的规模即是进行经济性和安全性复算优化的过程，同时考虑单组膜内的配水均匀性。单组膜规模大时，则膜组上阀门口径、管道口径、管道上连接配件、反冲洗水泵和管路口径、化学清洗储罐和泵、化学清洗管道、膜池真空过滤泵等均变大，但膜组数、阀门个数、自控监测仪表数量等变小。因此对于经济性而言，根据设备的具体价格存在一个经济膜组规模。膜组冲洗系统膜的冲

28、洗有正冲洗、反冲洗、气洗、加氯反洗和化学加强反洗（CEB）（具体采用哪几种组合应根据膜供货商的要求或中试确定）。冲洗系统设计时有以下儿点需特别注意：柱状超滤膜的正冲洗一般通过关闭产水阀，开启进水阀和正冲排水阀來实现，也有专门设置正冲洗泵的。采用原水正冲，由于正冲洗时原水流量会突变，因此原水泵前吸水池需考虑一定的调蓄容量（设计吸水池尺寸时应考虑进去）。如膜供货商对加氯反洗和化学加强反洗要求较频繁，则需特别关注阀门材质和开关故障，化学物质滲透至产水端是较大事故。加氯反洗和化学加强反洗后需自动进行至少一次正常的正反冲，排除残余液。1. 化学清洗系统当超滤膜运行的跨膜压差达到限定值，且反冲洗不能恢复其

29、性能时，则需要化学清洗。化学清洗周期通常为16个月。化学清洗药剂一般有柠檬酸、氢氧化钠、消毒氧化剂和表面活化剂等，（具体选取何种药剂需根据原水水质分析和多次的清洗经验确定，有较多文献或操作手册进行介绍，可能对后续的实验有一定的指导意义）注意事项：a.清洗水推荐釆用软化水，如有条件，最好采用去离子水；清洗水水温不能太低，温度越低清洗效果越差，如冬季进行化学清洗，建议将水加热至40BC,可增强处理效果，减少清洗时间。b.般一次清洗时间为3060min,有的膜厂商要求6h,根据不同情况而定。总之，超过最佳清洗时间易引起膜再污染。膜污染严重时，可采用新鲜清洗液进行重复清洗。浸泡后釆用清洗液高速冲洗也可

30、提高冲洗效果。c. 通常是先酸洗后碱洗，避免碱先和金属形成较多不溶解氧化物。化学清洗完后需要进行1次以上的正常反冲洗，反冲洗水需排除。d. 推荐在化学清洗结束后进行完整性测试，确保膜的完整可靠。e. 对于大型净水厂，建议在生产线旁另设计一套在线中试装置，进行化学清洗药剂选择优化试验，选择最合适的清洗药剂和清洗程序，避免浪费。2. 膜系统布局和管路布置优秀的超滤膜净水厂讲究管路合理、配水均匀、流程短、能耗低，同时兼顾整洁美观。单独超滤膜系统车间总用地面积指标为0.0170.02（m2d）/m3,但该值仅为统计参考值，根据系统布置不同而异。6清水池：设有相应的通气装置，以及导流墙，应该和常规水厂的

31、清水池类似。附带的一些问题：关于阀门的选择，反冲洗的具体方案，药剂的选择，冲洗泵和风机的选择，整个管线的布置，厂内的管廊和管沟的设计。超滤组合工艺的应用实例1.清河再生水厂2005年7月开工建设的北京清河再生水厂日前己经建成投产。它是我国目前规模最大、品质最高的再生水厂，主要服务于奥运中心区、清河上游及周边地区，占地2.86万平方米，总投资1亿元人民币，供水量8X10月m3/do9该水厂采用的就是国际上先进的超滤膜水处理技术，厂内滤池使用6组超滤膜箱。清河污水处理厂经过二级处理后的出水经过加压泵从膜箱底部进入过滤孔径仅为0.02微米的超滤膜，再经过活性炭处理，臭氧消毒，出水水质达到国家IV类水

32、体标准。该技术在国内大型再生水厂中首次应用。2新加坡超滤水厂新加坡是一个地少人多、工业比较发达的国家。为解决生活饮用水和工业用水问题，该国建造了一座规模为273000m3/d的大型超滤饮用水厂，2003年10月开始运行，设计将來产水量可达480000时/d,基本的运行方式就是原水用铝盐混凝剂混凝预处理后再进入超滤系统。水厂所用的超滤膜为切割分子量500Dalton的ZENON膜，总膜面积为160000m2,占地仅为250m2,相当于每平方米占地面积生产能力为190m3/do该系统一个显著的特点就是不用出水泵，通过位差虹吸出水。长时间的运行表明，这种处理工艺具有稳定的出水通量和极好的出水水质，而

33、且对溶解性有机物有很好的去除效果。3英格兰约克夏Keldgate水丿2000年7月完工的Keldgate水厂是世界上最大的市政超滤处理厂。它的处理能力为9X104m3/d,相当于10001/s,最大处理量为12501/so总膜面积3700m2，膜丝总长度15800km,能耗500kw.h。该超滤处理厂由门个相同的膜堆组成，正常运行时，9个膜堆用于处理原水，称为一级超滤系统；一个超滤膜堆作为二级超滤系统用于处理一级超滤系统产生的大约5%的废水，其透过液循环到一级超滤系统的进口；另一个膜堆是一级和二级超滤系统的公用备用组件，在一个超滤系统组件或者二级超滤系统组件失去作用后，用来替代它们。（已经摆脱

34、传统处理工艺，全部采用超滤技术）洋山深水港饮用水超滤膜处理的系统选择与设计本工程一方面对港城专用增压泵站和高位水库部分构筑物和设备进行扩容另一方面增加深度处理工艺提高供水水质。1. 原水水质：來自供水管网末端转输的自來水，特点：具有较高的水压>18m水柱；色度、浊度、CODmn等易超标且口感不好。2. 设计工艺：高架曝气生物活性炭吸附一内压式柱状超滤膜组合工艺特点：超滤膜系统选择柱状超滤膜膜系统由膜组、反冲洗系统、二级膜滤系统和化学清洗系统等组成。设计回收率:一级超滤膜设计回收率85%二级超滤膜设计回收率75%系统总设计回收率96%车间的总体布置：要求：膜系统的布局和膜组的布置，优秀的超

35、滤膜净水厂应管路合理、配水均匀、流程短、能耗低，同时兼顾整洁美观。本工程利用原增压泵站有限的扩建用地建深度处理系统，全套深度处理装置集中在一个深度净水综合车间构筑物内完成。深度净水综合车间分成两部分，左端3层16.6m高的叠合水池和1层的超滤膜处理车间。高架生物曝气活性炭吸附池曝气生物活性炭池目的是有效去除水中有机物降低消毒副产物去除臭味明显改善饮用水口感除浊度并不是其目的也不用顾及生物膜的脱落曝气生物活性炭吸附池设于深度净水车间层叠合水池的第3层为下向流运行方式。超滤膜数量的确定：材料:海南立升公司的LH3-1060-V型内压式合金PVC超滤膜，中空纤维内经1mm,单支膜标准膜面积设计回收率

36、为85%,二级超滤膜设计回收率75%,系统总回收率96%。超滤膜反冲洗系统：柱状超滤膜设计每运行40min冲洗一次，正冲洗30s,反冲洗60s。正冲洗流量为设计产水量的2倍，反冲洗流量为设计产水量的3倍，即反冲洗水通量为210L/（m2*h）,反冲洗水进膜压力为15m超滤膜反冲洗自膜冲洗清水池吸水增压反冲，膜冲洗清水池容积50m3,超滤膜反冲洗水泵设变频,流量300-350m3/h,扬程为22-20m,1用1备。膜冲洗废水池调节容积60m3,二级膜滤通过二级膜滤进水泵自膜冲洗废水池吸水，进水泵设变频，流量50-80m3/h扬程24-2lm,1用1备。超滤膜组的阀门配置：一个完整的超滤膜组至少需

37、要8只手动蝶阀和5只气动蝶阀。（其中在化学清洗的管道上不设气动蝶阀）管沟的设置：设置了宽3.55m,深1.3m的综合管沟。（尺寸是怎么确定的？管道的直径，管道之间的间距和距离管沟壁的最小距离）化学清洗系统：采用柠檬酸酸洗和氢氧化钠碱洗，设计化学清洗周期为3个月，酸洗为lg/L的柠檬酸溶液,碱洗为3.5g/L的氢氧化钠溶液。酸洗和碱洗废液中和后排放。酸洗罐和碱洗罐容积均为7.8m3,设2台耐腐蚀泵离心泵，流量110-120n?,扬程15mo另备用1只柠檬酸配液罐、1台酸配药泵、1只氢氧化钠配液罐和1台碱配药泵。出水水质：C0Dmn<3mg/L,总的去除率为45%-70%o根据进一步知，组合

38、工艺主要依靠曝气生物活性炭吸附池CODmn和氨氮，氨氮的去除率为40%-90%,单独超滤膜对CODmn的去除率低于5%。净水厂浸没式超滤膜系统工艺调试和自控系统构架的建立工程实际中超滤膜系统运行的好坏不仅与膜组件质量有关，更重要的是与设计参数的选取、配套的管路设备和运行模式密切相关。工艺概况：上海某Q水厂设计规模10万m3/d,原水为IIIIV类水，工艺流程：设计釆用了预臭氧接触池一中置式高密度沉淀池一后臭氧接触池上向流活性炭吸附池一浸没式超滤膜的常规+深度处理工艺流程。出水水质：各项出水指标均达到生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)中的要求，其中出水浊度低于0.1NTU、氨氮低于0.

39、2mg/io耗氧量低于2.0mg/Io,氨氮和耗氧量的去除率分别达到约90%和约80%。膜系统的进水水质：浊度W5NTU,耗氧量W3.0mg/Io该后置的浸没式超滤膜车间替代传统的砂滤池，去除水中的浊度和病毒、细菌、两虫(贾第鞭毛虫(Giardia)和隐抱子虫(Cryptosporidium)是两种严重危害水质安全的原生寄生虫，主要通过饮用水和食品等途径传染疾病，具有非常强的环境抗性，常规的消毒工艺的氯浓度不能有效灭活隐砲子虫和贾第鞭毛虫，他们通过水厂构筑物进入供水管网)、藻类等，具有很强的针对性和整体性，起到了最后的水质安全屏障作用。超滤膜池运行参数：Qj为4167m3/h,计算反冲洗流量Q

40、fw为333m3/h,设计膜通量J为29I/(m2h),单组膜箱膜面积Am为2250m2,设计120min内气水冲洗1次，每次气水冲1.5min,排水0.5min,则总时间丁z为120min,膜净运行产水时间正为118min。设计校核膜通量，10格膜池，当1格反冲洗时，其余膜池运行膜通量为32L/(m2h)；当1格膜池反冲洗，1格膜池恢复性化学清洗，2格停运时，膜池运行膜通量为36L/(m2,h)。膜厂商要求反洗强度为60L/(m2h),气冲洗强度1.4m3/(支组件h)。膜池的调试：正常过滤；气冲洗和反向清洗；维护性化学清洗；恢复性化学清洗。膜系统联动调试的过程也是确保该4个独立流程能实现全

41、自动化运行的过程。气冲洗和反向清洗调试设计膜池包括单独气反冲洗和气、水联合反冲洗两个过程。反冲洗周期视原水水质而异，一般气冲洗周期为05h,气、水联合反冲洗周期为1.53ho单独气反冲洗过程较为独立，开启鼓风机即可，气反冲洗的同时还可正常抽吸过滤。,每次反冲洗后一般不完全排干，设计的排放模式为每4次排水中1次全池排干，正常的每次反冲洗排水预定排放1/4格池子的水量维护性化学清洗调试达到维护性清洗的预设条件。根据膜通量和跨膜压差判断.一般周期为1030d-次，需进行维护性化学清洗。恢复性化学清洗调试超滤膜系统正常运行较长一段时间后，将达到恢复性清洗的预设条件，根据膜通量和跨膜压差判断，一般周期为

42、48个月一次，需进行恢复性化学清洗-3|。恢复性化学清洗的操作较为繁琐,小规模膜水厂为降低系统复杂性和投资考虑不设在线恢复性化学清洗，采取拆卸膜箱起吊至专用清12洗池清洗。但对于大规模超滤膜系统，全自动的恢复性化学清洗设施和控制必不可少，也是调试运行的难点和风险最人的单元。(先碱洗后酸洗)设计膜通量为29L/(m2-h),系统计算总回收率92.6%。设计膜池产水采用凸轮泵抽吸，维护性和恢复性化学清洗为在线设置方式。浸没式超滤膜实际工程化运行由4个独立的运行流程组成，工艺调试目的是确保该运行流程可靠。山西阳城北燕煤业有限公司矿井废水处理系统设计BAF：(生物曝气滤池BiologicalAerat

43、edFiIter)是一种釆用颗粒滤料固定生物膜的好氧或缺氧生物反应器，该工艺集生物接触氧化与悬浮物滤床截留功能于一体，是国际上兴起的污水处理新技术。BAF可广泛用于水体富营养化、生活污水、市政污水、生活杂排水、食品加工、酿造、化工、制药、印染等可生化的污水和废水处理。SBR(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess序批式活性污泥法):序批式活性污泥法是一种按间歇曝气方式來运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排

44、放和流量变化较大的场合。目前在国内有广泛的应用。淳水器是该法的一项关键设备。MBR与浸没式滤池的区别及优缺点：MBR是放置在曝气池或者二沉池里面，进水中有大量的活性污泥，浸没式超滤是相对于压力式超滤而言的，浸没式超滤放置在膜池中，进水要求比压力式超滤宽泛，抗污染的能力强。一般來说生化法之后不进行深度处理，直接釆用超滤过滤的话用MBR,如果还需进一步处理(主要是去除COD),则在最后一步釆用浸没式超滤。优点：MBR流程简单，投资少，浸没式超滤运行通量大，回收率高，产水水质好缺点：MBR运行通量低，同样的产水量需要更多的膜；浸没式超滤流程复杂，外围配套设备多。具体用MBR还是浸没式超滤要看你的进水

45、水质以及产水要求。原水水质：矿井水污染主要是由于煤矿开采破坏了煤系上覆含水层而形成的井下涌水，在开拓及釆煤过程中受到污染，污染物主要为SS和COD,矿井水水质COD二80100mg/L,SS二150200mg/L。处理工艺：混凝一过滤一超滤该工艺SS去除率可达90%,COD去除率达60%,处理后出水水质：COD二30-45mg/L,SS二2040mg/L,能够满足生声使用和排放要求(COD二50mg/L,SS=50mg/L)该系统由三个部分构成；矿井废水絮凝沉淀处理系统、中水深度处理系统和污泥处理系统。1. PAC自动加药系统2. 调节池调节池的作用是对原水进行水质、水量调节，起到进水缓冲作用

46、，保证后续处理的稳定性。(3)旋流澄清净水装置调节池出水经过提升泵提升，进入旋流澄清净水装置内进行混合、絮凝、沉淀等过程后，煤泥絮凝沉淀，排泥时，打开排泥阀，污泥重力排入污泥浓缩池，清水从设备上部流出进入清水池。(4)清水池、水泵及配套的管道、阀门、仪表旋流澄清净水装置出水作为中水，进入清水池，通过水泵和输水管道、阀门等设备，可回用到矿区用于井下消防洒水、井上生产消防、景观和冲厕等，以提高矿井废水的重复使用率，大大节约了水资源。5中水深度处理系统清水池中的中水可用于矿区生产，部分可进入深度处理系统。该系统设计处理能力500ni3/d,由多介质过滤器，活性炭过滤器、超滤装置和消毒器组成，可将中水

47、处理达到饮用水标准。6.污泥处理系统矿井废水处理中会产生沉渣和剩余污泥，有机成分和含水率较高，必须进行污泥处理后才能排放或进行最终处置。因此必须配有污泥处理系统。该系统主要由由污泥浓缩池和板框压滤机组成。胞外聚合物(ExtraceIlularPolymericSubstances,EPS):是在一定环境条件下由微生物，主要是细菌，分泌于体外的一些高分子聚合物。主要成分与微生物的胞内成分相似，是一些高分子物质，如多糖、蛋白质和核酸等聚合物胞外聚合物(EPS)是在一定环境条件下由微生物，主要是细菌，分泌于体外的一些高分子聚合物。主要成分与微生物的胞内成分相似，是一些高分子物质，如多糖、蛋白质和核酸

48、等聚合物。EPS普遍存在于活性污泥絮体内部及表面，具有重要的生理功能，可将环境中的营养成分富集，通过胞外酶降解成小分子后吸收到细胞内，还可以抵御杀菌剂和有毒物质对细胞的危害道尔顿：原子质量单位(amu或u)有时称统一原子质量单位，或道尔顿(Dalton,Da,D)是用來衡量原子或分子质量的单位，它被定义为碳12原子质量的l/12o1巴(bar)二100千帕(KPa)二10牛顿/平方厘米=0.1MPa电厂循环水排污水回用深度处理技术研究工艺:釆用超滤与反渗透联合工艺处理循环冷却水排污水，将出水作为锅炉补给水的原水。同一水质条件下的循环水排污水氢氧化钠混凝澄清处理工艺和石灰混凝澄清处理工艺，讨论之

49、间的异同，形成循环水排污水氢氧化钠混凝澄清处理控制方法。针对该厂循环水排污水深度处理过程中出现的反渗透系统污堵问题开展了研究分析工作。反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备，主要是中空纤维或卷式的膜分离设备。超滤微孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有的微量元素和矿物质。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。循环水排污水的常规处理方法主要有1.澄清过滤+超滤+反渗透2. 石灰处理+变空隙滤池+反渗透南方某电厂：具体工

50、艺流程：废水一储水池一澄清池一变孔隙滤池一清水池一自清洗过滤器-lJF装置一UF产水箱一保安过滤器一R0装置一淡水箱一工业储水池(零排放)河北某电厂：过滤器一超滤一反渗透ORP（0xidationReductionPotential）：表示溶液的氧化还原电位。氢氧化钠处理不仅能够去除重碳酸盐碱度，而且可以有效去除水中的镁硬，即降低水中一部分永硬。河北某电厂的补给水工艺：來水一一机械搅拌加速澄清池一一无阀滤池一一多介质过滤器一一活性炭一一超滤一一反渗透一一离子交换除盐在阻垢剂对硫酸盐不起作用的情况下，反渗透进水钙硬需控制在4.8mmo1/L以下才不会结硫酸钙垢。反渗透进水硅需控制在25mg/L以

51、下才不会结硅垢。SDI:污染指数（SiltingDensityIndex,简称SDI）值，是水质指标的重要参数之一。它代表了水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量。在反渗透水处理过程中，SDI值是测定反渗透系统进水的重要标志之一；是检验预处理系统出水是否达到反渗透进水要求的主要手段。它的大小对反渗透系统运行寿命至关重要。SDI值是测量通过47mm直径，0.45um孔径膜的流速衰减。之所以选择0.45um孔径的膜，是因为在这个孔径下，胶体物质比硬颗粒物质（如沙子、水垢等）更容易堵塞膜。流速的衰减被转换成1到100之间的数值，即SDI值。SDI值越低，水对膜的污染阻塞趋势越小。从经济和

52、效率综合考虑，大多数反渗透厂家推荐反渗透进水SDI值不高于5oUF-NF-R0膜技术用于煤化工废水深度回用研究实验结果表明：UFNFRO工艺处理煤化工废水二级出水运行稳定且出水水质良好：超滤出水SDI保持在3以下，浊度去除率达到90%；纳滤出水浊度在0.1NTU以下，硬度脱除率达72.37%,COD去除率50%以上，纳率出水水质受原水影响较小；反渗透对COD脱除率达到99%以上，对硬度和电导率的脱除率分别达到98%和95%以上；系统出水水质完全满足回用要求，工艺在运行期间不需要化学清洗。UF-RO系统对COD脱除率达到90%以上，脱盐率达到95%以上，整体效果不如UF-NF-R0工艺。在废水深

53、度凹用中，一般将超滤作为纳滤和反渗透的预处理单元，这样能够在保证进入纳滤和反渗透的水质质量的同时强化处理效果。阻垢率：水中投加阻垢剂后成垢离子被稳定（抑制）在水中的白分率。其测定原理是，配制一定浓度的试验水，对不加阻垢剂和加不同阻垢剂的水进行加热，促使水中成垢盐析出。滴定水中保留的成垢离子含量，浓缩倍率：指对于一定浓度的水溶液而言，设其某种物质的含量为S0,经过蒸发以后其此物质的浓度变为S1,称S1/S0的值为此溶液在蒸发过程中的浓缩倍率。静态阻垢法是实验室测定水处理剂阻垢能力的最基本的方法，其中蒸发浓缩法是常用的方法。在运行30天内，初期运行，超滤的跨膜压差为O.OIMPa,当跨膜压差达到0

54、.06MPa时，产水量较初始值下降11%。造成上述现象的主要原因可能是在超滤膜运行初期，有机物开始吸附在膜表面上,同时由于小分子具有一定的回扩散作用，能够在一定程度上减轻污染。但随着超滤膜的继续运行，膜表面的有机物会逐渐积累形成泥饼层，造成跨膜压差进一步增大，产水量下降，需要进一步进行化学清洗恢复通量。当纳滤进水浊度在0.23-0.25NTU之间变化时，纳滤出水浊度都在0.2NTU一下。满足反渗透进水浊度小于1NTU的要求。在超滤阶段，由于水中的钙镁等二价无机盐离子远远小于超滤膜的分离尺寸，超滤对水中盐类并没有明显的截留效果。与超滤膜不同，纳滤膜表面带有的电荷使之对盐类具有一定的截留效果。经过

55、纳滤的出水COD值相对稳定。反渗透对于硬度的脱除达到98%以上，脱盐率达到95%以上。反渗透对于COD的脱除率很高，可以达到99%以上，出水COD接近0,出水水质十分稳定。煤化工废水二级出水有机物对膜污染的特征分析：过滤后水样的UV254和CODCr的变化呈现一定的相关性，随着超滤膜孔径的变小，凶25.和C0%的值也随之变小，但两者的变化并不是完全一样，这是因为UV254和CODc所能表征的有机物并不是完全一样。经过截留分子量为5kDa的超滤膜过滤后的水样有较强的紫外吸光度，而化合物在250-290nm显示中等强度吸收，说明化合物中有苯环存在，由此可以判断水样中可能有苯环类物质的存在，它们的分

56、子量主要分布在小于5kDa的分子量区间中。陶氏超滤技术手册总结在海水淡化、纯水及高纯水的制备中，超滤可作为预处理设备，确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔性不对称结构。过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0.03、0.6MPa,筛分孔径从0.0050.lMm,截留分子量为1000"500,000道尔顿左右。聚偏氟乙烯和聚醍砚成为目前最广泛使用的超滤膜材料。PVDF最突出的特点一抗氧化能力十分出众聚偏氟乙烯（PVDF）材质的化学稳定性最为优异，耐受氧化剂（次氯酸钠等）的能力是聚醯飒、聚矶等材料的10倍

57、以上。在水处理中，微生物和有机物污染往往是造成超滤不可逆污堵的主要原因,而氧化剂清洗则是恢复通量最有效的手段，此时聚偏氟乙烯（PVDF）材质体现出了其优越性。大量的研究结果发现，用接触角來评价膜的抗污染性有一定的局限性。这是由于一方面接触角的测定数据本身不够准确，它受到被测材质表面的光滑程度、水的纯度以及测定技术的影响；另一方面,当浓差极化等问题突出时，膜本身性质的影响则退居次席。超滤膜的孔径：泡点法理论基础是毛细现象。有如下的定量公式：式中P就是泡点压力。把膜浸入到水中，逐渐增加膜的一侧的气压，当观察到气泡连续从膜的另一侧逸出，此时的气压就是泡点压力。6是液体（水）/空气的表面张力；0是液体（水）一固体（膜）的接触角；D是毛细管的直径（孔径）。外压式膜的进水流道在膜丝之间，膜丝存在一定的自由活动空间，因而更适合于原水水质较差、悬浮物含量较高的情况；内压式膜的进水流道是中空纤维的内腔，为防止堵塞，对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的限制，因而适合于原水水质较好的工况