(s)-下反洗时间-天津水与燃气信息技术开发有限公司首页培训课件

超滤膜在饮用水处理工程中的应用天津市自来水集团有限公司天津市华宇膜技术有限公司内容提要一、膜法饮用水处理技术概述二、超滤膜技术在饮用水处理工程中的应用三、杨柳青水厂5000m3/d膜处理示范工程介绍四、结论膜法饮用水处理技术概述传统饮用水处理工艺无法满足时代的需求

膜法饮用水处理技术的不断成熟膜使用寿命的提高膜成本的降低寻求新的饮用水安全保障技术膜技术成为替代传统工艺最有竞争力的技术优良的出水水质占地面积小、建设周期短自动化程度高工艺流程短、使用灵活水源污染日趋严重水质日趋恶化饮用水水质标准日趋严格隐孢子虫、贾第虫等微生物消毒副产物的限制越来越严格工程化应用背景目前，膜法饮用水处理技术在国外已进入大规模应用阶段，近年在国内的发展也非常迅速。中科院李圭白院士分析认为：我国生产的超滤膜，性能、质量已接近或达到国外同类产品的水平，而价格比进口产品低得多，吨水处理成本降到可与第一代工艺竞争的价位。超滤——第三代城市饮用水净化工艺的核心技术摘自《城市自来水膜技术时代是否会席卷而来》（人民科技网

2007-6-11）

膜法饮用水处理技术概述工厂名称国别处理能力103m3·d-1源水源水特点膜种类建成时间采用的预处理工艺Littleton.Mass美国5.7地表水锰离子、不适味觉UF1998预臭氧SiouxLookout,Ont加拿大5.2湖水高色度UF1999混凝（Al）Florida美国6.3-------浊度、硬度UF2000软化、酸化Gardner,Mass美国11.3地表水锰离子UF2000预臭氧VonOrmy,Tex美国34河水高浊度、TOCUF2000混凝（Fe）、预过滤ParrySound,Ont加拿大10Huron湖水高浊度、色度UF2001混凝（Al）Kansas美国11.3Nueces河水高浊度UF2001混凝、沉淀Canyon.Greek.Alta美国1.0湖水TOC,藻类，铁、锰离子UF2002PAC、混凝、沉淀Seekonk,Mass美国16地表水铁、锰离子UF2002KMnO4，NaOClBakersfield.,Calif美国76Kern河水浊度（10～1000NTU）、不适味觉UF2003混凝、沉淀、Cl2，KMnO4Clovis,Calif美国51灌溉水浊度、色度、TOCUF2003混凝（FeCl3）Kerrville,Tex美国19地表水TOCUF2004混凝（FeSO4）Kamloops,B.C加拿大159地表水TOC，藻类，浊度UF2004混凝LakeForest美国68湖水浊度(5～200NTU)，藻类，不适味觉UF2004PACMinneapolia,Minn美国265地表水硬度、浊度UF2005混凝、软化、再矿化超滤膜技术在饮用水处理工程中的应用1、替代沉淀-过滤工艺

CityofKamloops水厂

超滤原水混合絮凝超滤出水絮凝剂该水厂位于加拿大，供水规模16×104m3/d。采用两级超滤系统，将一级超滤反洗水回收后再进行二级超滤处理，工艺的产水率达到99％以上。超滤膜技术在饮用水处理工程中的应用2、替代过滤工艺ColumbiaHeights水厂絮凝剂、高锰酸钾、臭氧原水混合絮凝沉淀超滤出水该水厂位于美国，供水规模26.5×104m3/d，是目前北美运行规模最大的超滤水厂。面对美国水质法规的压力，对老水厂进行了改造，将传统的砂滤工艺改建为超滤工艺，以去除两虫，保障饮用水的微生物安全。Columbine水厂超滤絮凝剂原水混合絮凝沉淀超滤出水该水厂位于美国科罗拉多州，供水规模18.7×104m3/d，水厂原有工艺存在产水水质较差、供水量不足的问题，采用二级过滤系统对老水厂进行改造，将砂滤池改为超滤工艺，水回收率高达99％。超滤膜技术在饮用水处理工程中的应用3、作为深度处理工艺Lakeview水厂絮凝剂臭氧活性炭原水混合絮凝沉淀过滤超滤出水该水厂位于加拿大，规模26.1×104m3/d，是目前最大的臭氧活性炭耦合超滤的深度处理系统。Vigneux水厂絮凝剂格栅混合絮凝沉淀臭氧活性炭臭氧原水出水PAC+UF(Cristal工艺)该水厂位于法国，供水规模5.5×104m3/d，采用粉末活性炭吸附＋超滤作为深度处理工艺，PAC平均投加量为8mg/L，采用生石灰调值，出水水质稳定。超滤膜技术在饮用水处理工程中的应用4、滤池反洗水回收利用自来水厂滤池反洗水一般占水厂处理水量的2%～5%左右。采用常规工艺（沉淀、调节、浓缩、脱水等几道工序）回收滤池反洗水，占地面积大，一次性投资大，回收效率低，而且具有一定的回用风险，特别是铁、锰等常规指标和微生物指标（贾第鞭毛虫和隐孢子虫）。目前国内还没有采用膜系统处理滤池反洗水的工程实例，都处于实验室或中试研究阶段。但实验结果已经表明，采用膜系统处理滤池反洗水，解决了常规工艺回收处理存在的弊端，而且出水经消毒后可直接进入供水管网。相信随着水资源匮乏形势的日益严峻和膜处理技术的发展，超滤膜工艺在滤池反洗水回收利用方面一定会大有作为。超滤膜技术在饮用水处理工程中的应用杨柳青水厂5000m3/d膜处理示范工程介绍工程概况该工程是天津市科技创新专项资金项目“膜法饮用水处理技术研究及示范工程”（05FZZDSH00500）的重要工作内容。示范工程的设计建立在中试科研成果的基础上，通过膜技术工程化应用，优化工艺技术参数，积累运行和管理经验，获得自有知识产权的技术及成果，为膜法水处理技术的推广应用提供有力的技术支持与保障。该工程采用混凝－超滤工艺，超滤膜采用内压柱式膜，通过浸入式膜回收装置对柱式膜的反洗水进行回收，设计产水能力5000m3/d，回收率≥98％，占地面积约400m2。工艺技术优化组合帘式膜中试研究成果工程设计示范工程建设工程施工调试运行效果评价技术经济分析技术规范推广应用示范工程工艺方案柱式膜中试研究成果示范工程技术路线中试研究成果介绍反冲洗泵出水原水150µm自清洗过滤器管道混合器机械反应池膜装置清水箱混凝剂加氯消毒中试工艺流程图浸入式膜系统柱式膜系统中试试验装置中试研究成果介绍膜工艺对浊度的去除情况出水浊度在0.1NTU以下的保障率达96%。膜工艺系统运行参数优化研究

中试研究成果介绍FeCl3投加量对膜系统跨膜压差的影响反应时间对膜系统跨膜压差的影响4mg/L的FeCl3投加量时TMP增长较缓慢。反应时间为7.5min时，TMP增长较缓慢。膜工艺系统运行参数优化研究中试研究成果介绍膜过滤通量对膜系统跨膜压差的影响过滤周期对膜系统跨膜压差的影响较低的膜通量更有利于膜系统的稳定运行。过滤周期20min，系统运行很稳定，30min时膜污染积累较快。膜工艺系统运行参数优化研究中试研究成果介绍种类CHCl3CHCl2BrCHBr2ClCHBr3THMs数值（mg/L）16.8115.225.23未检出57.24限值（mg/L）6060100100100含量／限值0.28020.25330.252300.7858预氯化后膜出水藻毒素值符合《生活饮用水卫生标准》。氯投加量2mg/L3mg/L所测指标RR(mg/L)LR(mg/L)RR(mg/L)LR(mg/L)原水2.9×10-41.7×10-42.1×10-49.1×10-4预氯化、混凝后4.7×10-41.6×10-39.0×10-44.6×10-4膜出水5.5×10-41.0×10-3<1.0×10-5<1.0×10-5预氯化（2mg/L）膜出水THMs预氯化后膜出水微囊藻毒素

各类化合物的实测浓度与其各自限值的比值之和不超过1。膜工艺系统运行参数优化研究中试研究成果介绍经预氯化后TMP增长趋势比未预氯化时平缓，膜污染得到减缓

上、下反洗各为30s时反洗效果很好，缩短上反洗时间、缩短下反洗时间及只进行下反洗的效果均较差，对内压式膜来说，上下反洗都很重要。

膜工艺系统运行参数优化研究中试研究成果介绍高藻期稳定运行工况膜品种过滤通量L/（m2·h）

过滤时间(min)排浓时间(s)上反洗水量(t/h)气量(m3/h)下反洗水量(t/h)上反洗时间(s)下反洗时间(s)冲洗时间(s)FeCl3(mg/L)反应时间(min)氯(mg/L)EFM执行周期(h)执行时间(min)A膜75.020107－7303015482830B膜71.420－0.653402020682830C膜60.030－75－90－30682830D膜53.330－55－80－－482848水厂－－－－－－－－－7－4.5－－膜工艺系统运行参数优化研究中试研究成果介绍正常期稳定运行工况膜品种过滤通量L/（m2·h）过滤时间(min)排浓时间(s)上反洗水量(t/h)气量(m3/h)下反洗水量(t/h)上反洗时间(s)下反洗时间(s)冲洗时间(s)FeCl3(mg/L)反应时间(min)氯(mg/L)EFM执行周期(h)执行时间(min)A膜50.020107.5－7.530302048－1030B膜71.420－0.65340203068－1030D膜53.330－54－80－－48－863水厂－－－－－－－－－9－4.5－－膜工艺系统运行参数优化研究中试研究成果介绍低温期稳定运行工况膜品种过滤通量L/m2·h过滤时间min排浓时间(s)上反洗水量(t/h)气量(m3/h)下反洗水量t/h上反洗时间(s)下反洗时间(s)冲洗时间(s)FeCl3mg/L反应时间min氯mg/LEFM执行周期(h)执行时间(min)A膜50.020106－630302066－2430B膜47.620－35360303066－2430D膜53.330－54－80－－66－2460水厂－－－－－－－－－9－4.5－－膜工艺系统运行参数优化研究中试研究成果介绍膜工艺系统强化去除有机物的研究原水＞30k30k-10k10k－3k3k-1k＜1kDOC(mg/L)5.0170.90860.96640.55690.37892.2062百分比(%)－18.1119.2611.107.5543.97UV254(cm-1)0.0550.0040.0120.0080.010.021百分比(%)－7.2721.8214.5518.1838.18滦河原水中各分子量区间有机物分布规律

原水DOC和UV254都主要集中在小于1kDa的小分子区间内，这一部分有机物分别占44%和38%。中试研究成果介绍正常期膜出水有机物分子量分布膜工艺系统强化去除有机物的研究膜对分子量大于30kDa的有机物去除效果很好，达到了81%

低温期膜出水有机物分子量分布中试研究成果介绍项目测试方法直接完整性测试泡点测试法压力衰减测试法扩散空气流测试法真空保持测试法水体置换测试法间接完整性测试浊度监测颗粒计数监测尖峰完整性监测微生物挑战测试膜完整性测试方法

主要进行了膜组件完整性检测技术研究、故障膜组件的定位与修复研究和系统自动控制研究。以压力为基础的测试方法在监测低压膜的完整性方面应用最为广泛，不足之处是需离线进行，影响系统正常运行。浊度监测和颗粒计数监测是目前应用较为广泛的间接测试方法。

膜工艺系统安全保障技术研究中试研究成果介绍膜工艺系统安全保障技术研究颗粒计数仪监测膜的完整性膜组件修复从修复前的56个/mL（稳定值）下降到修复后的5个/mL，系统稳定后降到1个/mL以下。

膜组件修复前后出水浊度和铁的变化情况日期浊度（NTU）铁（mg/L）07.7.160.070.1507.7.200.070.1107.7.230.05<0.0507.7.280.06<0.0507.7.300.06<0.0507.8.10.060.0407.8.30.07<0.0507.8.60.06<0.05膜组件修复前后出水浊度没有发生明显的变化，说明采用颗粒计数法监测膜完整性的灵敏度高于浊度监测。中试研究成果介绍四种膜产品性能的对比项目各种膜产品性能对比出水水质都能满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）的要求浊度出水浊度平均值都在0.10NTU以下CODMn去除率由高～低：A膜、B膜、C膜、D膜UV254去除率由高～低：A膜、D膜、B膜、C膜微生物几种膜大肠杆菌群数都<3个/L细菌总数都为1～2个/mL回收率由高～低排序：B膜、D膜、C膜、A膜药剂费＋电费由低～高排序：A膜、B膜、C膜、D膜注:A膜超滤膜过滤孔径0.01μmB膜超滤膜过滤孔径0.03μmC膜微滤膜过滤孔径0.1μmD膜浸入式微滤膜过滤孔径0.1μm中试研究成果介绍项目性能浸入式膜柱式膜常规工艺出水水质出水水质好出水水质好出水水质合格回收率98％98％（反洗水回收）90％建设投资1100～1300元/m31000～1200元/m3800～1000元/m3建设周期短短长运行费用0.5~0.7元/m30.5元/m3以下0.3元/m3以下优缺点优点：运行稳定，自动化程度高，操作简单，对细菌、病毒、两虫、藻类、水生生物几乎全部去除，适于老水厂改造。缺点：膜通量低，耗电量大，占地面积大（跟柱式膜相比）。优点：运行稳定，自动化程度高，操作简单，占地面积小，对细菌、病毒、两虫、藻类、水生生物几乎全部去除，适于新建水厂。缺点：反洗水量较大，反洗水需回收处理。优点：运行稳定，工艺成熟缺点：占地面积大，操作复杂，对贾第虫和隐孢子虫的去除很难保障。混凝-超滤工艺和常规工艺的比较确定A膜为示范工程最佳膜工艺出水水质运行费用占地面积一次性投资中试研究成果介绍原水厂区清水池厂内吸水井预加氯自清洗过滤器原水泵（预氯化）混凝剂管道混合器反应池进水泵膜装置清水箱加氯消毒粉末活性炭在线监测仪表反洗泵调节池浸入式膜系统反洗排水提升泵酸洗罐碱洗罐化学废液罐化洗泵化洗泵化洗废液排水至厂区排泥池中和后排下水道反应池排泥预处理系统膜处理系统反洗水回收系统化学清洗系统示范工程工艺流程膜处理示范工程的工艺设计采用中试研究成果，有以下特点：示范工程工艺特点采用混凝-超滤膜工艺通过优化和控制混凝条件，提高有机物去除率的同时，缓解膜污染。混凝-超滤工艺在中试试验中效果很好，该工艺省去了沉淀过滤预处理工序，流程短，占地面积小，一次性投资少。

EFMEFM（EnhancedFluxMaintenance）是一种用低浓度药品短时间进行的清洗方式。高温高藻期导入EFM，可大大缓解膜污染，延长化学清洗周期。反洗水回收采用中试研究成果－超滤反洗水回收装置对反洗水进行回收处理，其出水经消毒后可直接进入清水池。投入示范工程应用后，每年可减少废水排放量22万吨。

杨柳青水厂5000m3/d膜处理示范工程车间杨柳青水厂5000m3/d膜处理示范工程膜处理示范工程：原水预处理系统

压入式膜过滤系统：4组超滤模块

反洗水回收系统：浸入式膜过滤装置

完整性检测系统：颗粒计数巡检装置

在线浊度余氯检测仪

混凝剂投加及化学清洗系统

上位机截图一

上位机截图二

上位机截图三示范工程自5月12日通水运行至今未进行化学清洗，跨膜压差仅从8kpa增加到14kpa，运行非常平稳。

示范工程出水水质膜出水浊度在0.10NTU以下。

浊度膜工艺的出水远远好于传统工艺。浊度国外研究发现，颗粒计数法在有足够的数据的情况下，能够检测出43000根膜丝中3根泄露。在美国研究发现，在大于2微米