污水处理原理和方法

1、超滤膜概述 超滤（Ultra-filtration, UF）是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂（如水分子）、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。目前超滤膜被大量用于水处理工程。超滤技术在反渗透预处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用。超滤技术在酒类和饮料的除菌与除浊，药品的除热原以及食品及制药物浓缩过程中均起到关键作用。超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊，一般认为超滤膜的过滤孔径为0.0

2、01-0.1微米，截留分子量（Molecular weigh cut-off, MWCO）为1,000-1,000,000 Dalton。严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-0.01微米，截留分子量为1,000-300,000 Dalton。若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。一般用于水处理的超滤膜标称截留分子量为30,000-300,000 Dalton，而截留分子量为6,000-30,000 Dalton 的超滤膜大多用于物料的分离、浓缩、除菌和除热源等领域。超滤膜的形式可以分为板式和管式两种。管式超滤膜根据其

3、管径的不同又分为中空纤维、毛细管和管式。目前市场上用于水处理的超滤膜基本上以毛细管式为主，个别工程中使用的中空纤维（内径0.1-0.5mm）聚乙烯或聚丙烯微孔膜实际上应属于微滤膜。将超滤膜丝组合成可与超滤系统连接的组件称为超滤膜组件。超滤膜组件分为内压式、外压式和浸没式三种。其中浸没式超滤膜过滤的推动力是膜管内部的真空与大气压之间的压力差。对于过滤精度要求较高的超滤膜，这一压力差通常不易满足所需过滤推动力的要求，因此浸没式的组件形式比较适合于过滤精度较低的超滤膜或微滤膜。外压式超滤在正冲与反冲时，膜表面液体的流速极不均匀，影响膜表面的冲洗效果，因此常用于水处理的超滤膜还是内压式组件结构较具有优

4、势。图1是一个内压式毛细管超滤膜组件的工作原理图。如需获得关于超滤膜以下详细信息，请询北京英诺格林技术部。1超滤技术原理及简介1.1超滤工作原理1.2超滤膜的材质1.3超滤膜的制膜工艺1.4超滤膜的结构特点1.5超滤膜的选择1.6超滤膜组件的形式1.7超滤膜中空纤维组件的工作方式1.8超滤膜污染及系统设计1.8.1膜污染的形成1.8.2系统设计原则2超滤技术与反渗透预处理2.1多介质过滤特点2.2絮凝特点2.3超滤技术特点2.4超滤与活性炭过滤的比较2.5活性炭吸附有机物寿命的计算3超滤系统设计3.1设计条件3.2水通量及膜组件数量的设计3.3过滤操作方式3.4利用率的设计3.5超滤系统设计3

5、.6模块设计3.7模块的连接3.8水泵的选择3.8.1原水泵的选择3.8.2反洗泵3.8.3化学清洗泵3.9减压阀3.10预处理3.10.1预过滤3.10.2预加药3.11化学反洗系统3.12物理清洗和化学清洗系统3.13气体封密性检测4超滤系统工作流程4.1过滤制水4.2反洗4.3化学反洗4.4正洗4.5化学清洗4.6气密性检测4.7超滤设备开启状况汇总表4.8气体完整性检测5超滤系统维护与清洗5.1超滤运行监测与维护5.2常见故障及处理5.3超滤停机保护5.4超滤膜杀菌与清洗离子交换软化装置原理 离子交换软化装置是水处理过程中最常用的一种设备，其作用是去除硬水中形成水垢的钙和镁离子。在许多

6、情况下，利用软化水设备可去除可溶性离子（铁离子）。标准软水设备有四个主要部分：树脂柱、树脂、加盐装置、阀门控制器。 软水设备树脂柱里装有处理过的离子交换树脂聚苯乙烯小颗粒。这种树脂颗粒起初在再生过程中是吸附钠离子，这个树脂对多价离子诸如钙离子、镁离子的亲和力大得多。因而，当硬水流经树脂时，钙离子和镁离子就会吸附在树脂上，同时又解吸离子，直至达到平衡状态。这时，软水设备就完成了其中的钠离子与水里钙镁离子的交换。 再生时，使NaCl溶液流经树脂，硬离子就置换成了钠离子。采用高浓度盐水使树脂与硬离子之间的这种亲和力得以减弱。这个再生过程可以无限重复进行而不会损坏树脂。 软化器是一种简单的离子交换过程

7、，它解决了极常见的水污染形式：硬度。利用NaCl进行再生是一个简单但并不昂贵的过程，还能实现自动再生，而且无需烈性化学试剂。 EDI工作原理 EDI模块将阴阳离子交换树脂充充在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。EDI模块中将一定数量的EDI单元间用浓淡水格板隔开，分别形成浓水室和淡水室。并在单元组两端设置阴/阳电极。在直流电流的推动下，通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室，从而阴阳离子从淡水室中去除。并通过浓水室的水将离子带出系统，成为浓水. EDI设备一般以二级反渗透（RO）纯水作为EDI给水。二级反渗透（RO）纯水电阻率一般是10-2S/cm（25)。EDI出水电

8、阻率可以高达18 M.cm(25)，但是根据去离子水用途和系统配置设置，EDI超纯水适用于制备电阻率要求在1-18.2M.cm(25)的纯水。 EDI技术被制药工业、微电子工业、发电工业和实验室所普遍接受。在表面清洗、表面涂装、电解工业和化工工业高纯水设备的应用中也日趋广泛。标准反渗透纯净水设备工艺概述 反渗透纯净水设备因原水水质不同，设备生产工艺会有所不同，但是针对以市政自来水为水源的水质，以及针对国内绝大多数的深层地下水水源水质，处理工艺基本一致。下图是一个标准的双级反渗透纯净水设备工艺流程图，通过此工艺，在水质上一般可以达到纯净水水质标准。下面针对每个工艺在系统中的作用，做个简单介绍。1

9、原水罐 （可选） 储存原水，用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质。同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击。（如水压过低或过高引起的压力传感的反应）。2原水泵 恒定系统供水压力，稳定供水量。 3多介质过滤器 采用多次过滤层的过滤器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质，可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量，延长设备的使用寿命。 4活性炭过滤器 系统采用果壳活性炭过滤器，活性炭不但可吸附电解质离子，还可进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量（COD）由15mg/L(O2)降至27m

10、g/L(O2)，此外，由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加，因而还起到催化作用、去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和除去水中的三卤化物（THM）以及其它的污染物。可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量，延长设备的使用寿命。同时，设备具有自我维护系统，运行费用很低。 5离子软化系统/加药系统 R/O装置为了溶解固体形物的浓缩排放和淡水的利用，为防止浓水端特别是RO装置最后一根膜组件浓水侧出现CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的浓度积大于其平衡溶解度常数而结晶析出,损坏

11、膜原件的应有特性 ,在进入反渗透膜组件之前,应使用离子软化装置或投放适量的阻垢剂阻止碳酸盐, SiO2,硫酸盐的晶体析出. 6精密过滤器 采用精密过滤器对进水中残留的悬浮物、非曲直粒物及胶体等物质去除，使RO系统等后 续设备运行更安全、更可靠。滤芯为5um熔喷滤芯、目的防止上级过滤单元，漏掉的大于5um的杂质除去。防止进入反渗透装置损坏膜的表面，从而损坏膜的脱盐性能。 7反渗透系统 反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般是水）通过反渗透膜（或称半透膜）而分离出来，因为这个过程和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。 反渗透法能适应各类含盐量的原水，尤其是在高含盐量的水处理工程中，能获得很好

12、的技术经济效益。反渗透法的脱盐率提高，回收率高，运行稳定，占地面积小，操作简便，反渗透设备在除盐的同时，也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除。 8臭氧杀菌器（可选） 杀灭由二次污染产生的细菌彻底保证成品水的卫生指标.软化水设备原理及选型指导 概述全自动软水器系北京英诺格林科技有限公司引进美国先进的控制技术及控制部件研发生产的高效节能型全自动钠离子交换设备。该设备可使软化、反洗、吸盐、慢洗、快洗、盐箱注水等全过程实现自动化。基本原理软水器采用强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经该设备流出的水而为硬度极低的软化水。其化学反应为：2RNa+Ca2+(Mg2)=R2Ca(Mg)+2N

13、a+。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生-用饱和盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁离子等硬度置换出来，恢复树脂的软化交换能力，并将废液排出。其化学反应为：R2Ga=2RNa+Ca2+ 。整个再生过程包括：反洗-松动树脂层，吸盐慢洗-发生交换反应，冲洗（正洗）-将化学反应交换下来的钙、镁离子冲净，注水-为了下次再生。软水器结构示意图设备主要技术指标：1 进水压力：0.20.5Mpa2 原水硬度：8 mmol/L时，应事先声明）3 出水硬度：0.03mmol/L (达到国家低压锅炉水质标准GB1576-2001要求)；4 原水含盐量1000mg/L，浊度55 电源：220V，50HZ6 盐耗量

14、100g/克当量(与原水硬度有关)；7 水耗2%；电耗40W设备特点1选用高性能离子交换树脂，工作交换容量大，能耗低，使用寿命最长。2控制部分全部采用进口控制器，保障设备持续安全运行。3全自动控制系统，出水稳定，使用操作方便快捷。4结构合理，安装操作方便。5可根据实际使用需求，个性化设计相应设备。6应用广泛：可用于蒸汽锅炉、热水锅炉、空调、蒸汽冷凝器、热交换器等补给水设备。还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓等生活用水处理及食品、饮料、酿酒、化工、医药等行业的软水处理。时间控制和流量控制全自动软水器按照再生控制方式的不同分为时间控制和流量控制两种。时间控制：时间控制是指当设备运行到达设定的再生时间

15、时自动启动再生过程；这类系统是根据实际用水量及设备交换能力来设定再生时间的，用户可以将再生过程选在在用水量较少的时段，也可以根据需要随时以手动方式启动再生过程。时间控制的优点：1）价格便宜；2）易于操作时间控制的缺点：1）一般每24小时才能再生一次；2）无法根据实际使用状况精确确定再生的时间点适用场合：时间型控制一般应用在硬度较低（4mmol/L），用水量稳定（用水波动不超过15%）、出水要求不高、用水量较小的情况。流量控制流量控制是根据设备的交换能力（总产水量）来设定运行终点。设备运行时由专用的流量计来对流出的水量进行统计。当总出水量达到设定的水量时，控制器就自动开始再生过程。设定前应根据树脂总装填量、生水硬度计算出每个周期的总产水量，按该值进行设定（960系列的产水量是由控制器自动计算出的）。当达到设定水量后，可根据需要立刻进行再生或等待至某一设定时刻后再进行再生。流量控制的主要特点：1）再生以流量控制，精确度高。消耗可降至最小，运行经济可靠；2）后备电池及内置记忆功能，停电不需重新进行数值设定；3）再生过程每个步骤的时间都可根据需要设定；手动再操作轻松启动新的运行周期；4）数字化设置及显示，可显示出瞬时流量、周期剩余水量、再生时的剩余时