超滤、反渗透系统

超滤反渗透系统,一、概述,锅炉补给水处理概况,原水经净水站混凝澄清、过滤后作为锅炉补给水处理系统的进水 浊度2mg/L 锅炉补给水处理系统设备（室外水箱除外）包括： 2套110t/h超滤及其加药、反洗、清洗设备； 2套75t/h反渗透及其加药、清洗设备； 2列150t/h一级除盐设备（阳床+除碳器+阴床）； 2台150t/h混合离子交换器； 酸碱储存及再生设备。,锅炉补给水处理系统流程,工业水生水加热器自动清洗过滤器超滤装置（UF)超滤水箱超滤水泵保安过滤器高压泵反渗透装置（RO)淡水箱淡水泵阳床除碳器阴床混床除盐水箱除盐水泵主厂房,阻垢剂 还原剂 酸,杀 菌 剂,超滤反渗透的作用,超滤主要用于去除水中的悬浮物、胶体、有机物和铁锰等离子，保证出水有机物含量及污染指数（SDI）等指标满足RO进水要求。反渗透主要用于去除水中各种溶解固形物即盐份。,常见的膜分离技术,微滤（Micro Filtration，MF）；超滤（Ultra Filtration，UF）；纳滤（Nano Filtration，NF）；反渗透（Reverse Osmosis，RO）；渗析（Dialysis，D）；电渗析（Electrodialysis，ED）；电除盐（Electrodeionization，EDI）；气体分离（Gas Separation，GS）；渗透蒸发（Pervaporation，PV）；液膜（Liquid Membrane，LM）。,四种主要的膜分离技术简介,滤膜法液体分离技术从分离精度上划分，一般可分为四类：微滤（MF）,超滤（UF),纳滤（NF）和反渗透（RO)， 它们的过滤精度按照以上顺序越来越高。能截留0.1-1 微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留住悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为0.7-7bar。能截留0.002-0.1 微米之间的大分子物质和杂质。超滤膜允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等的通过，同时将截留下胶体，蛋白质，微生物和大分子有机物，用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1,000-500,000 之间，超滤膜的运行压力一般为0.7-5bar。,四种主要的膜分离技术简介, 能截留纳米级（0.001 微米）的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物质的分子量约为200-800MW 左右，截留溶解盐类的能力为20%-98%之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，如对氯化钠及氯化钙的去除率为20%-80%，而对硫酸镁和硫酸钠的去除率为90%-98%。纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素，地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐，食品和医药生产中有用物质的提取，浓缩。纳滤膜的运行压力一般为3.5-30bar。是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100 的有机物，同时允许水分子通过。醋酸纤维类反渗透膜脱盐率一般大于95%，反渗透复合膜脱盐率一般大于98%。反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化，锅炉补给水，工业纯水及电子级高纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理和特种分离等过程。在离子交换前使用反渗透可达幅度降低操作费用和废水排放量。反渗透纳滤膜的运行压力一般介于苦咸水的12bar 到海水的70bar。,二、超滤系统,超滤的定义,超滤膜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0.10.6MPa，筛分孔径从0.050.1m，截留分子量为5 100万道尔顿左右。 超滤膜分孔径小，几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。,超滤膜,超滤膜采用中空纤维膜，中空纤维内径为0.9mm，其截留0.0020.1微米之间的大分子物质和杂质，可以去除水中的胶体、悬浮物、大分子有机物及细菌、微生物等。其典型特点为没有膜的支撑物，靠纤维管的本身强度来承受工作压力。膜材料为聚砜，具有独特的化学稳定性、较高的抗氧化性、较宽的pH值使用范围 （pH=1.513）、耐热性能好等,按颗粒大小分布,超滤工作原理,在一定的外界压力作用下，当待分离溶液以一定的流速沿着超滤膜一侧表面流动时，溶剂（如水）和低分子溶质（如无机盐类）将透过膜微孔至膜的另一侧，而溶液中的高分子物质、胶体微粒、热原质及细菌、微生物等被膜所截流下来，从而实现分离、浓缩与提纯、净化的目的,自动清洗过滤器,自动清洗过滤器用在超滤装置前面过滤精度100m去除大的颗粒，防止划伤、污堵膜元件。过滤介质首先经过粗滤网滤掉大颗粒的杂质，然后到达细滤网将较小的颗粒杂质去除。当细滤网内外差压达到0.05MPa时，自动清洗。,膜结构的分类,主要有四大类: 1. 中空纤维 2. 管式 3. 平板膜 4. 卷式,中空纤维膜,中空纤维膜是超滤膜过滤的最主要型式之一，呈毛细管状。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体。致密层上密布微孔，溶液就是以其组分能否通过这些微孔来达到分离的目的。膜材料的要求是具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、微生物侵蚀性和抗氧化性。并且具有良好的亲水性，以得到高的水通量和抗污染能力。常用的中空纤维膜材料有 聚砜（PS）、聚醚砜（PES） 聚丙稀腈（PAN） 醋酸纤维素（CTA）聚偏氟乙稀（PVDF） 根据致密层位置不同，中空纤维滤膜又可分为内压膜、外压膜两种。 用中空纤维滤膜组装成的组件，由壳体、管板、端盖、导流网、中心管及中空纤维组成，有原液进口、超滤产水出口及浓缩液出口与系统连接。其特点：一是纤维直接粘接在环氧树脂管板上，不用支撑体，有极高的膜装填密度，体积小而且结构简单，可减小细菌污染的可能性，简化清洗操作。二是检漏修补方便，截留率稳定，使用寿命长。,外压式与内压式,中空纤维膜,中空膜结构,中空纤维膜是超滤膜过滤的最主要型式之一，呈毛细管状。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体。致密层上密布微孔，溶液就是以其组分能否通过这些微孔来达到分离的目的。,超滤中空纤维截面图,超滤元件结构,膜元件的保养,1、膜元件必须湿态保存，防止失水； 2、膜元件保存过程中要严防碰撞、挤压； 3、严格按膜元件的使用说明进行日常清洗，确保膜的运行环境； 4、长期停运前进行化学清洗，压力上升或流量小到规定值，必须及时化学清洗； 5、停机时间少于5天则应每天对设备进行等压冲洗3060分钟； 6、停机10天以内，应在系统内充入23%的NaHSO3溶液作为保护液； 7、停机时间超过10天，则应在系统内充入23%的甲醛水溶液作为保护液，如系统温度低于27时，每隔30天用新杀菌液更换，如系统温度高于27时则应每隔15天更换一次保护液； 8、冬季如膜元件所处环境有结冰可能则应在保存或停机时加入20%的甘油或5%的NaCl溶液防冻。,膜组件,用中空纤维滤膜组装成的组件，由壳体、管板、端盖、导流网、中心管及中空纤维组成，有原液进口、超滤产水出口及浓缩液出口与系统连接。超滤膜由亲水性的聚醚砜（PS）中空纤维组成的，每一根超滤膜元件由成千上万根中空纤维组成的纤维束组成。,环氧树脂端面封装,中空纤维丝,中心管出水口,壳体,进水,出水,不锈钢卡箍,进水管,出水管,膜组件的特点,膜材质为亲水性聚砜（PS），具有很好的亲水性； 膜孔径2530纳米，过滤精度高； 膜面积大（80.9m2/支），单支膜产水量大，便于超滤装置的组套； 稳定的化学性能，能耐各种强氧化剂，如次氯酸钠、双氧水等； 适用的PH范围广（PH114），能耐酸、碱等药剂的化学清洗； 表面带负电荷，抗污染能力强； 几乎100去除细菌和病毒； 对原水适应性强，进水浊度50NTU； 出水水质稳定，一般情况下，超滤出水浊度<0.2NTU,SDI<3。 超滤出水的SDI一般均小于3，而一般的传统澄清、过滤出水的SDI一般均小于5，为此，超滤作为反渗透的预处理更能保证反渗透的进水水质。,超滤膜元件技术参数表,死端过滤原理,错流过滤原理,微错流过滤原理,超滤装置的进出水条件,进水条件: PH: 211 浊度： <20NTU 控制出水条件: 浊度: 0.15NTU SDI指数: 2 过滤周期: 25分钟 余氯： 0.1mg/L ORP： 300mv COD2mg/L 系统回收率： 95 膜元件的使用寿命及使用性能保证： 5年,超滤装置工艺流程,超滤运行步序,正冲：使膜表面产生切向加速度来冲刷膜污染的沉积 物，以增加反洗效果，使通透量恢复。产水：超滤装置制取合格产水输送给下级水处理设备 。最大允许进水压力是3.1Bar。反洗：分为上反洗和下反洗，是中空纤维膜特有的操作方式，可以有效的减少污染。反洗水采用超滤产水，开启相应的阀门从滤膜的逆向和正向对膜面进行冲洗，以恢复膜因污染而产生的通量衰减。反洗水压力2.4bar 加强反洗：目的是为了防止细菌的滋生和污染物的过快积累。一般分为碱洗和酸洗两个部分。化学加强碱洗的药剂为氢氧化钠，控制pH11左右，另外加入次氯酸钠，控制浓度100ppm200ppm左右。化学加强酸洗的药剂为盐酸，控制pH23。,超滤过滤状态,超滤过滤采用上进水过滤和下进水过滤交替运行方式。过滤方式时打开进水阀；进水调节阀开度取产水流量4-20mA信号通过PLC转换；打开产水阀，打开浓水排放阀。 一 上进水过滤方式： 上进水过滤时，打开上进水阀、下排水阀至开限位，当过滤时间（可外设0-60 min）到设定值后，转入下进水过滤方式。 二 下进水过滤方式： 下进水过滤时，打开下进水阀、上排水阀至开限位，当过滤时间（可外设0-60 min）到设定值后，转入上进水过滤方式。 上述两种过滤交替运行，实现一个过滤周期切换运行方式。,超滤装置自动关闭条件,现场的操作平台或远程PLC的要求； 供水泵出现故障或者开关没有置于自动档； 控制阀出现故障或者开关没有置于自动档； 产水背压过高； 进水压力过高； 过膜压差过高。,超滤组件完整性检测,在正常操作中，每个月应进行一次整个系统的彻底检查以便找出是否有损坏的纤维，检查步骤如下： 超滤系统用清洁的清洗用水注满； 除超滤装置上部排水阀外，其它阀门全部关闭； 缓慢开启 空气入口阀，注入洁净的空气，使压力保持在0.350.7bar； 观察回流上端有机玻璃透明管，如果有损坏的纤维，空气将通过损坏的部位跑出，并在透明管处产生气泡，完好无损的的纤维将保持氮气。 注：1）气体可能偶然出现一个清脆的短音，此传播正常，只要稳定流出串串气泡即显示出问题。 2）完整的检查循环通常应不超过10分钟。,启动前的检查内容,清水箱内有足够的给水，给水水质满足UF系统运行要求。 检查所有管道之间连接是否完善紧密。 超滤系统全部压力表、流量表等各种热工、化学分析仪表符合投入条件。 运行中监督化验所用的各种药剂、试剂、分析仪器已配备齐全。 各取样管路畅通取样阀门开关灵活。 超滤加药泵、反洗泵处于待用状态，药箱内有充足的药液。 各阀门转动灵活，位置正确。,超滤的运行监督和维护,定时检验前处理来水温度、浊度、余氯，确保前处理来水合格； 定时观测运行参数，认真填写运行日志及运行报表； 经常检查测量仪表是否有异常，确保指示准确，保证超滤装置的运行压力不超标； 投运后，确保超滤装置及时反洗；停运时要进行超滤反洗，确保将膜元件污物冲洗干净；长期停运要对超滤膜进行保护，防止细菌滋生； 经常检查清水泵、各加药计量泵运行是否正常，有否异音、不加药等异常状况，做好设备维护工作。,超滤增强反洗,在化学增强反洗（CEB）过程，水反洗所不能去除的污染物可以通过化学试剂的投加去除，化学增强反洗时反洗泵流量是正常水反洗流量的一半，化学药剂加入到超滤膜中后，会有一个浸泡过程使化学药剂与膜表面的污染物充分反应，浸泡后通过反洗把剩余的化学药剂及污染物冲掉。 化学增强反洗过程分为CEB1 及CEB2 两个过程，通过投加不同的化学药剂去除不同的污染物，一般分为碱洗和酸洗，碱洗所投加的药剂是氢氧化钠（NaOH）和次氯酸钠（NaOCl），酸洗所投加的药剂是盐酸（HCl），但是根据水质的不同化学药剂的投加可以不同。根据运行参数的不同，CEB1 和CEB2 可以连续执行或者若干次CEB1 后执行CEB2。,