超滤、反渗透ppt

矸石电厂超滤、反渗透系统
主系统： 工艺流程为:平鲁污水厂和工业废水处理系 统两路来水 →中和再生水池→超滤进水泵 (变频)→板式换热器→超滤用保安过滤器 (网式自清洗)→外压式超滤膜组件→超滤产 水箱→超滤产水泵→反渗透用保安过滤器 →反渗透高压泵(变频)→反渗透装置→反渗 透产水箱→反渗透产水池。另外超滤产水 箱的一部分产水直接进入超滤产水池。
全量过滤和错流过滤方式
中空纤维超滤膜的过滤方式主要分为全量 过滤和错流过滤两种。 全量过滤方式是指原液中的水分子全部渗 透过超滤膜，没有浓缩液流出，见图。 而错流过滤方式则是在过滤的过程中有一 部分的浓缩液体从超滤膜的另一端排掉， 见图。
全量过滤方式
环 氧 树 脂 端 封 透 过 液 中 空 超 滤 膜 丝 膜 壳 原 液
内压式中空纤维超滤膜
环 氧 树 脂 端 封 透 过 液
中 空 超 滤 膜 丝 膜 壳
原 液
浓 缩 液
2.外压式中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由 外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则 汇集在中空丝的外部，其流向见下图所示。
外压式中空纤维超滤膜
环 氧 树 脂 端 封 原 液 中 空 超 滤 膜 丝 膜 壳 透 过 液 透 过 液
2、超滤膜的种类及应用点
超滤膜按结构来分主要有四种：板式膜，卷式膜， 管式膜，中空纤维膜。 板式膜：它是最早出现的膜，但因为难以保证膜 表面适当的流速及复杂的密封问题，这类膜的应 用非常有限。前处理要求不严格； 卷式膜：以板式膜为起点发展起来的，因为卷式 膜的格网带来死点及无法反洗，通常不适用于工 业原水处理。它们适用于高温、高压物料分离等， 前处理要求也不严格； 管式膜：因为它的能耗较大，从经济上来说不适 用于普通水处理，一般适用于高固体含量或高含 油浓度的流体，在四种膜中，它的前处理要求最 不严格。
超滤膜过滤原理图
透 过 液
细 菌 ， 胶 体 等 大 分 子 物 质
原 液
浓 缩 液
超 滤 膜 壁 膜 壁 上 微 孔
透 过 液
水 、 水 分 子 物 质
原液一般指需要净化、分离或浓缩的溶液，透过液 指原液中透过超滤膜而被滤除大分子溶质的那部分 液体，浓缩液则是原液中因分离出透过液而剩余的 高浓度溶液。在净化水工程中，原液是指原水进水， 透过液即为净化水，浓缩液则是排放的废水。 内压式和外压式中空纤维超滤膜 一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千 根细小的中空纤维丝和膜外壳两部分组成，一般将 中空纤维膜内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细 管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，因此不 易被大颗粒物质堵塞，更适用于过滤原液浓度较大 的场合。 按进水方式的不同，中空纤维超滤膜又分为内 压式和外压式两种
1.内压式：即原液先进入中空丝内部，经压力差驱 动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液， 浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出，其流 向参见下图所示。 其中环氧树脂端封的作用是在中空纤维膜丝的 端头密封住膜丝之间的间隙，从而使原液与透过液 分离，防止原液不经过膜丝过滤而直接渗入到透过 液中。
反渗透水处理工艺基本上属于物理方法，他 在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的 优异特点 （一） ：
反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法 得以使水淡化、纯化； 依靠水的压力作为动力，其能耗在众多处理方法 中最低； 化学药剂量少。无需酸、碱再生处理； 无化学废液及废酸、碱排放，无酸碱中和处理过 程，无环境污染； 系统简单、操作方便，产水水质稳定，两级反渗 透可取得高质量的纯水； 适应于较大范围的原水水质，即适用于苦咸水、 海水以至污水的处理，也适用于低含盐量的淡水 处理。
超滤、反渗透知识
主讲:赵建军
1、膜分离技术的分类（一）
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。
微滤 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。
错流过滤方式
透 过 液
环 氧 树 脂 端 封
中 空 超 滤 膜 丝 膜 壳
原 液
浓 缩 液
调 节 此 阀 门 使 过 滤 时 有 小 部 分 浓 缩 液 流 出
4、超滤膜的特性
超滤和反渗透都是以压力为驱动力，有相同的膜 材料和相仿的膜制备方法，有相似的机制和功能， 有相近的应用。因此，很难有一条明确的界限绝 然将两者分开。索里拉金认为，可以把超滤膜看 作具有较大平均孔径的反渗透膜。 超滤膜的物理结构具有不对称性，实际上可分为 两层，一层是超薄活化层，约0.25um厚，孔径 为5.0～20.0nm(纳米），对溶液的分离起主要 作用；另一层是多孔层，约75～125um厚，孔 径约0.4um ,具有很高的透水性，它只起支撑作 用。
性能特点：
中空纤维外表面活化层孔隙率高，故纤维单位 面积产水量大； 中空纤维强度高，采用反向冲洗和气洗工艺， 使组件可在全流过滤状态下工作，化学清洗周 期大大延长； 低操作成本； 操作和维护简单；
反渗透的原理（一）
渗透的定义是：一种溶剂（即水）通过一 种半透膜进入一种溶液或者是从一种稀溶 液向一种比较浓的溶液的自然渗透。
对渗透压的理解：渗透是在半渗透膜隔开的两种 深度不同液体之间发生的一种现象——水自动地 从较稀的溶液中穿过膜流入较浓的溶液中，但是 如浓水侧施加一个压力，其结果可以使上述渗透 停止，而达到平衡，这时这个压力就叫渗透压
超滤膜组件按用途的分类
产品型号
SFP SFD SFR
用途区分
预处理 中水/污水回用 饮用水处理
主要技术参数：
设计产水量：2×122m3/h 产水水质： SDI≤3，浊度＜0.10NTU 操作温度： ≤40℃ 设计压力： ≤0.6MPa
超滤膜组件
超滤膜组件侧面图
超滤系统功能 ：
超滤膜组件的反洗、化学清洗装置 系统中包括一套超滤膜组件的反洗装置和化学清 洗装置，该装置能满足超滤膜组件的自动反洗要 求。 任何一列的超滤装置的反洗是自动进行的。化学 清洗可实现点控。 运行方式 超滤膜组件采用程序控制，自动监控，其监控功 能由PLC程控系统完成。超滤装置的运行、反洗 步骤由PLC进行顺序控制。
序号 1 2 3 4 5 6
项目 CODcr BOD5 悬浮物 氨氮 TP PH
含量（mg/l） 30 3 5 3 0.5 7.91
矸石电厂超滤系统
超滤膜采用欧美公司SFR（饮用水处理）抗污染中 空纤维产品。超滤膜材质为PVDF (聚偏氟乙稀)中 空纤维，其表面活化层致密，支撑层为海绵状网络 结构，故耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保 证产水水质。膜通量为60L/m2h，年断丝率＜1‰， 超滤装置选用压力式，带气洗。超滤装置水的回收 率应大于90%，胶体硅的去除率大于99%，出水污 染指数SDI小于3，浊度小于0.1NTU（相当于 1L 的水中含有1mg的SiO2 ），化学清洗周期3～ 6个月（在正常水质变化范围内）， SFR超滤装置采用全流过滤、频繁反洗的全自动连 续运行方式。共分为2套，每套装置设计处理量 122m3/h，其运行情况为：运行30分钟，反冲洗 20～60秒。化学分散洗每1～2天一次，系统采用 PLC（可编程序）控制。正洗反洗总历时≤60秒。
6、超滤膜的寿命及清洗
膜的寿命是根据生产厂提出的膜在正常使 用条件下可以保证使用的最短时间，一般 在规定的料液和压力下，在pH允许的范围 内，温度不超过60℃时，超滤膜可使用 12～18个月。当然超过规定的条件时，会 使膜的寿命缩短。 膜必须进行定期清洗，以保持一定的膜透 过通量，并延长膜的寿命。清洗方法一般 根据膜的性质和处理料液的性质来确定。
反渗透的原理 （二）
反渗透的原理：就是在有盐份的水中（如原水） 施加比渗透压力更大的压力，使水流向相反的方 向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，变 成洁净的水，从而达到除去水中的盐份的目的。 这种现象叫做反渗透（简称RO)
ｐ π ｐ＜π ｐ ｐ=π 渗透压 π 活 塞 ｐ＞π ｐ
淡水
盐水
淡水
反渗透水处理工艺基本上属于物理方法，他 在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的 优异特点 （三） ：
产水中有机物、胶体等物质，去除率可达到95% ，避免了由于有机物分解所形成的有机酸对汽轮 机尾部的酸性腐蚀的问题； 反渗透水处理系统可连续产水，无运行中停止再 生等操作，没有产水水质忽高忽低的波动，对发 电机组的稳定运行，保证电厂的安全经济有着不 可估量的作用。因而，反渗透在发电厂的锅炉补 给水处理中的应用受到广泛的关注。
5、超滤膜分离技术的特点
在常温和低压下进行分离，因而能耗低， 从而使设备的运行费用低。 设备体积小、结构简单，故投资费用低。 超滤分离过程只是简单的加压输送液体， 工艺流程简单，易于操作管理。 超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体， 纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发 生质的变化，并且在使用过程中不会有任 何杂质脱落，保证超滤液的纯净。
污水处理
辅冷水处理系统的进水来源，是来自平鲁区污水 处理厂处理过的达到辅冷水车间进水要求得中水， 中水水质的好坏直接关系到辅冷车间的超滤、反 渗透的运行效果，如果预处理没有达到超滤、反 渗透的进水要求，直接进入超滤、反渗透，不但 会影响超滤、反渗透的运行效果，影响出水水质， 严重的话，很可能造成反渗透的膜不可逆性损伤， 所以对于污水处理厂的水质，必须2小时监测一次， 出水水质要满足如下要求。
辅助系统： 超滤反洗系统：超滤产水箱→反洗泵→超滤膜组件 工艺及仪表用气系统：无油空气→储存罐→工艺及 仪表用气 清洗系统：RO产水→清洗水箱→清洗泵→清洗过 滤器→超滤系统（RO系统） 冷凝水系统：高温换热装置冷凝水→冷凝水箱→冷 凝水泵→冷凝水回收箱 超滤系统出力为2×122m³ /h，反渗透系统出力为 2×65m³ /h,正常时两套同时运行，并采用并联运 行方式,处理后的水作为反渗透产水池补充水。