膜法水处理技术全解

膜法水处理的构成：

1、预处理

2、膜处理装置

3、后处理

预处理的作用：

1、去除悬浮固体、胶体和各种有机物；

2、抑制和控制微溶盐的沉淀；

3、调节进水温度和pH；

4、杀死和抑制微生物的生长；

5、防止铁、锰等金属氧化物和二氧化硅的沉淀。

测量仪器：

◆47mm直径测试膜盒；

◆47mm测试用膜片(孔径0.45μm)；

◆1～5bar(10～70psi)压力表；

◆调压针型阀

测量步骤：

预处理的方式：

多介质过滤器：

多介质过滤器采用滤料堆积于长柄水帽上。（如右图所示）由下自上粒径逐级减小。

通常采用的粒径为Φ5~2.5，Φ2.5~1.6，Φ1.6~0.6，Φ0.6~0.4的石英砂和粒径为Φ0.8~1.8的无烟煤。

各级配滤料的主要作用：

◆ 粒径Φ5~2.5石英砂：主要起上层滤料的支撑作用；

多介质滤器的运行：

（2）机械过滤器反洗

（3）机械过滤器的正洗

关闭下进阀、排气阀，开启上进阀和下排阀，同时开启ST计量泵，滤器开始正洗。

正洗流量为工作流量，正洗时间一般为10～30min，当出水SDI15≤4时，正洗完毕，滤器可投入正常运行，阀门工作程序见下表。

阀门工作程序：

活性炭滤器：

活性炭滤器的主要作用为吸附进水中的有机物、色度、氧化性物质。

良好的活性炭比表面积一般在1000m²/g以上，孔隙总容积一般可达0.6~1.18mL/g，孔径由0.001~10μm，按孔隙大小可分为大孔、过渡孔和微孔。

活性炭滤器运行：

活性炭滤器运行前，开启进水阀和排气阀，当排气管路出水时，滤器排气结束，开启出水阀，关闭排气阀，碳滤器投入运行，碳滤器运行流速通常为10-15m/h。

（2）活性炭滤器反洗

活性炭滤器随着运行压差增大，当出水不符合指标，当碳滤器的压差增大到0.05Mpa时，碳滤器开始反洗。碳滤器反洗时，开启滤器上排阀和排气阀，开启一台反洗泵和反洗泵出水阀，然后开启碳滤器下进阀，调节反洗流量为8-10L/m²h，流量约200 m²/h ，反洗时间为20-30分钟，当出水清澈，关闭滤器上所有阀门，反洗泵出水阀和反洗泵，反洗结束。

活性炭滤器正洗，滤器反洗结束后，开启滤器进水阀和下排阀，用砂滤器出水来正洗活性炭滤器，正洗流量为活性炭运行流量70m²/h左右。正洗时间约为20-30分钟，当出水没有炭末下来，出水清澈，FI指数合格后正洗结束，滤器投入运行。

阀门工作程序：

消毒杀菌：

紫外线杀菌：

加氯杀菌：

◆ 氯气，次氯酸钠，二氧化氯

◆ 近年来，因氯气和次氯酸钠杀菌的副产品三卤甲烷对人体的危害被人们所了解，二氧化氯的应用迅速发展起来。

◆ 二氧化氯对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，快速控制微生物蛋白质的合成，对细菌和病毒有较强的灭活能力。二氧化氯用于杀菌的投加量为0.4-0.45mg/l，比加氯气和次氯酸钠的量减少一半左右。

臭氧杀菌：

膜分离分类：

微滤(MF)：

截留约0.1-10微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体等通过，能挡住悬浮物、细菌、部分病毒和大尺寸的胶体的透过，微滤膜两侧的运行压差一般小于1bar。

纳滤(NF)：

是一种特殊的分离膜品种，因能截留约1纳米（0.001微米）大小的物质而得名，纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间，它截留有机物的分子量约为200-400左右，截留溶解性盐的能力为20-80%，对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液，纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和色度，脱除井水的硬度，部分去除溶解性盐，浓缩食品和分离药品中的有用物质等，纳滤膜两侧的运行压差一般为3.5-16bar。

反渗透(RO)：

最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有溶解性盐和分子量大于100的有机物，但允许水分子透过，醋酸纤维素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%。反渗透膜两侧的运行压差一般大于5bar。

卷式膜元件：

膜组件的选用：

膜组件的排列组合：

反渗透装置的配套件：

RO膜需要清洗的迹象：

反渗透污染特征：

膜元件化学清洗：

下表列举了适宜的清洗药品，这些酸性和碱性清洗剂是标准的清洗药品，酸性清洗剂用于清除包括铁污染在内的无机污染物，而碱性清洗剂用于清洗包括微生物在内的有机污染物。由于使用硫酸会引起硫酸钙沉淀的危险，不应选作清洗剂。最好采用膜系统的产水配制清洗液，当然在很多情况下也可以使用经过预处理的合格预处理出水来配制清洗液。原水可能缓冲容量很大，需要消耗更多的酸或碱才能达到规定的pH值，酸性清洗的pH约为2左右，碱性清洗的pH约为12左右。 

膜元件一般清洗液：

说明：

预处理运行参数记录：

因为RO/NF系统性能主要取决于预前处理操作是否合理，预处理仪器设备的运行特性必须记录下来，因为预处理的工艺因地而异，无法建议统一的记录表格，一般而言，需记录以下各项：

纳滤分离膜的内涵：

市场上曾有一种流行的说法：纳滤就是一种疏松的反渗透。实际上这是一种技术概念上的误导。表2-2为不同膜的截留率比较。真正分离概念上的纳滤是对例子具有选择截留性的过滤膜，一种氯化钠透过率与氯化钠浓度成正比、且该比例大于0.4的膜。其主要用于各种料液的脱盐和浓缩。

不同膜的截留率比较：

耐高温膜：

普通的有机膜原件的持续操作温度必须低于50℃，如果超过此温度膜将很快丧失正常的性能。GE公司凭借其强大的膜技术研发能力开发出耐高温膜元件：Duratherm系列，其主要应用于：食品和饮料，制药，电子等行业中。

Duratherm应用流域：

Duratherm HWS热水消毒型膜元件能够耐受周期性90℃热水清洗消毒，用于替代传统的膜系统化学消毒，同时可以在≤50 ℃的条件下连续运行。在欧美地区，热水消毒型水处理系统正在越来越多地被采用。下表介绍了湿热灭菌法的操作条件（温度和时间）

热水消毒的有关建议：

◆ 在消毒之前用防污堵水进行冲洗

◆ 消毒时，进水压力不应超过40psi（275KPa）

◆ 消毒时，升温和冷却速率不应大于5℃/分钟

◆ 最高消毒温度为90℃