(完整版)反渗透培训

错流过滤与死端过滤
压力
进料液
浓缩液
进料液 压力
透过液
错流过滤
透过液
死端过滤
❖ 浓差极化
❖ 在系统运行时，由于膜表面的浓缩水和给水之间往 往会产生浓度差，严重时会形成很高的浓度梯度，这 种现象叫浓差极化。
❖ 浓差极化将引起出口水质变差，加大膜表面难溶 盐的沉积。损害膜的致密层。
❖ 防止方法：加强运行间的冲洗；提高系统的流速； 降低压力；使水流保持紊流状态。
•正常运行 •水反洗 •加药反洗 (CEB) •化学清洗
❖ 在运行中，固体颗粒物在膜表面积累。因此，需要过滤 后的水对膜进行短时间的反洗或清洗，以恢复膜的性能。 通常系统自动控制程序被设置成每隔15~60分钟便对超滤 膜进行约60秒钟的反洗，有时加入次氯酸钠 (10~50ppm) 进行反洗以对膜进行灭菌消毒。为了达到清洁膜表面的最 佳效果，超滤膜的冲洗过程有几个步骤： 水反洗 ：上反洗
超滤的截留范围
原料液 原料流量
截留率=0% 截留率=部分
压力
悬浮固体 胶体 大分子物质
截留率=100%
渗透液
水 盐 可溶性固体
BOD COD 小分子
非对称膜
单个超滤膜元件的过滤方式
内压操作的过滤方式
过滤过程
Pf
原水
透过水
透过水
反洗过程
反洗水 Pb
中空丝膜 浓缩水
反洗水
反洗排水
超滤膜系统的运行方式
加氯 反洗进水
化学清洗模式 • 化学清洗 (清洗液自进水 侧,关闭透水侧阀门,主要清 洗内壁).
空气
进水 清洗进水
过滤水 清洗出水
反洗出水 排水
超滤系统的化学清洗流程
加氯 反洗进水
化学清洗模式 • 清洗内壁与透水侧 (打开透水侧阀门)
空气
进水 清洗进水
清洗出水 清洗出水
反洗出水 排水
❖ 超滤清洗注意事项：
化学清洗模式
•每支组件内流量: 15 gpm (3.4 m3/hr)
•进口压力: 20 psi (1.4 bar)
清洗溶液(进)
清洗溶液(排出)
清洗溶液件的化学清洗
何时需要清洗? 当透膜压力（TMP）达到一个设定的最高值时,需要对系统进行化学
清洗。典型的最高TMP为15-25 psi。 碱性清洗溶液
• 英制 • 公制(SI) 反渗透设计软件(IMSDesign) • 版本:Version 8.0
化学药品成本和电费
CEB1, 化学药品: CEB1, 单价, [元/kg]: CEB1, 药品浓度,[%]:
CIP, 化学药品: CIP 单价, [元/kg]: CIP 药品浓度, [%]:
CIP, 化学药品: CIP 单价, [元/kg]: CIP 药品浓度, [%]:
微滤 滤
菌 花粉
面粉
一般过滤
离子和分子
大分子
微粒
微米
10-3
10-2
10-1
1
纳米
1
10
102
103
离子
硝酸根、硫酸根 氰化物、硬度、砷 磷酸根、重金属
富里酸
腐殖酸
非挥发有机物/色度/消毒副产物/致癌前躯物
蛋白质 酶制品
小假单胞菌 细菌
氨基酸
小红细胞
流感病毒
合成有机化合物
病毒
杀虫剂，表面活性剂
脊髓灰质炎病毒
透膜压差是衡量超滤膜性能的一个重要指标，即TMP，
它是指中空丝内平均给水压力与渗透液压力之间的差值， 它能够反映膜表面的污染程度。
TMP＝（给水压力＋浓水压力）/2－产水压力
TCTMP＝TMP * e 0.019*(T-20)
e＝2.71828
一个新组件在20℃时开始运行时，其TCTMP(温度修正透膜压 差)为3~6psi，但是当系统经过初期调试后，TCTMP反而可降 至1~3psi，这样的现象是正常的，与组件的完整性无关。随着 固体物在膜表面的积累，TCTMP随之增大。反洗能够使透膜 压差降低，但是反洗并不能达到100%的恢复效果。当温度修 正透膜压差达到20psi时，便需要对膜进行化学清洗。
进水加酸, 化学药品: 酸液单价 [元/kg]: 酸液浓度 [%]: 加酸量, [ppm]:
进水添加混凝剂: 混凝剂单价, [元/kg] 混凝剂浓度 [%]: 混凝剂加药量, [ppm]:
电价 [元/度]:
次氯酸钠 0.80
12.5%
柠檬酸 6.00
100%
次氯酸钠 0.80 12%
盐酸 0.40 35% 0
Capillary fibers
中空丝
Core Tube
Epoxy tube sheet
中心管
环氧树脂密封
Feed
产品水
Filtrate
Conc. Filtrate
Feed
进水
Conc.
浓水
Figure 1-Schematic Cross Sectional View of HYDRAcap™ Membrane Assembly
1、清洗要先酸洗、后碱洗。否则达不到理想的清洗 效果，需重新清洗。
2、清洗时，清洗液的温度控制很重要。海德能超滤 膜件要求在35°C左右。合适的温度是良好清洗的基础。
3、碱洗同次氯酸钠清洗同时进行。 4、酸洗和碱洗时要严格监视循环液的pH，变化时， 及时配药。
5、清洗用水要求采用反渗透产水，避免二次污染。 6、碱洗前，要对系统彻底冲洗，避免产生酸碱反应。
❖ 反渗透膜两侧的运行压差当进水为苦咸水时一般大 于5bar，当进水为海水时，一般低于84bar。
❖ 4)
纳滤是一种特殊而又很有前途的分离
膜品种，它因能截留物质的大小约为1纳米
(0.001微米)而得名，纳滤的操作区间介于超
滤和反渗透之间.
❖ 纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和
色度，脱除井水的硬度及放射性镭，部分去 除溶解性盐，浓缩食品以及分离药品中的有 用物质等，纳滤膜两侧运行压差一般为3.5～ 16bar。
1PSI =6.8945kPa
有36支组件的超滤模块
9’ 2”(2795mm)
加氯 反洗进水
超滤系统的过滤过程
正常过滤模式
• 全量过滤: “底部”进 水
空气
进水 清洗液
过滤水 清洗液出
反洗出水 排水口
超滤系统的反洗流程
加氯 反洗进水
反冲洗模式 •“底部”反冲洗
空气
进水 清洗进水
过滤水 清洗出水
HYDRAcap设计软件
可计算出以下结果 • 系统规模 • 膜组件(HYDRAcaps) / 模块(HYDRABLOCs) 的数量 • 回收率 • 化学清洗液箱及清洗泵 • 反冲洗水箱及反冲洗泵 • 循环泵 • 能量需求 • 化学药品用量 • 管径及对应的流速
HYDRAcap 模拟设计软件(Simulator) • 版本: Version 4.501
挥发性有机物， 染料
粘土
二垩英，生物耗氧量
化学耗氧量
胶体 乳化油
胶体硅
藻类 大肠杆菌 似隐孢菌素
卵母细胞 淤泥
反渗透 纳滤
超
滤
微
滤
颗粒过滤
二、 预脱盐水处理工艺流程
给水泵
生水箱
盘式过滤器 超滤
清水箱 清水泵 保安过滤器
二级除盐处理
淡水泵 淡水箱
反渗透 高压泵
超滤学习
Ep环ox氧y 树tub脂e密sh封eet
反洗出水 排水
加药强化反冲洗
• 加入的药品为次氯酸钠。
• 加药点. • 反冲洗水泵入水端. • 要确保化学物质不要流入清水箱内. • 反冲洗水泵的材质能够耐受化学物质的侵蚀. • 反冲洗水泵出水端. • 加药泵的出口压力要超过反洗泵的出水压力.
• 在最后的反冲洗过程中停止加药，冲洗干净。
超滤系统的化学清洗流程
三氯化铁 4.00
100% 1.5
0.4
CEB2, 化学药品: CEB2,单价 [元/kg]: CEB2, 浓度 [%]:
CIP, 化学药品: CIP 单价, [元/kg]: CIP 碱液浓度, [%]:
硫酸 0.50 93%
氢氧化钠 2.00 49%
UF+RO 工艺流程图 日期： 8-12-03
过滤谱图
0.001
0.01
0.1
1.0
10
100
1000
um
10
100
1000
10 4
10 5
10 6
10 7
A
分子量 100 200 5,000 20,000 100,000
500,000
过 滤 对 象
过滤 方法
水中 盐 份
碳黑
热源
颜料色素 酵母
海 滩 沙砾
金属离子
病毒
细
蔗糖
胶体硅 清蛋白
反渗 透 超
❖ 层流：流体各层，各质点的流动方向，速度相等。 紊流：流体的各个质点在流动过程中方向，速度不
断变化，各不相同。
HYDRAcap® 超滤膜的基本参数
• 毛细管内壁为分离层
• 膜材质：亲水性聚醚砜
• 截留分子量: 150,000 道尔顿(Daltons)
• 孔径: 0.02 - 0.025 μm
• 耐自由氯强度: 5 ppm (连续运行) 100 ppm (瞬时运行)
❖ 3) 反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能
阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但 允许水分子透过。
❖ 反渗透复合膜脱盐率一般大于98％。
❖ 它们广泛用于海水及苦咸水淡化，锅炉给水、工业 纯水及电子级超纯水制备，饮用纯净水生产，废水 处理及特种分离等过程，
❖ 在离子交换前使用反渗透可大幅度地降低操作费用 和废水排放量。
但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶
体的透过，微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一
般为0.7bar。
❖ 2)
超滤能截留0.002～0.1微米之间的颗粒和杂
质，超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)
等通过，但将有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和
大分子有机物，超滤膜两侧的运行压差一般为1～
7bar。
式过滤。
超滤膜组件可有效去除下列物质
• 胶体 • 悬浮物颗粒 • 硅胶
• 有机微生物 • 细菌 • 贾底鞭毛虫，隐孢子虫 • 病毒
• 氧化沉淀物 •铁 •镁 •铝
超滤膜组件的应用领域
• 地表水及污染的地下水处理
• 地表水处理要求
• 细菌的去除率为4 Log • 病毒的去除率为4 Log
• 可作为RO过程的前级预处理
•配方1 •在反冲洗溶液中加入氧化剂 •典型溶液:自由氯浓度 10-15 ppm. •排放液中自由氯浓度维持 5 ppm. •可以在每次反冲洗时采用, 具体情况取决于原水水质.
•配方2
•在反冲洗溶液中加酸或碱. 浓度为 pH 2 或 pH 12. •常用化学药品： 柠檬酸/盐酸 或 氢氧化钠. •进水中加入了混凝剂时 (如: 三氯化铁或聚合铝)采用该配方反冲洗. •反冲洗频率: 每天1-2 次.
200 ppm (化学清洗)
• pH 范围:
2.0 ～ 13.0
• 最大给水压力: 5 bar
• 最大跨膜压差: 2.1 bar
• 最大进水温度: 40°C
❖预过滤要求
❖ 超滤膜组件之前需安装150μm或更细的预 过滤，以防止中空丝堵塞。
❖ 当给水浊度可能＞15NTU 或总悬浮物＞10ppm时，应该以错流方
•0.1% 的氢氧化钠（NaOH)+ 100 ppm 次氯酸钠(NaClO3) 。 •pH: 12.0。 酸性清洗溶液 •0.1% 盐酸（pH: 2.0）。 化学清洗方法 清洗温度: 30°C 每支组件进水量: 15 gpm (3.4 m3/hr). 关闭透水阀门，循环清洗45分钟. 打开透水阀门，循环清洗45分钟. 清洗周期: 每隔30-90天清洗一次.
超滤、反渗透 系统学习
河津发电厂燃化部
一、基本知识
❖ 一、膜法分离过程分类
❖ 膜法液体分离技术一般可分为四类：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。
❖ 1)
微滤能截留0.1～1微米之间的颗粒，微滤膜
允许大分子有机物和溶解性固体(无机盐)等通过，
下反洗
加药反洗： 两端反洗
浸泡
两端反排
正向冲洗
排浓
正常工作模式
•全量过滤
进水
•错流过滤
透过水
透过水
交错流(出水)
反冲洗模式
•反冲洗水自底端排除 •反冲洗水自顶端排除 •反冲洗水自两端排除
反冲洗水顶端排出
透过水
透过水
B反a冲ck洗w水as底h 端排出 Bottom Effluent
加化学药剂反冲洗
• 最大透膜压力: 30 psig(2bar)
• 净重：
60”: 64 lb (29 kg)
• 湿重：
60”: 97 lb (44 kg)
• 容积：
60”: 9.8 gal (37 L)
• 进出管接头： 2” Victaulic couplings(卡箍式接头）
超滤的操作过程
运行模式
由四种操作过程构成
• 主要去除浊度和降低SDI • 废水处理 • 海水淡化
• 循环水的处理
HYDRAcap®组件性能参数
标准型组件
• 内径0.8 mm ，外径 1.3 mm
• 每个组件包含13,200 根中空纤维
• 60” 组件的膜面积为 500 ft2 (46.5 m2)
最大进水浊度: 100 NTU
• 最大进水压力: 73 psig(5bar) 1MPa=145PSI(PSI=磅/平方英寸) 1PSI =6.8945kPa