超滤设计精心总结

大庆油田超滤膜净水厂工艺设计总结
1.饮用水处理超滤膜系统主要分为柱状膜错流过滤、柱状膜死端过滤和浸没式真空抽吸3种模式，系统复杂设备繁多。
2.设计时应首先了解原水水质，宜通过中试 获得设计膜通量和回收率。超滤膜系统计算是在不断复算和校核中优化完成，其中膜组数量应根据经济性分析确定，同时考虑膜系统的可靠和备用量。
单套系统产量可到40000m3/d以上,非常适合大型水厂建设。膜分离法的技术优势通过规模效应得到进一步显示。
根据表的比较分析可见，对于大、中型自来水水厂的新建或改造升级，浸没式膜系统显示了其独特的优势，将是最佳实用的低压膜法饮用水净化工艺。
5.管路材质和阀门的选择需要考虑环境、介质、系统功能、水质安全等多方面因素。
6.各种水泵和风机的选择因使用条件的不同而异，完整性测试有多种方法，一般设用在线初步判定，采用离线方法最终判断和修补损漏膜丝。
7.控制系统的设计应在充分梳理单个膜堆的运行步序和系统的运行时序基础上进行，配套仪表功能部件不能遗漏。
压力式与浸没式膜系统各有优势与适用领域，其技术比较见表2所示。从低压膜发展趋势而言，浸没式膜将是低压膜过滤技术的发展方向。
压力式与浸没式膜系统的比较
压力式
浸没式
系统
密闭式系统设计
封闭式系统设计
过滤方式
内压式或外压式设计，分为直流式和错流式过滤
外压式过Biblioteka Baidu设计，为直流式过滤
膜材料
PES，PS，PVDF，PVC
3.膜的冲洗有正冲洗、反冲洗、气洗、加氯反洗和化学加强反洗，冲洗方式需根据膜供货商的要求或中试确定。化学清洗周期通常为1～6个月，清洗水水质和水温会严重影响膜清洗效果。
4.超滤膜净水厂的布局设计应遵循管路合理、配水均匀、流程短、能耗低，同时兼顾整洁美观。管道材质的选择取决于内部流动液体的腐蚀性和压力等参数。
死端过滤指水全部过膜，能量消耗小，水回收率高。但死端过滤时杂质都压在膜表面，进水杂质含量高时过滤阻力会迅速增大。死端过滤又称全量过滤。
提高错流速度意味着增加泵的扬程和流量，即增加能耗，过高的错流速度也会降低通量，因此反而增加膜污堵(对于流速应有一个临界限值的控制，可能需要实验的测试)。因为流速增加后，大颗粒优先远离膜表面；而留在膜表面的小颗粒可能因与膜孔尺寸接近而使得膜孔更容易被堵塞。所以流速、压差、膜孔径以及杂质颗粒分布等同时对膜的污堵有影响。
浸没式膜只需要安装在土建或金属钢池中，只需要少量的连接件及阀门，方便增容或老水厂改造。混凝土池体价格便宜并耐腐蚀，更适于建设项目需要40~100年的使用期。
占地
面积
大
小
试用处理规模
单套系统最多仅能达到4000－8000 m3/d的处理规模。对于大型水厂，系统会变得比较复杂。适合中、小型处理规模的水厂。膜组件构型是压力式膜规模效应的制约因素。
补充：
超滤膜的过滤方式：膜分离技术按照渗透方向和进水方向的关系划分为错流膜分离和死端膜分离，而其错流过滤则是膜分离技术与机械过滤的典型区别，错流过滤又被称为横流过滤。
错流过滤进水/浓缩水的流动方向和渗透的方向是垂直的，和膜平面式平行的。流体流动平行于过滤表面，产生的表面剪切力带走膜表面的沉积物，防止污染层积累，从而有效地改善液体分离过程的性能，使过滤操作可以在较长时间内连续运行；错流过滤所产生的流体剪切力和惯性举力能促进膜表面的溶质向流体主体反向运动，提高了过滤效率。
操作压力
采用较高压力过滤(0.035-0.2MPa)，能耗高。通过压力调节可应对工艺波动或进水水质、水温变化的影响。
采用虹吸或低压真空抽吸(0.02-0.03 MPa)，能耗较低。
膜寿命
膜的使用寿命相对较短，视不同膜材料和制造方法而定。
膜的使用寿命相对较长，
视不同膜材料和制造方法而定。
安装方式
压力式膜需要安装在密封的压力容器内，系统需要更多和复杂的连接件及阀门。
浸没式膜组件包括固定在垂直或水平框架上的中空纤维膜、设在框架顶部和底部的透过液集水管。
每个集水管包含有一层密封膜丝的环氧树脂，使得膜的内腔与管道相连以收集透过液，因此浸没式膜组件只有透过液端一个连接点。几个或几十个膜组件通过两个硬直角管将其集水管相连接，同时将它们位置固定，形成一个膜箱。周期性反冲洗和平缓温和的空气擦洗可以减少膜面的浓差极化，（浓差极化是指分离过程中，料液中的溶液在压力驱动下透过膜，溶质(离子或不同分子量溶质)被截留，在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高;在浓度梯度作用下，溶质又会由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过通量下降。）这种运行方式对应于低的膜污染速率。若干个膜箱并联浸没在膜池中组成一个膜列，若干个膜列并联组成不同处理规模的膜处理系统，。与传统的压力式膜过滤相反，浸没式膜是在较低的负压状态下运行使用，利用虹吸或泵抽吸方式将水由外向内进行负压抽滤，实现低膜压差(TMP)、适度膜通量的平稳运行的直流式全量过滤，这使得其整体能耗成本低于压力式膜过滤，一般在0.05-0.1kW•h/m3之间。这主要表现为：① 膜压差沿中空纤维膜长度方向均匀分布，在膜的进水一侧没有压降损失； ② 抽吸模式的运行对膜压差和膜通量施加了一个明确的限制，使其保持在过滤曲线的恒压控制区。
从系统设计上，浸没式膜可被直接浸入到需要处理的水中，因此系统的占地面积非常小。这也就给现有处理厂的改造提供了条件，可以将膜安装到现有的澄清池或滤池或其它水池中。浸没式膜系统无论对新建还是已建处理厂的升级都非常理想─同样的占地面积下，出水水量提高2-4倍。使用成列的浸没式膜流程中需要很少的泵、风机和阀门，在进水泵处，使用水渠将水输送到各个流程池中，减少了水头损失，使水以重力流形式流动。普通的反冲洗设备也可以使用，这减少了占地面积，降低了系统的复杂性，减少了投资和费用。
PVDF
预处理要求和抗污能力
单根膜组件装填密度高，过流通道小，要求复杂的预处理，抗污堵能力差，需要频繁化学清洗，适于精处理或水质较好、稳定的水源水。对于水质较差的原水需要采用错流过滤方式，能耗大幅增高。
单根膜组件装填密度中等，过流通道宽，只要求简单的预处理，抗污堵能力强，减少了化学清洗，适于水质差、波动大的水源水。