超滤系统设计说明

山西朔州山阴金海洋马营煤业能源有限公司矿井水处理专用超滤（UF）系统

设计说明

博天环境集团股份有限公司

二〇一三年五月

目录

一、中空纤维超滤膜系统原理及特点 (3)

1 超滤膜 (3)

2原理 (4)

3超滤的特点 (4)

4 系统运行 (5)

二、处理系统工艺流程、特点及参数 (7)

1流程简介 (7)

2设备主要特点 (7)

3. 系统参数 (7)

三、系统的安装 (8)

1设备安装 (8)

2试运行（不装膜组件） (8)

3膜组件的安装 (8)

4. 清洗 (8)

5压力调节方法 (8)

6超滤系统运行（循环过滤） (9)

四、清洗 (9)

五、设备维护及注意事项 (10)

六、超滤系统故障排除 (10)

一、中空纤维超滤膜系统原理及特点

1超滤膜

超滤膜是用高分子材料经过特殊工艺制备的不对称半透膜，采用不同的材料和不同的生产工艺制备的超滤膜具有不同的截留（分离）特性。超滤是一种流体切向流动和压力驱动的过滤过程，并按分子量大小来分离水中颗粒。超滤膜的孔径大约在0.002—0.1微米范围内（MWCO约为1，000-500，000）。溶解物质和比膜孔径小的物质能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质将被截留下来。因此产水（透过液）将含有水、离子和小分子物质，而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除。

中空纤维超滤膜是一种很薄的聚合材料，由高聚物制成并带有非对称的微孔结构。不对称超滤膜拥有一层极光滑极薄（0.1微米）的孔径在0.002到0.1微米间的内表面，此内表面由孔径大到15微米的非对称结构海面体支撑结构支撑。这种小孔径光滑膜表面合较大孔支撑材料的结合使得过滤微小颗粒的流动阻力很小并不易堵塞。

2 原理

用泵把矿井水加压流过中空纤维超滤膜外孔，在压力推动下，料液中小于膜截留分子量的分子和水透过膜，而大于截留分子量的分子等物质被截留，从而达到分离浓缩目的。在切向流超滤过程中，要过滤的液体沿膜表面流动。这样在中空纤维的内壁上形成流体剪切的条件，而使得污染物较难在膜表面形成。

3 超滤的特点

与传统的净化方式相比，超滤具有许多优点： 能完全去除微生物和微粒

对水中污染物去除率

组份 PM10 PM100 胶体硅 99.8% 99.0% 胶体铁 99.8% 99.0% 胶体铝 99.8% 99.0%

透过液 洁净水

矿

井 水

悬浮物 5 LRV 4 LRV

浊度< 0.3 NTU (通常小于0.1 NTU)

SDI < 1.0 SDI

Giardia 6 LRV 5 LRV

原生动物 6 LRV 5 LRV

菌类 6 LRV 5 LRV

病毒 5 LRV 4 LRV

内病毒 4 LRV 2 LRV

TOC avg. 70% avg. 30%

●过滤效果不受原水水质的影响

●能够去除耐氯的病菌。

●支架的紧凑结构提高了空间利用率，节省费用，也可在现有的厂

房中，可以高度灵活的增加装置配备。

●由于超滤几乎能完全滤去形成覆盖层的物质，所以可以在后续的

膜净化步骤中增加面积负荷，因而减小后续净化装置的规模。●组件中的中空纤维膜为外皮层超滤膜，耐污染且易清洗；

●系统采用UPVC不锈钢管路和内循环系统，省能耐用；

●采用卡环式连接，易于拆卸、组装。

4 系统运行

本超滤系统为死端闭路式超滤，先进于错流式超滤。最大优点就是可以最大程度保证产水收率，没有浓缩液产生，因而也不存在浓缩液处置问题。为保证膜系统运行稳定，本套系统可实现每隔1小时即自动反洗1分钟，被截留在超滤膜表面的煤渣和悬浮物在反洗过程中，随反洗水返回原水或排出，由于反洗时间仅1min，因此反洗水量非常少，约为总水量的1%。这部分反洗水可再返回到原水处，形成闭路循环处理，整个过程无任何废水排放，反洗过程主要使膜表面截留的污染物处在动态反冲，避免污染物在膜表面的积聚。而被截留在自清洗过滤器表面的大颗粒煤渣可在一定时间后，人工清理，易于

处置。

附：如大水量处理时或悬浮物极高时为减少自清洗过滤和超滤膜的污染负荷，可增设10-20m3的缓存水池一个，将反冲洗水首先排放到缓存池，经沉淀后，上清液可再循环进入超滤系统进行处理，形成闭路循环系统，而底部沉积的煤渣和污泥，一定时间后进行外运填埋处理。

煤渣和污泥填埋

图1、一般运行工艺图

煤渣和污泥填埋

二、处理系统工艺流程、特点及参数

1流程简介

料液首先经过自清洗过滤器，将大颗粒煤渣拦截，然后再注入循环罐中，通过供料泵，送入超滤主循环系统，供料泵使其加压，并在主管路中循环，进行超滤分离，部分截留物通过反清洗水分流阀返回循环罐。通过进料阀、调压阀和限流阀，调节中空纤维组件入口压力在0.08～0.15MPa，组件出口压力在0.02～0.08MPa。

2设备主要特点

1）完善的前处理，使用超滤装置有效过滤原水的有机物质及固体杂质。

2）选用南方CDL不锈钢泵，嗓声低、运行平稳。

3）自动化程度高，选用PLC控制，包括原水断水保护，成品水满自动关机，水少自动开机，超滤膜自动快速冲洗等；

4）占地面积小，外形美观，运行费用低。

3.系统参数

超滤组件壳体内含有许多根中空纤维超滤膜, 其端部用环氧树

脂固定在壳体上。料液通过组件壳体进入, 超滤截流物在壳体内聚集,

透过液在中空纤维膜内孔聚集，然后通过组件顶部及底部的超滤液出

口流出。

1.膜元件的操作范围

最高压力（水）：45psi（3.1bar）