反渗透预处理与超滤技术

实际应用中的具体表现
A膜形成表面污染，透量易恢复，
B膜易形成孔污染，透量不易恢复
A膜透量衰减的慢，B膜衰减的快
孔径 50,000 150,000 0.2μm
强度，光洁度
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内压/外压特征
过滤过程
透过水
原水
透过水
中空丝膜 浓缩水
超滤设备的设计
大流量错流，污染均化 反冲加药，抑制污染 化学药洗，及时恢复 反冲水回用，节约用水 多套交替反冲，稳定连续
超滤技术的内涵
超滤膜的材料 (TAC, PS, PAN, PES, PVDF, PVC)
超滤膜
稳定性、膜强度、膜孔径、膜表面光洁度、抗污染性
超滤组件
内压/外压，封胶均匀，大组件
超滤设备
错流，回流，自动反洗，多套交替…
超滤膜的选择
韧性
钢性
亲水性
抗污染性 可恢复性
韧性是决定 超滤是否能 长期反复冲 洗不断丝的 关键性能。 这一性能主 要决定于超 滤膜的材料
EDI运行参数—电流
极限电流 Im=离子交换膜极限电流密度X膜面积
离子交换膜能长期承受的电流
有效工作电流 Ie=MxAxFu/Fa
用于除去离子的电流
运行电流 I=V/s
s=模块内阻
极化电流 Ip= 2.5 Ie
超过此电流离子交换膜表面极化现象严重
EDI运行参数—电源纹波系数
纹波电流波动
常见的聚砜 材料(PS)就 表现为韧性 较差
刚性是决定 超滤膜是否 可以大同通 量反冲的关 键条件
产见的聚丙 烯晴(PAN) 和聚偏氟乙 烯(PVDF) 材料就表现 为刚性较差
大部分成膜材 料均是疏水性 的。可以通过 溶剂浸湿、高 分子混溶、化 学接枝等方法 达到膜亲水化 的目的
其中溶剂浸湿 只能获得暂时 性亲水性能
硬度 >0.5 ppm (CaCO3) 1.0 ppm为极限
阴膜边界pH值很高
铁中毒 <0.01 ppm
阴膜边界pH值高，树脂量小，无再生
硅 <0.5 ppm
阳膜边界pH值很低
CO2/pH值 TEA
TEA=50[ CCl/35 + CSO4/48 + 1.7CCO2/44 + 1.7CHCO3/61 ……]
+
+
+ ++
+- +
胶体
-
-
-
-
絮凝剂
-
+
矾花
絮凝剂的主要作用是将小颗粒悬浮 物和胶体物质絮凝成大颗粒悬浮物
絮凝剂主要通过作用电荷，正电荷 絮凝剂对负电荷胶体物质有效，负电 荷絮凝剂对正电荷胶体物质有效
絮凝剂本身也是胶体，剩余絮凝剂 会增加SDI值，也会堵塞反渗透膜
由于无法检验原水中胶体含量和 种类，而无法保证絮凝剂添加量的 准确
板式卷式比较?
压紧问题 极限电流 工作电流 极化电流
完善的自控
MCC动力控制柜 丰富的上位机设计编程经验 ……
格兰特反渗透技术特点
不锈钢机架 不锈钢管路 高压泵软启动 高脱盐率反渗透膜 完善的自动保护
EDI原理
C
A
OHH+
H+ HCO3-
(+)
Cl-
Na+
正
极
Cl-
Na+
C
A
H+ OH-
H+ HCO3-
Na+
(-)
Cl-
负
Na+
极
Cl-
浓水
给水 Cl-, Na+
浓水
Fra Baidu bibliotek
EDI运行参数---给水
原水胶体含量会有较大变化，但 无法及时相应调整絮凝剂添加量
因此无法通过添加絮凝剂和多介 子过滤保证SDI
超滤可以代替传统预处理技术
超滤过滤精度：约0.02微米(100,000Dalton) 超滤可以去除大部分的胶体和全部悬浮物 超滤可以保证SDI<2，明显提高反渗透膜寿命 超滤可以去除几乎全部的细菌 超滤运行费用低
超滤与活性炭性能比较
过滤精度 生物污染 有机污染 游离氯 寿命 更换成本
超滤
活性炭
0.02m
>100 m
去除
滋生
去除大分子有机物 去除小分子有机物
不去除
去除
>36(月）
<2 (月）
0.08/t
0.17/t
活性炭吸附有机物寿命计算
3200活性炭罐截面积=8m2 活性炭添加量=8m2×1.6m=12.8m3 活性炭重量=12.8m3 ×0.45t/m3 =5.76t 给水活性炭吸附量(7%)=5.76t ×0.07=0.403t=403Kg 活性炭水流量=80t/hr; 设原水有机物为10mg/L=10g/t 进入活性炭有机物=10g/t ×80t/hr=800g/hr=0.8Kg/hr 活性炭寿命=403Kg/(0.8Kg/hr)=504hr=21d
res LI
EDI
除盐水池
全膜法介绍
超滤 UF –代替多介质/活性炭 反渗透 RO—代替复床 连续电除盐 EDI—代替混床
多介质过滤与SDI
多介质过滤器过滤精度50-100微米 SDI检验精度0.45微米 胶体0.01-0.1um 仅仅靠多介质过滤器无法满足反渗透要求
絮凝剂的作用
膜的抗污染 能力主要决 定于膜的表 面光滑性、 膜的内部结 构和膜材料 的亲水性
膜的可恢复 性主要决定 于膜的表面 光滑性、膜 的内部结构 和膜材料的 亲水性。另 外还决定于 膜的钢性
优质超滤膜的表征
孔 分
A
布
孔分布窄（如图中红线）
没有大孔缺陷（如图中阴影部分）
A：为质量好的超滤膜
B
B：为质量差的超滤膜
由于直流电源的纹动引起的电流波动
490V 350V 0
490V
8.4A
175V
3A
0
0
EDI 品牌比较
品牌
产地
E-Cell
加拿大
Electropure 美国
Ionpure
美国
Canpure 加拿大
Omaxell 浙江
东大
浙江
形式 特点 板式 公司大 板式 无循环水，流量小 板式 浓水充填，产水水质差 板式 适用范围广 卷式 板式 综合质量差
全膜水处理技术
TOTAL MODULAR SOLUTION
北京格兰特膜分离设备有限公司 Grant PureWater (Beijing), Ltd.
全膜法流程示意图
絮凝剂
LI
杀菌剂
还原剂
LI
ORP
原水池
换热器
多介质过滤器
超滤器
阻垢剂
PI PI
µS
PI
LI
精密过滤器
反渗透器
一级除盐水池
PI
软化器
中间水池