膜法水处理技术创新和发展电子教案

外部
分离层
内腔 （产水）
SFP-2680 膜 — 中空纤维束图
分离层
内腔 （产水）
错流过滤和全流过滤
能耗、水耗 产水量
时间
产水量 能耗、水耗 时间
SFP-2680工作过程
空气
过滤初期
过滤终点
反洗
化学增强反洗
反洗
SFP-1640
SFP-2680 膜 的 特 性
低污染的特点 ▪ 亲水处理的PVDF膜材料 ▪ 可反洗性好，强度高
并由此导致水通量下降。
污染
超薄脱盐层 (约:0.2μm)
刚性支撑层 (约:50μm)
支撑织物 (约:110μm)
膜过滤
过滤的分类
微滤
0.05-2.0 μm
0.35-2.1 bar
细菌 悬浮物 鞭毛虫
酵母
超滤
0.001-0.1 μm
纳滤
<0.02 μm 8-80 A
反渗透
< 10 A
1.0 - 5.25 bar
1000 10 7
酵母
海滩沙砾
菌 花粉
面粉
一般过滤
表面过滤和深度过滤
表面过滤
深度过滤
污染物
离子
离子 污染物
过滤孔径和堵塞机理
小于1/3孔径和大于3倍孔径的颗粒均不易堵塞
亲水性和憎水性
亲水材料的过滤 憎水材料的过滤
污染物
颗粒
颗粒 污染物
有些污染物由于电荷作用及/或 憎 水基团的相互作用被吸附在膜表面,
膜法水处理技术 创新和发展
水环境状态
•城市化 •工业化 •农业集约化 •人口的剧增
•水资源危机 •水环境危机 •水生态危机
水污染物的分类
水中的污染物质可分类为：
* 悬游颗粒 * 溶解无机盐 * 溶解有机物 * 微生物 * 致热物质
能源与水
•油田采注水处理 •煤炭矿井排水处理 •火力发电厂水处理 •炼油厂和化工厂的水处理
膜法水处理优点
有下述明显优点： * 无化学残留物，可与天然地面水媲美 * 运行简易，设施只有开启，关闭两档 *系统易于自动化，由于构造简单，可靠性高 * 占地面积要求小 * 与常规水处理系统费用相当
膜法水处理技术概述
•水中的杂质—颗粒分布 •深度过滤和表面过滤 •膜过滤 •过滤孔径和堵塞机理 •亲水和憎水 •微滤和超滤 •SDI值在SFP上的应用
病毒 蛋白质
3.5 - 8.75 bar
杀虫剂 颜料
胶体
7.0-42.0 bar 56-84 bar(海水）
盐
蛋白质
盐
盐 杀虫剂
盐
水
病毒
胶体
膜性能
• 一些典型的运行条件如下表：
膜工艺类别 运行压力(psig) 回收率(%)
•逆向渗透RO 200-2000
50-85
•毫微米滤NO 80-120
70-90
6 Bar ≤2 Bar（正常） ≤3 Bar（最大） ≤1.0 NTU
≤3
装置反洗参数
项目名称 反洗时间 反洗水压力 反洗水量（单支组件计） 反洗水质
正洗时间 正洗水量 空 进气时间 气 擦 进气压力 洗
空气质量
参数 15-30秒 2 - 2.5 Bar 1.5 - 2 m3/h UF、RO产水或RO浓水
污水
排放水
海水
地表水
UF
RO
工业
地下水
生活
膜法水处理技术应用领域
• 膜处理工艺的可能应用领域如下: * 脱盐（去除无机离子） * 软化水 * 去除有机物质 * 去除颗粒物质 * 灭菌（消毒）
膜法水处理工艺的四个部分
•膜处理系统可分做四个部分： •预处理 •膜处理 •后处理 •残留物（浓缩液）处置。
SFP-2680 元 件 结 构 材 质
分项 中空纤维 罐体端边 纤维捆绑网隔
端盖 外壳
材质 PVDF
环氧树脂 聚丙烯 刚化聚丙烯 聚氯乙烯
SFP-2680 元件性能
进水条件
项目名称 浊度
最大进水压力
PH 最大余氯 水温
膜两侧平均压力差
产水水质
浊度 SDI15
参数
≤50 NTU
2~10 ≤300 mg/l 以Cl 2计 ≤5-40℃
•T15过滤15min后，透过500ml水所需时间
中空纤维膜横断面
外压式 内压式
UF 中空纤维膜 — 横截面图
外压式-双皮层
内压式-单皮层
SFP-2680 膜 — 横截面图
外部
分离层
过滤液体流道
内腔 （产水）
PP 膜 — 外表面图
外部
分离层
内腔 （产水）
SFP-2680 膜 端头出水口图
过滤液体流道
1
海德能Hydracap & RS 梅姆泰克CMF
2
诺瑞特X-Flow
新纪元MF
3
欧美SFP
4
旭化成USV
5
昂第优Aquapure
6
智能Zeeweed
反渗透和SDI
• 污染指数：在一定压力下和规定时间内，微孔滤膜通过一定 水量的阻塞率，可以用0.45m的微孔滤膜过滤试验水样求得。 用SDI或FI表示。 •SDI＝（1－t0/t15）×100/15， t0开始透过500ml水所需时间。
截留分子量100,000 ，过滤孔径0.01 外进内出工作，内进外出反洗 毛细管直径：内径 (0.6 mm)
外径 (1.0 mm) 全流量过滤
SFP-2680 膜元件性能特征
产水量：2.0~4.0 m3/h 亲水性PVDF膜材料 截留分子量：100K Daltons 外形尺寸：160mm X2300mm 余氯许可浓度：10ppm (连续) 300ppm (短暂) 最大承压：86 psi
•超滤UF
15-60
80-95
•微滤MF
5-30
95-98
微滤
•熔喷纤维 •粉末烧结
•陶瓷管、板 •金属管 •PE管 •发泡制膜
结构
中空纤维
– 内压式 – 外压式
• 单皮层 • 双皮层
卷式平面
超滤
材料
聚砜PS 聚醚砜PES 聚丙烯PP 聚偏二氟乙烯
PVDF 其他
应用比较
Baidu Nhomakorabea
超滤UF
微滤MF
15秒 同正常工作水量 15秒 ≤1.0 Bar 无油过滤空气
膜组件进出水差压
进出水压力差
工业用水的新水源-污水
•工业污水 •市政污水 •被污染的地表水
工业水的零排放
•广义零排放 •狭义零排放
全厂的水质平衡
-水质分类 -水质台阶 -水质梯度 -水价值
环保的挑战-排放优于水源
• 一个政策的效果 • 新的理想
循环水排污水的处理误区
•循环水排污水的处理误区 RO处理
膜法水处理技术的工程应用
水中的杂质—颗粒分布
um
A
分子量
过 滤 对 象
过滤 方法
0.001
0.01
0.1
1.0
10
100
1000
10 4
100 200 5,000 20,000 100,000
500,000
水中盐份
热源
碳黑
颜料色素
金属离子 蔗糖
反 渗 透、纳滤
病毒
胶胶体体 硅硅
清蛋白
微 超滤
细
滤
10 10 5
100 10 6