水处理工艺—水处理简介超滤反渗透
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在反洗模式中，滤过的水被加压 从过滤出口到浓缩液口“反向”通过 系统，从而去除了滤膜浓缩液侧的污 垢。反洗用的滤过水或者储存在储水 箱中，或者由其他过滤单元供应，浓 缩液由定期的反洗程序不断去除。在 反洗水中投加氯或过氧化物可提高清 洗效果，但不必每次反洗都投加，而 是以频度不大的时间间隔使用。系统 被清洗的频率取决于进水的质量。
3~10 ＜0.1mg/L ＜0.1mg/L ＜3mg/L
≥0.2 MPa
≤0.6 MPa 75％ ≥98%（一年内），≥95%（三年内）
2、反渗透
2.2 反渗透原理
当把一张具有一定透过性的薄膜放到溶液中时，膜对溶剂或溶质表现出 一定的选择透过性，即膜或是使溶剂通过或是使溶质通过，前者称为渗透， 后者称为渗析。
2、反渗透
2.3 反渗透脱盐原理
对于反渗透膜的脱盐机理，目前有几种不同看法。主要是“选择吸附毛细管流动理论”和“筛分理论”，此外还有“氢键理论”以及“溶解扩散 理论”。
“选择吸附-毛细管流动理论”：当含盐的水溶液与多孔的半透膜表面 接触时，则在膜的溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力的作用下， 通过膜的毛细管作用流出纯水，并连续地形成和流出这个界面纯水层。该机 理阐明在半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，在膜的表面选择吸附了一 层水分子，盐类溶质则被排斥，化合价越高的离子被排斥的越远，膜孔周围 的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜孔流出纯水，因而达到除盐的目的。 当膜孔大于反渗透膜孔范围时，盐的水溶液就泄漏过膜，其中的一价盐泄漏 较多，二价盐次之，三价盐更次之。
被处理料液以一定的速度 流过膜面，透过液以垂直方向 透过膜，同时大部分截留物被 浓缩液夹带出模组件。错流过 滤模式减小了膜面浓度极化层 的厚度，可以有效降低膜污染。 错流操作模式的典型水回收率 为90－95％。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.3 以反洗模式清洗：滤过水从出水口向浓缩口冲洗，很有效地去 除沉积层。为避免厚污垢层的形成，系统需要定期反洗。反洗工艺示意图 如下：
1、超滤
超滤系统的运行
• 1、超滤
• １.２ 超滤作为反渗透预处理的优点
膜过滤精度远高于传统过滤，可全部去除大于0.1μm的胶体和
颗粒物；
对悬浮颗粒、胶体、微生物、细菌、病毒的去除率近100%；
对有机物的去除率达20－50%；
受原水水质波动影响小，出水水质稳定；
运行压力低，节能效果显著；
可全自动运行；
可显著提高反渗透的产水通量，节省反渗透膜用量；
பைடு நூலகம்
大幅度降低反渗透清洗频率，提高反渗透的效率及稳定性；
预处理化学药剂用量小，降低污染排放。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.1 超滤属于滤膜过滤工艺，是一种压力驱动的 过滤技术，用泵将水压入组件，由于滤膜的膜压差 （TMP），进水得到过滤。水中杂质由滤膜去除，并留在 进水中。当被去除杂质的浓度变得太高时，胶体开始产生 堵塞，或在滤膜上产生结垢。在滤膜表面产生的沉积层会 改变其过滤性质和所需的过滤压力。因此，一部分进水作 为浓缩液被定期从系统中去除。
二、水处理工艺流程
三、超滤预处理工艺的反渗透系统
超滤预处理工艺的反渗透系统称为集成膜系统（IMS）
1、超滤
１.１ 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颗粒。超滤 膜的孔径大约在0.002-0.1微米范围内。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被浓缩于排放液中。因此产 水中含有水、溶解固体及小分子量物质，而胶体、 悬浮颗粒、高分子量有机物、细菌、病毒和原生 动物将被过滤去除。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.4 以正向冲洗模式清洗：在反洗顺序之前进行正向冲洗可显著增 强反洗性能。这个工艺不用滤过水而通常使用进水。反洗工艺示意图如下：
• 过滤
超滤膜元件的结构
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.5 化学清洗
超滤的化学清洗取决于进水中污染物的类型，单用 反洗可能不能完全去除污垢层，这将造成超滤的性能 随时间而降低。 为恢复系统原先的过滤性能，需要进行化学清洗。清 洗剂可选用酸、氢氧化钠、次氯酸钠和其它消毒剂。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.2 超滤有两种基本工作方式：死端过滤（全过滤）和错流过滤 （1） 死端过滤模式：所有进水都加压通过滤膜，浓缩液只在反洗时被去除。
死端过滤模式示意图如下：
死端过滤也称为直流过滤、全量过滤，与 常规的滤布过滤相似，被处理物料进入模 组件，等量透过液流出模组件，截流物留 在模组件内。为了保证膜性能的可恢复性， 必须及时从模组件内卸载截留物，因此需 要定时反冲洗（过滤的反过程）等措施来 去除膜面沉积物、恢复膜通量。模组件污 染后不能拆开清洗，通常使用在线清洗方 式。
1、超滤
１.4 工艺指标
超滤进水温度 超滤出水SDI 进水压力 跨膜压差 回收率
15～40 ℃ ≤3 ≤0.25 MPa ≤0.08 MPa ≥ 90％
2、反渗透 2.1 工艺指标
进水温度 进水SDI 进水PH 进水余氯 进水总铁 进水COD 进水压力 给水/浓水压差 回收率 脱盐率
15～40 ℃ ≤4
若所用的薄膜只能使溶液中的溶剂或溶质单独通过，溶剂和溶质不能同 时通过，这种薄膜称为半透膜。对于反渗透、渗析及电渗析使用的是致密膜， 而超过滤及微孔过滤使用的是多孔质膜。
反渗透是反其自然渗透过程的一种科学方法，渗透和反渗透均是通过半 透膜来完成的，当用半透膜隔开两种不同浓度的溶液时，稀溶液中的溶剂就 会透过半透膜进入浓溶液一侧，这种现象叫渗透。当在浓溶液侧施加一外来 压力时，渗透过程即停止，即达到所谓渗透平衡，平衡状态所需要的外加压 力称为渗透压差。渗透压是溶液本身的一种性质，其值与膜无关。当继续增 大浓溶液一侧的压力，即所施压力大于渗透压力时，溶剂会反其原来的渗透 方向，由浓溶液侧通过半透膜进入稀溶液侧，这种现象称为反渗透。
这种模式主要用于高质量和混浊度较低的水，全量过滤方式可以实现水回收率 的最大化，达到95－98％，但一般限于原水的悬浮固体含量较低的情况（浊度 <10NTU）。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
（2）错流过滤模式：部分浓缩液连续排放。 在错流过滤模式中，浓缩液以较高的流速流过滤膜，在膜丝中振荡，
这样可以防止沉淀和沉积层的形成。错流过滤模式示意图如下：
3~10 ＜0.1mg/L ＜0.1mg/L ＜3mg/L
≥0.2 MPa
≤0.6 MPa 75％ ≥98%（一年内），≥95%（三年内）
2、反渗透
2.2 反渗透原理
当把一张具有一定透过性的薄膜放到溶液中时，膜对溶剂或溶质表现出 一定的选择透过性，即膜或是使溶剂通过或是使溶质通过，前者称为渗透， 后者称为渗析。
2、反渗透
2.3 反渗透脱盐原理
对于反渗透膜的脱盐机理，目前有几种不同看法。主要是“选择吸附毛细管流动理论”和“筛分理论”，此外还有“氢键理论”以及“溶解扩散 理论”。
“选择吸附-毛细管流动理论”：当含盐的水溶液与多孔的半透膜表面 接触时，则在膜的溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力的作用下， 通过膜的毛细管作用流出纯水，并连续地形成和流出这个界面纯水层。该机 理阐明在半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，在膜的表面选择吸附了一 层水分子，盐类溶质则被排斥，化合价越高的离子被排斥的越远，膜孔周围 的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜孔流出纯水，因而达到除盐的目的。 当膜孔大于反渗透膜孔范围时，盐的水溶液就泄漏过膜，其中的一价盐泄漏 较多，二价盐次之，三价盐更次之。
被处理料液以一定的速度 流过膜面，透过液以垂直方向 透过膜，同时大部分截留物被 浓缩液夹带出模组件。错流过 滤模式减小了膜面浓度极化层 的厚度，可以有效降低膜污染。 错流操作模式的典型水回收率 为90－95％。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.3 以反洗模式清洗：滤过水从出水口向浓缩口冲洗，很有效地去 除沉积层。为避免厚污垢层的形成，系统需要定期反洗。反洗工艺示意图 如下：
1、超滤
超滤系统的运行
• 1、超滤
• １.２ 超滤作为反渗透预处理的优点
膜过滤精度远高于传统过滤，可全部去除大于0.1μm的胶体和
颗粒物；
对悬浮颗粒、胶体、微生物、细菌、病毒的去除率近100%；
对有机物的去除率达20－50%；
受原水水质波动影响小，出水水质稳定；
运行压力低，节能效果显著；
可全自动运行；
可显著提高反渗透的产水通量，节省反渗透膜用量；
பைடு நூலகம்
大幅度降低反渗透清洗频率，提高反渗透的效率及稳定性；
预处理化学药剂用量小，降低污染排放。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.1 超滤属于滤膜过滤工艺，是一种压力驱动的 过滤技术，用泵将水压入组件，由于滤膜的膜压差 （TMP），进水得到过滤。水中杂质由滤膜去除，并留在 进水中。当被去除杂质的浓度变得太高时，胶体开始产生 堵塞，或在滤膜上产生结垢。在滤膜表面产生的沉积层会 改变其过滤性质和所需的过滤压力。因此，一部分进水作 为浓缩液被定期从系统中去除。
二、水处理工艺流程
三、超滤预处理工艺的反渗透系统
超滤预处理工艺的反渗透系统称为集成膜系统（IMS）
1、超滤
１.１ 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颗粒。超滤 膜的孔径大约在0.002-0.1微米范围内。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被浓缩于排放液中。因此产 水中含有水、溶解固体及小分子量物质，而胶体、 悬浮颗粒、高分子量有机物、细菌、病毒和原生 动物将被过滤去除。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.4 以正向冲洗模式清洗：在反洗顺序之前进行正向冲洗可显著增 强反洗性能。这个工艺不用滤过水而通常使用进水。反洗工艺示意图如下：
• 过滤
超滤膜元件的结构
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.5 化学清洗
超滤的化学清洗取决于进水中污染物的类型，单用 反洗可能不能完全去除污垢层，这将造成超滤的性能 随时间而降低。 为恢复系统原先的过滤性能，需要进行化学清洗。清 洗剂可选用酸、氢氧化钠、次氯酸钠和其它消毒剂。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
1.3.2 超滤有两种基本工作方式：死端过滤（全过滤）和错流过滤 （1） 死端过滤模式：所有进水都加压通过滤膜，浓缩液只在反洗时被去除。
死端过滤模式示意图如下：
死端过滤也称为直流过滤、全量过滤，与 常规的滤布过滤相似，被处理物料进入模 组件，等量透过液流出模组件，截流物留 在模组件内。为了保证膜性能的可恢复性， 必须及时从模组件内卸载截留物，因此需 要定时反冲洗（过滤的反过程）等措施来 去除膜面沉积物、恢复膜通量。模组件污 染后不能拆开清洗，通常使用在线清洗方 式。
1、超滤
１.4 工艺指标
超滤进水温度 超滤出水SDI 进水压力 跨膜压差 回收率
15～40 ℃ ≤3 ≤0.25 MPa ≤0.08 MPa ≥ 90％
2、反渗透 2.1 工艺指标
进水温度 进水SDI 进水PH 进水余氯 进水总铁 进水COD 进水压力 给水/浓水压差 回收率 脱盐率
15～40 ℃ ≤4
若所用的薄膜只能使溶液中的溶剂或溶质单独通过，溶剂和溶质不能同 时通过，这种薄膜称为半透膜。对于反渗透、渗析及电渗析使用的是致密膜， 而超过滤及微孔过滤使用的是多孔质膜。
反渗透是反其自然渗透过程的一种科学方法，渗透和反渗透均是通过半 透膜来完成的，当用半透膜隔开两种不同浓度的溶液时，稀溶液中的溶剂就 会透过半透膜进入浓溶液一侧，这种现象叫渗透。当在浓溶液侧施加一外来 压力时，渗透过程即停止，即达到所谓渗透平衡，平衡状态所需要的外加压 力称为渗透压差。渗透压是溶液本身的一种性质，其值与膜无关。当继续增 大浓溶液一侧的压力，即所施压力大于渗透压力时，溶剂会反其原来的渗透 方向，由浓溶液侧通过半透膜进入稀溶液侧，这种现象称为反渗透。
这种模式主要用于高质量和混浊度较低的水，全量过滤方式可以实现水回收率 的最大化，达到95－98％，但一般限于原水的悬浮固体含量较低的情况（浊度 <10NTU）。
1、超滤
１.３ 超滤工艺原理
（2）错流过滤模式：部分浓缩液连续排放。 在错流过滤模式中，浓缩液以较高的流速流过滤膜，在膜丝中振荡，
这样可以防止沉淀和沉积层的形成。错流过滤模式示意图如下：