冷却水使用复合管式超滤膜去除硬度实验
电厂循环冷却回用水的去除硬度工艺研究
电厂循环冷却回用水的去除硬度工艺研究刘玉华;丁海洋【摘要】以污水处理厂二级出水为研究对象,在烧杯试验的基础上,以中试规模研究了再生水处理过程中石灰苏达软化法对硬度的处理效果,对比了石灰和石灰苏打软化2种去除硬度方法的处理效果,确定了较为经济的药剂投加量.【期刊名称】《炼油与化工》【年(卷),期】2012(023)002【总页数】3页(P11-13)【关键词】再生水;处理;石灰;硬度【作者】刘玉华;丁海洋【作者单位】辽阳石油化纤公司金兴化工厂,辽宁辽阳111003;中国昆仑工程公司辽宁分公司,辽宁辽阳111003【正文语种】中文【中图分类】TM628电厂机组冷却循环用水量非常大，国家规定电厂建设不能使用地下水，污水处理站排放的中水经过再生处理后，供机组循环水补水及工业用水，是提供水源的可行的方法［1，2］。
把再生水用作电厂循环冷却水，不仅可以扩大再生水回用规模，而且也可以为电厂冷却水提供水质稳定、水量充足的水源［3］。
但是，由于再生水的硬度、碱度、有机物等含量较高，进入循环水系统后，致使循环水系统发生结垢、腐蚀和生物污垢等突出的问题［4，5］。
循环水系统中主要的水垢是碳酸钙、镁，因而钙、镁离子含量及碳酸盐碱度含量都是影响结垢的因素［6］。
要使循环冷却水系统正常运行，必须去除水的硬度，使水软化，减少循环冷却水系统结垢。
去除硬度主要投加的软化药剂为Ca（OH）2和Na2CO3。
在进行石灰处理时，石灰的最佳投加量无法正确估算，因为实际的反应很复杂，而且应加的石灰量还与要求达到的水质有关。
因此，运行中的最佳加药量，不能按理论来估算，而要用调整实验来求取。
然而，在进行设计工作或拟定实验方案时，需要预先知道石灰加药量的近似值。
石灰加药量的理论计算公式：式中 Dsh—加药量，mmol/L；［CO2］—原水中游离CO2含量，mmol/L；［Ca2+］—原水Ca2+含量，mmol/L；［Mg2+］—原水中Mg2+含量，mmol/L；K—混凝剂的投加量，mmol/L；a—过剩石灰的含量，一般为0.1～0.2 mmol/L。
阿钢降低循环水硬度方案
关于解决降低中水硬度问题的方案根据公司主体厂产工艺及供水水处理系统中存在的问题，并结合公司水资源短缺现状，以提高供水技术经济指标、减少水资源消耗，对中水处理站水质指标进行控制，降低水硬度，防止设备、管道腐蚀结垢。
由于补充水带来或水在循环使用过程中产生的各种微生物、其它有机物及无机悬浮杂质在管道和换热器表面沉积。
基于以上原因，使循环水水质恶化，给系统带来结垢腐蚀、污泥和菌藻等问题，现拟以下两种方案：一、在不改变原有工艺的基础上通过更换药剂来控制水硬度指标。
原加药工艺采用石灰--纯碱软化法去除混合废水中的硬度，由于提高出水水质而增加加药量导致污泥粘度和数量的增大，从而给运行带来一定的困难，现用一种复合型有机阻垢缓蚀剂来代替石灰纯碱，并配合排污去除部分盐来限制循环水中的浓缩倍数，达到阻止设备管道结垢的目的。
在循环水中投加该类药物后，在循环水中会出现新的平衡关系。
使用阻垢缓蚀剂的突出作用是：（1）捕捉溶解于水中的金属离子产生的可溶性络合物，使金属离子的结垢作用受到限制，从而提高水中允许的极限碳酸盐硬度。
（2）吸附微小晶粒并分散于水中的钙离子层上，从而避免析出。
（3）螯合钙镁离子，形成单环或双螯合物，从而成为稳定的分散体系。
（4）增大成垢化合物的溶解度，减低沉降速度，从而大大减低结垢的可能。
（5）抑制阳极或阴极过程，使腐蚀电流减少，达到缓蚀作用。
（6）在金属表面上，形成一层难溶解的膜，阻止了冷中氧气的扩散和Fe的溶解，起到了缓蚀的作用。
本方案采用在循环水系统中加聚磷酸盐和膦系聚合物配合的方式来代替石灰纯碱，投用二氧化氯消毒去除水中微生物及细菌类，降低污泥密度及数量。
初定用药为聚丙烯酸钠和次氮基三亚甲基膦酸用药量为16毫克/升（查资料数据16毫克/升时阻垢效果为99%），废水站每日处理水量按10000m3/d计算。
每月用药量4.8吨，按每吨药费10000元计，每月新药药费为4.8万元，加上每月PAM1500元和PAC1.5万元共计月总药费为6.45万元。
科技成果——复合管式超滤膜污水处理技术
科技成果——复合管式超滤膜污水处理技术技术开发单位天泽阳光（北京）生态科技有限公司适用范围适用于生活污水、养殖污水、焦化废水、垃圾渗滤液、油田回注水、页岩气开采废水、炼钢冶金废水、洗车废水、被菌类污染的明胶、处理等领域的污水处理。
成果简介复合管式超膜系统采用错流过滤方式，当膜管内水流速较高时（流速>3.5米/秒），附着在膜面的被拦截物被水流的切向力带走，使之不能或少量存在于膜面，相较于外压膜来说，这种运行方式可以极大地减缓膜通量的衰减。
错流过滤原理图：需要强调的是：复合管式超滤膜系统具有独特的脉冲自动反冲洗程序。
即系统每运行5分钟会将产水电磁阀自动关闭10秒；前5秒钟膜面流速不变，此时膜管浓水侧与产水侧水压达到平衡，后5秒循环泵流速增大，膜面流速的加大会使浓水侧压力变小，产水侧的水会反向涌入浓水侧，将附着在膜面的截留物质冲离膜面，从而达到自动反向冲洗的目的。
工艺流程待处理的原水通过供水泵及循环泵加压后进入膜组件过滤，原水中粒径大于膜孔径的物质如大分子有机物、胶体、悬浮物、菌类等杂质被超滤膜截留，水和小溶质颗粒透过超滤膜形成产水，蓄水池中含杂质的原水被超滤膜不断的浓缩形成浓水，当浓水累积到一定程度后为避免膜管堵塞，打开浓水排放阀将浓水排放至压滤机或者调节池。
关键技术超高分质量聚乙烯烧结管与PVDF超滤膜材料牢固结合，形成以烧结管为支撑体能够反冲洗的管式复合超滤膜。
技术效果复合管式超滤膜与中空纤维超滤膜相比较，其要求的进水条件低，废水无需预处理可以直接进膜，缩短了处理工艺，无论进水条件如何变化其产水SDI值始终小于3。
若用来除油则产水含油量小于0.3mg/L。
与国外同类管式膜相比较，复合管式超滤膜单位面积产水量小于600L/m2·h，略差与进口产品，但过滤精度远高于美国DF膜（宝利事），其价格仅为进口产品的1/3-1/4。
知识产权情况一种单皮层复合滤膜，201220552657.5；废水净化循环利用处理系统，ZL201520521575.8；管式复合膜超、微滤膜组件，ZL201020117224.8；管式膜管多工位自动装填成型机，ZL201020117202.1.1。
锅炉用水和冷却水中硬度的测定
1 范围本标准适用于锅炉用水和冷却水硬度的测定。
本标准中的铬黑T法测定范围为0.1 mmol/L～5 mmol/L，超过5 mmol/L时，可适当减少取样体积，稀释后测定；酸性铬蓝K法测定范围为1 μmol/L～100 μmol/L。
2 规范性引用文件本标准等同于GB/T 6909-20183 铬黑T法方法提要在pH值约为10的水溶液中，用铬黑T作指示剂，以乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)标准滴定溶液滴定至蓝色为终点．根据消耗EDTA的体积，即可算出硬度值。
对于硬度小于1 mmol/L的水样，为提高终点指示的灵敏度，可在缓冲溶液中加入一定量的EDTA二钠镁盐。
当水样中的铁、铝、铜、锰含量达到一定浓度时，对测定有干扰，可加入L-半胱胺酸盐酸盐溶液和三乙醇胺溶液进行联合掩蔽消除干扰。
试剂和材料本标准所用试剂和水，除非另有规定，应使用分析纯试剂和符合GB/T 6682三级水的规定。
试验中所需标准滴定溶液、制剂及制品，在没有特殊注明时，均按GB/T 601、GB/T 603之规定制备。
3.2.1 盐酸溶液:1+1。
3.2.2 氢氧化钠溶液:50 g/L。
3.2.3 三乙醇胺溶液:1+4。
3.2.4 L-半胱胺酸盐酸盐溶液:10 g/L。
3.2.5 氨-氯化铵缓冲溶液：称取54g 氯化铵溶于500 mL水中，加入350 mL浓氨水，加入1 g EDTA 二钠镁盐（当仅硬度大于1 mmol/L水样时，可不加入EDTA二钠镁盐），并用水稀释至lL。
配置后的缓冲溶液应按附录A进行调整，使加入的EDTA和Mg2+物质的量恰好相等。
贮于塑料瓶中。
3.2.6 乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液I: c(EDTA)约0.05 mol/L，该溶液现用现配。
3.2.7 乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液II: c(EDTA)约0.005 mol/L。
3.2.8 铬黑T指示液:5 g/L。
分析步骤3.3.1 取l00 mL水样，于250 mL锥形瓶中。
普通反渗透复合膜处理高含盐量高硬度苦咸水实验研究
基金项 目： 甘肃省 自然基金 （８ ３ Ｚ Ｏ ） Ｏ Ｏ ＲＪ ＡＯ ３ 作者简介 ： 李 旭（ ９ ２）男 ， ６ 一， 陕西岐山人 ， 高级工程师
．
第４ 期
李
旭等 ： 普通反渗透 复合 膜处理高含盐量高硬度 苦咸水实验研究
１１ ２
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作用 ， 加快 膜 的 水 解 速 度 ， 导致 膜 结 构 的 不 可 逆 变
温度， ℃
化， 影响膜的使用寿命． 但是 ， 从出水水质来说 ， 进水 温度低 ， 有利于保障膜的脱盐率 ， 因此综合考虑 ， 进 水温 度控 制在 １￣ ２ ５ ５℃范 围 内为 宜．
２ ３ 运 行 时间 的影响 ．
瓣 翱 誉
操 作 压 力 Ｐ ａ
图 ２ 操 作 压 力对 系统 回收 率及 脱 盐 率 的 影 响
Ｆ ｇ ２ Ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ． ｈ ｌ ｎ ｅｏ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｈ ｙ ｔｍ ｎ ｕ ｎ
条件 ， 回收率为：０ ～６ ， 即： ４ Ｏ 操作压 力 １ ３ ． ａ 温度 ｉ ￣２ ． ～１ ６ＭＰ ， ０ ５℃． 结果表 明： 用普 通反渗透复合 膜来 处 采
理 高含 盐量高硬度苦 咸水是 可行 的也是有效的．
关键词 ： 高浓度苦成水 ； 普通反渗透 膜； 淡化
中图分类号 ：７３１ Ｘ ０ ． 文献标志码 ： Ａ
第 ３ ０卷ຫໍສະໝຸດ 第 ４期 兰州 交
超滤_反渗透膜技术在循环冷却排污水回用中的工业应用试验_图文.
《宁夏电力2006年第5期超滤/反渗透膜技术在循环冷却排污水回用中的工业应用试验过滤水通量范围:f60~145l/m2/h;DH耐受范围:2~13;化学清洗时最大余氯耐受度:250mg/l;最高运行温度:40℃;最高运行压力:O.5MPa;最大透膜压差(TMP:0.21MPa。
1.3反渗透膜系统低污染反渗透膜元件LFC1是对膜表面进行了根本性的化学改进,即在传统的芳香族聚酰胺基础上,通过在膜表面进行PVA复合涂层技术,将膜表面的电性由通常的负电性改为电中性,从而使进水中的负电、正电、中性、两性的污染物在膜表面上的吸附性大大减弱,使膜水通量保持稳定。
LFC1膜与传统聚酰胺复合膜在各种表面活性剂条4q:-F的水通量保持度对比如图2所示。
此外,膜表面与水的接触角由原先的62。
降低到47。
,增强了膜的亲水性,提高了膜对胶体、有机物、金属离子的抗污染能力。
此类低污染膜特别适合于市场污水、锅炉排水、高污染地表水的脱盐处理。
LFC l主要应用参数如下:膜材质:聚烯醇+芳香族聚酰胺复合材料;膜面积:37.2m2;平均脱盐率:99.5%;产水量:11000m3/d(标准测试条件下;最高操作压力:4.14Mpa;最高操作温度:45℃;进水pH范围:3~10;进水浊度:<1.0NTU;进水SDI:<4;进水余氯:<0.1m酬。
1.4试验目的本次工业试验的目的是为在建240m3/h超200080604020一,7、^.,—一一/\一一J一,碡统聚酰胺复合膜\.———一表2超滤各运行阶段概况13/16~3/1936全量过滤3￣402003/19—3/20 3,20~3,25 3~25/3~263~263/27￣3/29 3,29~3/30 3|30一4}s 25 8619135223142错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤全量过滤3~43.5￣43.7-43.7-4.2 44.5 4.5-5 5~6 111 O.4 0.2 O.2 20 20 20 20 40 20 20O1.611111~10・64・《宁夏电力》2006年第5期超滤/反渗透膜技术在循环冷却排污水回用中的工业应用试验表3Fe脱除率试验数据为19NTu~200NTu时,产水浊度基本为零,SDI<1。
关于药剂除硬度在常规水处理工艺中应用的试验_secret
关于药剂除硬度在常规水处理工艺中应用的试验一、概述总厂水源主要有水库水、矿尾水和地下水。
除一分厂三期主要以白龟山水库为水源出厂水硬度较低外，其他以矿尾水和地下水为水源的分厂出厂水硬度普遍较高，三分厂南站水质硬度超过国家饮用水标准。
从健康角度来说，较硬度水能引起心血管等疾病；从生产的角度讲，较硬度水对管道系统、锅炉等生产设备危害都很大，使用前应按要求予以去除。
目前硬水软化方法主要有离子交换法、药剂软化法和膜分离法。
按照总厂领导指示中心化验室和一分厂将药剂软化法应用到常规水处理工艺，寻找常规水处理工艺降低硬度水的可行性方案。
二、原理及试验工艺流程药剂软化法就是根据容度级原理，通过投加化学药剂以提高PH值，使Ca2+和Mg2+分别以CaCO3和Mg（OH）2的形式在水中沉淀出来。
常用的药剂有生石灰、纯碱、石膏。
反应的主要方程式如下：CaO＋H2O Ca(OH)2Ca(HCO3)2＋Ca(OH)22CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2＋2Ca(OH)2Mg(OH)2↓+2CaCO3↓＋2H2OCaCl2＋Na2CO3CaCO3↓＋2NaClMgSO4＋Na2CO3=MgCO3↓＋Na2SO4本次降低硬度水试验于10月7日-15日在一分厂二期进行。
二期属于常规水处理工艺，设计日处理水量1.5万m³，主要水处理单元有沉沙池、反应池、沉淀池、滤池。
整个试验分为两个步骤：第一，在一分厂化验室做烧杯试验，主要目的是取得基础数据。
第二，在二期进行生产性试验，目的是验证药剂软化法在常规工艺中的应用效果。
三、试验工艺参数1、石灰乳浓度 10%2、石灰乳投加量 400mg/L3、PAC投加量4、原水量 180-220m³/h在本试验中，水质分析项目及分析方法为：1、总硬度：EDTA-络合滴定法；2、PH值：广泛试纸3、浊度：散射浊度仪4、温度：水银温度计四、试验结果与分析（1）烧杯试验试验过程：在盛放矿尾水的烧杯内加石灰水用玻璃棒充分搅拌后静止沉淀用来验证药剂软化水效果及为生产试验提供基础数据。
矿井水中暂时硬度的去除在工业生产中的应用
Oct．2015化肥设计Chemical Fertilizer Design 第53卷第5期2015年10月矿井水中暂时硬度的去除在工业生产中的应用刘向东（河南龙宇煤化工有限公司，河南永城476600）摘要：针对河南某化工厂循环水系统的结垢问题，采取了向高密度沉淀池投加石灰等药剂的措施，将矿井废水中的暂时硬度去除，经过处理后的循环水浓缩倍率可提高至3．4左右，达到了GB50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求，彻底消除了因矿井水含盐量高对循环水系统造成的影响。
关键词：矿井水暂时硬度；高密度沉淀池；循环水系统结垢doi：10．3969/j．issn．1004－8901．2015．05．012中图分类号：P441．8文献标识码：B文章编号：1004－8901（2015）05－0040－02Application ofＲemoving Temporary Hardness of Mine Water in Industrial ProductionLIU Xiang-dong（Henan Longyu Coal Chemical Co．，Ltd．，Yongcheng Henan476600China）Abstract：To solve the problem of scaling in circulating water system in a chemical plant in Henan，this project mainly adopted the measure of dosing lime into high-density settling tank to remove the temporary hardness in mine wastewater．After such treatment，the concentration ratio of circulating water can be increased up to about3．4，which meets the requirements of Code for Design of IndustrialＲecirculating Cooling Water Treatment GB50050—2007，and thoroughly solves the impact of high salinity mine water on circulating water system．Keywords：mine water temporary hardness；high density settling tank；circulating water system scalingdoi：10．3969/j．issn．1004－8901．2015．05．012河南某化工厂40万t/a醋酸配套建设原水净化及预脱盐水站工程，原水水源取自矿井排放废水，由于矿井废水中含盐量高，造成循环水系统结垢。
循环冷却水现状及存在问题
同时应遵循先易后难、分质利用的原则一、技术背景与意义循环冷却水是工业用水中的用水大项,在石油化工、电力、钢铁、冶金等行业，循环冷却水的用量占企业用水总量的50-90%。
由于原水中有不同的含盐量，循环冷却水浓缩到一定倍数必须排出一定的浓水，并补充新水。
一台30万KW冷凝机组，循环冷却水量要达到3.3万吨/时左右，假定原水中含盐量为1000mg/L，浓缩倍数为3，那么循环冷却水的浓水排放约在6—8‰左右，即198—264m3/h，同时需补充的新水等于排水及蒸发损失等，补充水量大约为循环水量的2—2.6%，将为660—860m3/h左右，水资源消耗与污水排放的数量是很大的。
循环冷却水由于受浓缩倍数的制约，在运行中必须要排出一定量的浓水和补充一定量的新水。
使冷却水中的含盐量、PH值、有机物浓度、悬浮物含量控制在一个合理的允许范围。
对这部分浓水排放进行具体处理回用，具有重要的意义。
它不但能提高水的重复利用率，节约水资源，而且能极大的改善循环冷却水的整体状况。
二、循环冷却水现状及存在问题循环冷却水由泵送往冷却系统中各用户，经换热后温度升高，被送往冷却塔进行冷却。
在冷却塔中热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则逆向或水平交流流动，在气水接触过程中，进行热交换。
水温降至符合冷却水要求时，继续循环使用。
空气由塔顶溢出时带走水蒸气，使循环水中离子含量增加，因此必须补充新鲜水，排出浓缩水，以维持含盐量在一定浓度，从而保证整个系统正常运行。
补充水的量应弥补系统蒸发、风吹（包括飞溅和雾沫夹带）及排污损失的水量。
循环水与补充水中含盐量之比，即为该循环水系统的浓缩倍数。
在一定的循环冷却水系统中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水系统的浓缩倍数，而提高浓缩倍数是保证整个循环冷却水系统经济运行的关键。
冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高、流速变化、蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备的结构和材料等多种因素的综合作用，会产生很多问题。
反渗透浓水硬度与有机污染物的去除研究
反渗透浓水硬度与有机污染物的去除研究反渗透技术是一种常用的水处理技术，可用于去除水中的无机和有机污染物。
其中，浓水硬度和有机污染物是水中常见的污染物。
本文将探讨反渗透技术在去除浓水硬度和有机污染物方面的研究。
首先，我们来讨论反渗透技术在去除浓水硬度方面的研究。
浓水硬度是指水中所含的钙、镁等离子的含量。
高浓度硬度的水会导致水垢的形成，不仅影响水的使用效果，还会损坏管道和设备。
因此，去除浓水硬度对于改善水质至关重要。
反渗透技术通过使用半透膜来过滤水中的离子和溶质。
这种膜具有微孔，能够除去水中的无机物质，包括硬度离子。
研究表明，反渗透技术能够有效去除水中的硬度离子，使得水质得到改善。
研究人员还通过改变膜孔径、压力和水流量等参数，优化反渗透技术的去硬度效果。
除了浓水硬度，有机污染物也是水中常见的污染物之一。
有机污染物包括化学物质、农药残留、有机溶剂等，对人体健康和环境造成潜在威胁。
因此，研究如何去除水中的有机污染物也是一个重要的课题。
反渗透技术在去除有机污染物方面也有显著效果。
反渗透膜具有微孔，可以拦截大部分有机分子，使得水中的有机污染物得到去除。
研究表明，反渗透技术对于去除水中的有机污染物具有高效率和高选择性。
此外，研究人员还发现，改变膜的疏水性和孔径大小等因素，可以进一步提高反渗透技术的去污效果。
总结来说，反渗透技术在去除浓水硬度和有机污染物方面具有显著的效果。
研究人员通过改变膜的参数和性质，优化反渗透技术的去污效果。
然而，反渗透技术也存在一些挑战，比如能耗较高、产生浓水废液等。
因此，未来的研究应该致力于降低反渗透技术的成本和环境影响，并进一步提高其去污效果。
综上所述，反渗透技术是一种高效去除浓水硬度和有机污染物的方法。
通过改变膜的参数和性质，可以优化反渗透技术的去污效果。
然而，该技术仍然存在一些挑战，需要进一步的研究和发展。
希望未来能够有更多的科学家和工程师投入到反渗透技术的研究中，为改善水质和环境保护做出更大的贡献。
超滤-纳滤组合工艺降低地下水硬度的研究
超滤-纳滤组合工艺降低地下水硬度的研究水处理技术与设备?超滤一纳滤组合工艺降低地下水硬度的研究杨胜武顾军农李京旗(北京自来水集团水质监测中心,北京100085)摘要:本文通过超滤一纳滤系统处理高硬度地下水的运行研究,超滤膜作为预处理,原水的sDI值由4降为1,可以有效地去除大分子有机物的含量,对于纳滤系统的长期运行有良好的效果.整套系统有效地降低了水中的硬度和其他微量有机物,也保留了一部分对人体有益的微量元素,符合高标准的饮用水水质要求.关键词:超滤纳滤液相色谱膜软化在美国已很普遍,l0多年来新的软化水厂都采用膜法软化,代替常规的石灰软化和离子交换过程.近几年来,随着纳滤膜性能的不断提高,纳滤膜组件的价格不断下降,膜软化法在投资,操作,维护等方面已优于或接近于常规法.膜技术可用于处理地下水,地表水和海水等,具有很多优点:可以实现自动控制,占地面积小,易于维护,出水水质稳定.根据操作压力不同,膜分离技术可分为微滤(My),超滤(UF),纳滤(NF),反渗透等.其中NF'膜在水处理方面显示了其它技术无可比拟的优越性.[tlNF膜是在反渗透膜基础上发展起来的,它的截留分子量200—1000,纳滤膜的特征是膜本体带有电荷,因此能在很低的压力下具有较高脱盐性能.纳滤在低价离子和高价离子的脱除方面有一定的差别,尤其对水中的Ca2+,Mg等二价离子具有非常高的去除率,可以有效地将水软化.翻1.实验流程及实验设备1.1实验流程:实验选择在某地下水厂的水源井作为原水,实验流程如下图:1.2实验设备:超滤膜:国产聚枫膜;纳滤膜:海德能公司产品;——1}f1删'一中i●一一一I;一至篁产量瘩未蕊潮r————=_三狲一鹂聪I哺图1超滤一纳滤系统工艺图运行参数:系统处理水量:6m/h系统水回收率:80%2.实验效果分析2.1处理效果:.L11-I.I.7月2o8月168~J23g月l3时间■纳滤骥进水■纳豇敬膜出水口击除率(%)图2纳滤系统对硬度的去处效果通过对滤池反冲洗机理的分析,以及生产实践的证明可以发现,反冲洗效果与滤层的膨胀度有关,只有将膨胀度控制在最佳范围才能最大限度地提高反冲洗效果,而冲洗强度则是反映膨胀度的一个指标,并不是"冲洗强度越大,反冲洗效果越好".而冲洗时间则是一个重要的因素,在冲洗强度合适的情况下,冲洗时间的长短直接影响着冲洗效果的好坏,以及冲洗成本的大小.只有两者在一个合适范围内,我们的滤池在达到最佳冲洗效果的同时,才能减少运行成本.作者通联:013737718788城镇供水№.2200827舌;伽湖0n0墨^1/越lo09O8070薹60嵌50盎.自n水蜀糌%)IJ'J■纳滤躐避水●纳滤g刘{水口杰除率(筵图3纳滤膜系统对碱度的去除效果图2,图3分别表示纳滤膜系统对硬度和碱度的去除效果.从图2,3中看出,原水经纳滤膜系统处理后,硬度从440-460mg/L降到40-55mg/L,平均去除率为92%,碱度从300-350mg/L降到40-55mg/L,平均去除率为89%.由此可知纳滤膜可有效去除水中的硬度和碱度.图4为系统各单元对TDS去除效果..~3ooo000∽1000单兀鹳称腺水趟滤出水趣滤浓水纳滤ftl水纳滤浓水图4系统各单元对TDS的去除效果从图4中可知,经过纳滤膜的处理,TDS从进水708mg/L降至出水156mg/L,去除率为78%.l50i006OONa+K+2+Ca2+Cl～NO3—NS叭2一讲掰Co2口进水■{=};农水斌项目图5纳滤膜对水中各种物质的去除效果从图5中可见,纳滤膜对二价离子Ca外,Mg抖,SOF的截留率很高,对单价离子如KNO3-的截留率相对较低.2.2超滤系统对纳滤系统的保护作用对原水,超滤出水,纳滤膜出水进行了液相色谱检测分析.其液相色谱图如图6,7,8所示.图6原水液相色谱从液相色谱图中可以看出,原水中有机物的品种较多,含量不尽相同,但含量均不高,多在g/L的水平,水质情况良好.超滤膜出水中有机物的品种比原水有所减少,并且含量很低,多在ng/L级.尤其是超滤膜出水中非极性有机物的含量大大减少,近乎于零.对于一般的有机物,极性越小,碳链越短, 28城镇供水No.22008水处理技术与设备?图7超滤出水液相色谱图8纳滤出水液相色谱分子量越小.反之,分子量越大.也就是说:水样中的大分子的有机物含量比原水中的大大减少.纳滤出水水样中含有的有机物的情况与超滤膜出水基本一致,浓度没有太大的变化.由此可知,超滤膜有效地去除了有机物,有机物去除效果不仅与分子量大小有关,而且与分子结构和分子的极性有关.采用超滤膜有效地控制了纳滤膜进水有机物的含量,特别是对分子量大或碳链长的有机物具有较好的截留效果.有研究表明:分子量在1万一l0万左右的有机物是造成纳滤膜污染的主要原因. 纳滤膜进出水有机物种类和数量没有明显变化.说明超滤膜出水中有机物基本上都属于小分子范围,不易被截留,对纳滤系统的运行起到了保护作用.2.3系统运行稳定性图9为系统压差随运行时间变化趋势图……..一.…………～………一一…一'～●—_～一V一…-__一神w毫埔掬....∞..2o..o.B.瓠.∞'2.掬o.?一幕溅一系塥静姻劝图9系统压差变化图图10为系统进出水流量,系统进水压力,压差随运行时间变化趋势图.从图9,10可见,当膜通量和温度一定时,运行4个月,纳滤膜装置的进水压力和系统压差保持稳定,没有明显变化.由此可知,膜内水的流动状态很好,膜表面未受到严重污染和结垢.一∞∞∞∞Ou(],嚣目v3;『鬓2I8e^2O..水处理技术与设备?1.2l善::湖瑚象l∞∞袈铷0t.&∞蠲DLlO铷0t.∞卸0&l9铷0t.吼8铷0t.吼2B 埘锕(哭)蟹lO翘出jI蓝槛蕉嘲鼬髓魄压麓嘲孵k一羽精朔皤踟一一jIi嘲癌皇—._-落涯出=日曩图11为纳滤膜系统各段产水量随运行时间变化趋势图. .................——............^.......'kr一…一….If\厂1—.-——一一一—一一一———v一——'呵.-～一…—一段馘——一段——.j辙晦'帆图11纳滤膜系统各段产水量随运行时间变化趋势图从图11中可以看出,在进水温度一定时,纳滤膜系统进水压力不变的条件下,在运行4个月的时间段里,一,二,三段的膜通量基本保持不变,由此说明各段膜的污染程度很低.在整个运行期间,也未对膜进行任何化学清洗.由此可见,超滤系统很好地保护了纳滤系统的正常运行.3.经济效能分析影响超滤一纳滤系统制水成本的三个主要设计参数:系统回收率,膜产水通量,原水含盐量.与制水成本相关的几个因素:膜元件,制水规模,电价,换膜成本,化学药品费用,泵效率,电机效率,回收率,人员工资,处理后水质要求.2004年7月1日-2004年9月30日,系统共运行2184小时,纳滤膜系统处理水量:11648m,产水量:9851.66m,产水率:84.6%.加药量:548升.耗电:14608度.换滤芯:24根a年产水量(维护期按每年20天计算):107.09×345=36944.9m主设备折旧:纳滤系统按10万元,按10年计,年折旧费用1万元,摊入每吨水成本:10000/36944.9=0.27元附属设备折旧(纳滤膜,超滤膜更换,按三年一换):每次更换约5万元,每年1.67万元,摊入吨水成本:1.67/36944.9=0.45元耗电费用:14608×0.5/9851.66=0.74元阻垢剂消耗费用:0.41元合计每吨水制水费用:1.87元.为了进一步节省费用,考虑和原水兑水后供出的方案:系统出水硬度为50mg/L,原水硬度为450mg/L,若按3:1(原水与产品水)勾兑后,硬度约为350mg/L.则每吨水制水成本可以降为0.47元/吨.(不计原水成本及人员工资费用).4.应用实例随着科技的进步和制造成本的下降,膜处理技术已经逐步应用到饮用水处理,污水深度处理,饮料,医药,电子,汽车制造等各个领域.相对而言,在国外的应用实例较多,规模也较大.英格兰东南部的ClayLane饮用水厂是目前欧洲较大的超滤水处理系统之一,2001年4月投产,最大产水量16万mV天,水源取自8 口地下水井,经过臭氧处理和颗粒活性炭吸附过滤后进入超滤主系统,整个水厂的水回收率可保持在99.9%以上.四法国的Mery-sur-Oise水厂,采用混凝沉淀,臭氧氧化,砂滤等预处理后进入纳滤装置,产水量2800ma/d,1993年投产运行,对硬度的去除率为80%以上,对THMs,BDOC,,CODm的去除率均在90%以上,有效地提高了水质的安全稳定性.国内,天津开发区污水厂的双膜法再生水工程利用连续流微滤和反渗透双膜分离技术进行大规模污水再生回用,首期工程日产微滤膜处理出水3万吨/日,反渗透再生水1万吨/日,出水水质符合设计要求,可满足于电子工业,锅炉补给,生活杂用,绿化等从高端到低端各类用户的用水要求,将使天津开发区水资源重复利用率提高30%.圈5.结论5.1超滤一纳滤工艺纳滤膜对于饮用水的软化有着明显的效果,试验表明,NF膜可以有效去除水中的硬度,碱度,硫酸盐及硝酸盐等以及水中的微量重金属离子,同时对水中的有机物去除也有一定的效果,减少了消毒过程产生的消毒副产物.同时保持了一定量对人体有益的钙镁离子,使出水硬度保持在90mg/L左右I是符合饮用水高标准要求的饮用水.5.2超滤一纳滤工艺占地面积小,自动化程度高,易于管理和维护,系统运行长期稳定.试验期间核算后的处理成本约为1.87元/吨.若经过兑水后,则处理成本可降为0.47元/吨.(不计原水成本及人员工资费用)5.3超滤工艺对原水中分子量大或碳链长的有机物具有较好的截留效果,对纳滤系统起到了很好的保护作用.参考文献【1】杨福才,膜技术处理饮用水.中国给水排水.1997,(4):34-38 [2]李灵芝,张淑琪.纳滤膜(NF)在饮用水处理中的应用.给水排水,1997,(5):30-35【3]周柏青,全膜水处理技术,北京:中国电力出版社,2006.[4]王琳,王宝贞,纳滤一高效去除水中有机污染的新方法,污染防治技术,1999,(6):162～一164[5】李健,李富元,关代宇,等.天津开发区"双膜法"污水再生回用工程【J】.中国给水排水,2003,19(11):96—97.作者通联:O1369.3627420城镇供水№.2200829。
超滤净化及其出水不结硬垢分析
超滤UF的净化效果及其出水不结硬垢分析摘要：利用超滤对自来水进行了深度处理试验，对其去除效果进行了比较和分析，同时重点探讨了超滤出水不结硬垢的现象及其原因。
关键词：超滤；饮用水；硬垢超滤技术自20世纪60年代以来，从一种实验规模的分离手段很快发展成为重要的工业单元操作技术，已应用于食品、医药、水处理以及新兴的生物技术等领域。
超滤是在压差推动下进行的筛孔分离过程，一般能够截留500×104 u＜分子量＜100×104 u的物质。
超滤膜多数为非对称膜，由一层极薄(通常仅0.1～1 μm)而具一定孔径(大致在0.005～1 μm)的表皮和一层较厚(通常为125 μm)而具海绵状或指状结构的多孔层组成。
前者起筛分作用，后者主要起支撑作用。
1 超滤机的深度处理效果在不同的公寓里安装同一种超滤机进行了试验，其结果见表1。
对同一超滤机的进、出水进行离子和电导率检测，结果见表2。
同时，还对同一品牌的超滤机在不同城市中(以A市和B市为例)的使用效果进行了比较(见表3)。
综合上述试验结果分析如下：①超滤机对原水中的胶体和细菌去除效果较好，对胶体的去除率为100%。
②超滤机对浊度、CODMn的去除效果不太显著，对离子去除几乎无效果。
2超滤机出水的结垢状况试验原水采用北京清华大学校内自来水，采用工艺1和2进行比较(见图1)，经过两个月的连续运行，对平板膜(TS40膜)(一种超低压反渗透膜)表面材料进行了X射线能谱分析(EDX)和扫描电镜(SEM)观察。
2.1EDX分析用EDX分析方法对平板膜上结垢元素进行了定量分析，其结果见表4。
结果表明，清华大学内自来水经过超滤机处理后，去除了绝大多数胶体，同时能使膜垢中的Al、Si、Ca、Fe元素含量显著降低，使出水结垢现象大为改善。
分析认为，这是因为有胶体存在时，Al、Si、Ca、Fe元素很容易形成胶团；当经过超滤处理后，胶团被去除，这些元素即使存在也是以离子形式透过平板膜，不会在膜表面形成垢体。
超滤-反渗透处理循环冷却水外排水试验
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超滤 一 渗 透 处 理 循 环 冷 却 水 外 排 水 试验 反
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该 工 艺 对 盐 分 去 除 和 硬 度 去 除均 在 ９ ％ 以上 ， 过 效 益 核 算 ， 果 表 明 投 资 回 收 期 短 ， 期 效 益 显 著 。 ８ 通 结 长
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冷却水使用复合管式超滤膜去除硬度实验
1.实验目的
将含有钙镁离子的高硬度冷却循环水的硬度降低到厂家提供的地表水硬度水平，提供的地表水硬度大约是160mg/L（CaCO₃计），原水硬度大约680mg/L（CaCO₃计）.
2.实验工具及药品
分析天平，复合管式超滤膜设备，量筒，烧杯，玻璃棒，容量瓶，小苏打（碳酸氢纳），烧碱（氢氧化钠），PAC
3.实验步骤
将3L冷却水倒入5L大烧杯中，根据原水硬度680mg/L计算得，该水中含有钙，镁离子的浓度应该为6.8mmol/L,3L水共含有20.4mmol 的钙镁离子。
因为钙镁离子与碳酸根离子反应是以1:1 比例进行的，即CO32-+Ca2+=CaCO3↓，所以加入的碳酸氢钠和氢氧化钠浓度均应该为6.8mmol/L，3L水中应加入20.4mmol的碳酸氢钠和氢氧化钠，换算成质量则为1.71g和0.82g.加入以后搅拌，并加入PAC后混凝沉淀30分钟，进管式超滤膜过滤，得到产水。
4.结果
经过检测机构检验，出水的硬度值为133mg/L，硬度去除率达到80%，并达到厂家要求的硬度值。
5.分析及结论
根据结果得出，通过加药及管式超滤膜过滤，可以有效去除冷却水硬度，使出水达标，满足厂家要求。