化学水处理-双膜法培训资料

制水工艺超滤＋反渗透＋混床

制水指标：

水处理的预处理

预处理的目的是使原水经过初步的处理，主要是去除水中各种悬浮物、胶体，以达到后续水处理设备的进水要求。例如采用反渗透的除盐工艺预处理应做到如下要求：防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有难溶盐如CaCO3 、CaSO4、BaSO4 、SrSO4 、CaF2等沉积在膜表面上，因此要防止这些难溶盐生成。确保膜免受机械和化学损伤，以使膜具有良好的性能和足够长的使用寿命。

目前常用的预处理工艺主要有：混凝沉淀、氧化杀菌、多介质过滤、活性炭过滤或超滤、离子交换软化或加药阻垢、温度与pH 值的调节、还原剂处理、保安过滤。特殊的预处理工艺还需降低水中金属离子的含量（如铁、锰、铜等）、微生物杀菌、去除二氧化硅等。下面介绍几种常用的预处理技术。一、水的过滤处理过滤设备称为滤池或滤床，装填粒状滤料的钢制设备称为过滤器，滤层由一定厚度的滤料构成。滤料有粒状、粉状、纤维状多种，常用粒状滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、石榴石、陶瓷、塑料球等。

过滤工艺主要有过滤和反洗两个过程。目前在国常用的过滤设备是让水经过一定大小、形状的颗粒物，水中的悬浮物、胶体等杂质被这些颗粒物质截留下来，再通过反洗将颗粒上的杂质冲洗带出过滤器以恢复其工作能力。

过滤

在过滤器里，不同粒径的滤料由上到下、由大而小依次排列（当然多介质过滤器里是不

同材料的滤料，通常是石英砂、无烟煤、锰砂等）。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械截留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓的滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤。将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，降低水的浊度。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。

2) 反洗在过滤器的运行过程中，滤料表面会粘附越来越多的杂质，甚至造成滤料结成泥球。因此过滤器须定期反冲洗，恢复过滤器之功能。反冲洗对过滤运行至关重要，如果反冲洗强度较弱或者冲洗时间不够，滤层中的污泥得不到及时清除，当污泥积累较多时，滤料和污泥粘结在一起变成泥球，过滤过程严重恶化；如果反洗强度过大或历时太长，则细小滤料流失，甚至底部卵石错动而引起漏滤料现象，而且耗水量大。较理想的反冲洗操作应该有效、经济且不会产生故障。反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短，要在运行中根据实践经验制定。

反冲洗流速一般要高于运行流速，该值需要通过观察反冲效果调速。过滤器运行较长时间时，会有部分滤料被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1 年）检查，必要时补充或更换滤料。影响过滤的因素影响过滤的因素很多。对于粒状滤料的滤池来说，主要是滤速、滤料及滤层的影响。

过滤设备主要是通过滤料来截留水中的杂质，因而滤料的性能对过滤效果起决定性作用，滤料的主要性能与过滤效果的关系如下：1) 滤料粒度滤料的粒径太大，细小悬浮物容易穿透滤层，出水水质差；粒径太小，杂质的穿透能力

差，滤层中的污泥局部集中，滤层堵塞快，水流阻力大，过滤能耗高，过滤周期短，所以滤料的粒径必须合适，过大过小均不好。同时滤料的不均匀性对设备的清洗也有影响，因为滤料颗粒差别太大会使反冲洗操作发生困难，如为使冲洗

流速达到粗大颗粒松动时，细小滤料可能被水流带出过滤设备而流失。反之，若保证细滤料不流失，必须降低冲洗流速，这时粗大滤料又流动不起来，冲洗效果差。

2) 滤层厚度

滤层的厚度过低，水中杂质容易穿透滤层，反冲洗周期短，操作复杂，如果滤层厚度过高，会造成过滤设备体积庞大，投资高，同时反冲洗比较困难，所填滤层的高度也不是越高越好。3) 滤层的空隙率滤层的孔隙是水流通道，又是贮泥空间，过大的孔隙率，悬浮杂质易穿透；过小的孔隙率，则贮泥空间小，过滤周期短，水流阻力大。4) 滤料的排列方式滤层根据滤料装填种类的数量分为单层过滤器、双层过滤器、多层过滤器，单层滤料过滤器在水流反冲洗、水力分级以后，粒径小的滤料在上层，越往下层粒径越大。因此由上而下滤层的截污能力逐渐减弱，水流自上而下在滤层孔隙间流动过程中，杂质首先接触到的是上层的细滤料。由于下层滤料比上层要粗，其截留能力不及上层，会造成污泥绝大部分堆积在上层，导致局部阻力增长过快，所以其出水水质差，过滤周期短。双层滤料过滤器或多层过滤器中的滤料层是密度小颗粒大的在上，密度大颗料小的在下，这种滤床经水力反冲洗分层后，密度大的细滤料在底层，密度小的粗料在上层，滤料沿程从粗到细，截污能力沿程渐增，因而实现了整层滤料截污能力与残留杂质除去难度的佳匹配。这种滤床性能优越，截污容量大，过滤周期长，出水水质好，水头损失增长速度慢，但在实际应用中滤料的层数不是越多越好，层数太多一是设备投资大，二是增加反洗的难度，因而需要经济与技术的合理搭配。(iii) 过滤设备1) 过滤器过滤器由进水管、出水管、筒体、滤层、阀门和进出水压力表等组成。

细砂过滤器为6-8 m/h，单层机械过滤器为8-10m/h，双层过滤器为10-14 m/h。 反洗反洗相关条件如下滤层冲洗强度（L/ m2。S）膨胀率冲洗时间(min) 细砂10-12 40% 5-7 单层12-15 ~45% 5-7 双层13-16 ~50% 6-8 气水联合反洗气水联合反洗时，颗粒相互冲撞和磨擦的作用强烈，因而反洗效率高。气洗强度一般为10-25 L/ m2.S，水反冲洗强度一般为10-16 L/ m2.S。

3) 滤料

常用的滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、锰砂，滤料的主要特性有：有效粒径、不均匀

系数、球形度、滤料密度、滤料强度、床层孔隙率、化学稳定性

过滤器一般有进水阀、产水阀、反洗进水阀、反洗排水阀、正洗排水阀、压缩空气进气阀、排气阀共7 个阀门。