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中水回用中超滤膜预处理技术的中试研究的开题报
告
题目：中水回用中超滤膜预处理技术的中试研究
摘要：
本研究旨在对中超滤膜预处理技术在中水回用中的应用进行中试研究，探究中超滤膜在中水回用中的预处理效果和影响因素，为更好地推
广该技术提供科学依据。
研究内容：
1. 中超滤膜预处理技术的概述，包括原理、应用场景、技术特点等
方面。
2. 对中超滤膜在中水回用中的预处理效果进行研究，分析其对COD、NH3-N、TP等水质指标的去除效率，并进行对比分析。
3. 探究中超滤膜预处理技术的影响因素，包括操作条件、水质特性、滤膜性能等因素，分析其对预处理效果的影响。
4. 构建中超滤膜预处理技术在中水回用中的工程应用模型，为实际
应用提供支持和指导。
研究意义：
中超滤膜预处理技术在中水回用中具有广阔的应用前景，但目前相
关研究还较少。
本研究旨在深入探究该技术在中水回用中的应用效果和
影响因素，为进一步推广该技术提供科学依据和工程应用模型，对环境
保护和卫生健康具有重要意义。
关键词：
中超滤膜；预处理；中水回用；工程应用模型。
双膜法中水回用的运用实践印染废水量大且难处理，双膜法在印染废水生化处理后深度处理中用物理过滤方式运行稳定，能耗低，回收率高，对浊度、COD、色度去除率高，脱盐率高，回用水指标完全可以达到生产工艺用水和循环用水需求，在印染厂内运用广泛。
标签：砂滤；超滤；反渗透；设备清洗；常见问题；处理方法在水资源紧缺的时代背景下，随着国家工业化和城市化发展，如何提高用水的效率和保护环境生态就显得尤为重要，而膜法水处理技术从20世纪中叶发展到现在，以它出水稳定、无二次污染的优秀的性能，已经成为水处理技术的主角得到广泛的应用，目前常见的的膜分离主要包括微滤、超滤、纳滤、电渗析、反渗透等，利用其不同的孔径大小进行选择性分离的过程，并且这种过程是一种物理过程。
膜的材料也可以分为无机膜和有机膜，按结构形式也可分为管型、平板型、螺旋型、中空纤维型等。
在每年的工业生产污水排放量中，印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80～90%成为废水。
纺织印染废水具有水量大、水质变化大、碱性大、有机污染物含量高等特点，废水中含有助剂、油劑、酸碱、染料、浆料、纤维杂质、砂类物质、无机盐等，属难处理的工业废水之一。
印染废水中水回用工艺主要有生化处理工艺+砂滤+超滤+反渗透，生化处理工艺+MBR+反渗透，生化处理工艺是利用生物的新陈代谢过程，加入人工干预，给微生物创造有利的生存繁殖条件，使之大量繁殖，利用其高效的氧化分解能力来分解废水中的有机物，使废水得到净化的处理工艺。
、砂滤器乃是集过滤及吸附两种作用复合的过滤系统，去除水中粒径大于50um的胶体、颗粒、有机物等，一般均使用于预处理，以确保后处理系统的安全及稳定性。
超滤（ULTRAFILTRATION，简称UF）是一种固液分离过程，以空心纤维过滤膜滤除非溶解性固体的装置。
超过滤系统，其分子量滤除点（Molecular Weight Cut-off）在100，000左右，专设计用于前处理中去除原水中的微粒、细菌或悬浮物等，降低原水的浊度值。
超滤和反渗透技术在电厂中水回用中的应用作者：赵金举来源：《商情》2011年第04期【摘要】对发电厂的中水回用技术方案进行综合比较,为最终方案的确定提供理论依据。
【关键词】超滤反渗透中水回用中水主要是指城市污水或生产生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水。
由于我国人均淡水资源严重匮乏，中水回用水处理工艺具有广阔的应用前景，同时也非常紧迫。
城市污水和生活污水的回用随着《中华人民共和国水污染防治法》的颁布，而逐步得以实现，而生产过程中的中水回用由于一些技术上的原因目前实际应用的很少。
笔者所列举的这个工程的实例希望对中水回用水处理技术的推广提供一些参考价值。
1 基本情况某厂的中水主要是指循环冷却水的排污水，该排污水是由原水（深井水）经2倍浓缩后形成的，主要水质指标见表1。
该厂为了降低水耗，决定采用循环水系统排污水作为生产脱盐水的原水，并就其进行了工程方案论证。
（1）设计规模。
循环水最大排污水量500m3/H。
一级除盐水设计能力250m3/h，二级除盐水设计能力220m3/h。
（2）產水水质指标：电导率≤0.3us/cm；SiO2≤0.02mg/L。
（3）方案选择。
方案一：循环水排污水→多介质过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透→脱碳塔→中间水箱→阳床→阴床→混床→除盐水箱→除盐水泵→电厂除氧器；方案二：循环水排污水→多介质过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透→二级反渗透→脱碳塔→混床→除盐水箱→除盐水泵→电厂除氧器。
经过反复论证，该厂技术人员认为循环水排污水经一级反渗透处理后，含盐质量浓度依然较高（约300-400mg/L），这时如果采用离子交换工艺，酸碱的消耗量依然较大，体现不出反渗透技术节约运行费用、减少环境污染的优势。
经过技术经济比较，采用方案二比采用方案一每吨水的成本节约0.58元（按超滤膜运行5a，一级反渗透膜运行3a二级反渗透膜运行5a计算），所以选择方案二的水处理工艺。
超滤+反渗透在纺织染整废水回用中的应用超滤（ultrafiltration，UF）技术是介于微滤和纳滤之间的一种膜分离技术，平均孔径为3～100nm，具有净化、分离、浓缩溶液等功能。
其截留机理主要包括膜的筛分作用和静电作用，过滤介质为超滤膜，在两侧压力差的驱动下，只有低分子量溶质和水能够通过超滤膜，从而达到净化、分离、浓缩的目的[1]。
超滤膜技术应用范围广泛，最早使用的超滤膜是天然的动物脏器薄膜，最初的超滤一直作为一项实验工作而没有得到发展，直到20世纪70年代，超滤技术才进入工业应用的快速发展阶段。
目前，超滤膜材料已从醋酸纤维素（CA）扩大到聚苯乙烯（PS）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）和尼龙（PA）等，截留分子量从103发展至106[2]。
由于超滤具有设备简单、占地面积小、相态不变、操作压力低、材料要求低、设备简单等特点，其应用范围也从研究领域迅速延伸至实际应用领域，如电子、医药、电泳漆、饮料、食品化工、医疗和废水处理及回收利用等。
标签：超滤+反渗透；纺织印染；废水回用应用一、水处理1.饮用水处理随着经济社会的发展，水环境污染加剧，水源水质恶化，水中的污染物尤其是有机污染物越来越多。
而传统的饮用水处理方法仅对一般的有机污染物起作用，对“两虫”、藻类的去除效果不佳，且消毒容易产生副产物。
新一代饮用水净化工艺应在提高处理效率、优化效果的同时，强调过程中无毒害物产生，能够提高资源和能源利用率，减轻污染负荷，改善环境质量。
超滤技术能满足新一代饮用水净化工艺要求，去除饮用水中的“两虫”、病毒、细菌、藻类、水生生物，保障饮用水的安全性，目前已广泛应用于美国、日本等发达国家的城市水厂。
超滤膜可截留水中绝大部分悬浮物、胶体，但无法去除溶解性小分子物质，阻碍超滤技术在饮用水处理中的应用。
目前，国内外诸多学者研究发现，粉末活性炭（PAC）+超滤联用系统可将溶解的小分子污染物质转变为颗粒状态，从而被超滤工艺去除。
1一、中水回用系统工艺流程图二、工程系统简介该中水回用及深度处理系统由超滤系统（UF）及双级反渗透（RO）两部分组成，其中：超滤系统采用并联式八组（每组由30支增强型中空纤维超滤膜组成）运行，反渗透采用两级共五段式运行。
生化系统出水根据现场原有建、构筑物利旧，采用臭氧杀菌系统，经过细网过滤、紫外杀菌装置、布袋式精密过滤器后进入超滤系统。
超滤的产水分为两部分：一部分拟为车间纸机回用水；另一部分作为一级反渗透的供水，一级反渗透的出水经过二级反渗透过滤后，直接进入热电厂水处理车间进行脱碳处理后作为锅炉用水。
超滤系统及反渗透系统设备全部PLC自动控制运行。
*附：设计处理水量为超滤产水5000 m3/d，双级反渗透产水2000 m3/d。
进出水的水质指标如下：三、运行情况系统自一月初开始运行，除中间根据运行情况进行部分工艺设备的改进和调度外，一直处于运行状态。
水处理车间对前后的工艺对接也做了适当调整，并连接进出水管道、安装总电表、总水表、供水泵、对进出水管道进行保温处理等工作。
跟踪检测数据为累计运行48小时的运行情况：1、二级反渗透产水为1930m3 ，2、耗电：4845kwh，3、投加PH调剂（NaOH）：40kg，四、运行分析1、超滤产水为210-230 m3 /h，折算为5000-5500吨/天，产水率为75%。
运行期间，由于水量波动较大，导致生化系统进出水水质波动较大，超滤系统产水率较低。
2、反渗透一级产水率为77%，3、反渗透二级产水率为82%，折算为1950吨/天。
4、超滤产水可稳定供生产公司165吨/小时。
5、二级RO产水可稳定供热电厂80吨/小时。
6、反渗透出水水质：7、运行成本分析：2、系统累计运行24小时总产水4570t：其中双级反渗透产水1930t，超滤产水2640t。
8、保养成本分析a：根据超滤膜的运行情况，超滤系统需投加NaClO清洗。
投加量45Kg/次成本：74.7元/次b：若超滤系统停机超过3天，超滤膜需投加保护液（甲醛）。
超滤和反渗透技术在电厂中水回用中的应用余冬贞【摘要】为将中水回用于电厂生产,做到节约用水、节能降耗,提出预处理+机械过滤+超滤+反渗透技术的工艺设计方案,选用PLC为控制器,组态王为上位机监控软件的自动控制技术,实现电厂中水回用系统优化控制.实际运行结果表明,该方法能有效去除中水中污染物,对COD、悬浮物、氨氮、氯离子、总硬度、电导率去除率分别达到97.96%、99.36%、98.8%、99.39%、97.42%、99.56%,控制系统运行稳定,出水水质优良,满足设计要求.%In order to reuse reclaimed water for power plant production,implement water saving,energy saving,and cost reducing,a process design scheme of pretreatment+mechanical filtration+ultra-filtration+reverse osmosis tech-nology has been proposed,using PLC as its controller,and its Kingview as the automatic control technique of PC monitoring software,so as to achieve the optimization and control of the reclaimed water reuse. The actual operation results show that this method can effectively remove pollutants from reclaimed water. The removing rates of COD , suspendedsolids,ammonia nitrogen,chlorine ion,total hardness,and electrical conductivity can reach 97.96%, 99.36%,98.8%,99.39%,97.42%,and99.56%,respectively. In short,the control system is stable,and the effluent water quality is excellent,meeting the designed requirements.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)011【总页数】5页(P101-105)【关键词】PLC;电厂;中水回用;超滤;反渗透【作者】余冬贞【作者单位】新疆建设职业技术学院设备工程学院,新疆乌鲁木齐830054【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8中水回用是将生活污水或者工业污水再处理，用于灌溉、绿化、工业循环再利用等，可以缓解城市和工业用水的紧张局面，具有提高经济效益和减少环境污染的作用，并可以最大限度地节约用水，为此得到各国政府的高度重视。
19双膜法中水回用工艺一般由前期预处理、超滤膜分离及反渗透膜分离工艺构成。
其中超滤膜分离单元处于整个工艺的中心，是后端反渗透膜进水的最重要保护单元。
超滤膜分离单元的运行稳定性及出水水质将严重影响后端反渗透膜及整个中水回用工艺的处理效率。
因此，对于双膜法工艺中超滤膜的优化研究，对于双膜法中水回用工艺的推广应用具有重要现实意义。
膜污染问题是制约超滤膜稳定运行的关键因素。
膜污染来自于水中无机颗粒、胶体、微生物等在膜表面及膜孔内部的堆积与堵塞，导致产水效率显著降低。
为控制超滤膜的污染问题，目前学界的研究重点方向是对于超滤膜表面化学性能的优化。
大量的研究表明亲水（强电负性）膜表面，实验室条件下可有效控制来自于蛋白质、胶体等引起的有机膜污染。
但由于真实水体成分复杂，亲水性膜在实际使用中耐污染效果有限。
另外由于生产亲水改性膜成本较高且亲水性会随运行时间下降（甚至永久丧失），亲水改性优化超滤膜因其经济效益不高，难以实际应用。
因此，寻找实际应用中切实可行的超滤膜优化方法，正逐渐成为行业关注点。
本文中，我们通过制备不同孔隙大小的聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜，将它们应用到双水膜法中水回用工艺中，探明超滤膜孔隙结构对该工艺中超滤产水稳定性及产生水质的影响，寻找双膜法工艺中具有可推广性的有效的超滤膜结构的优化方法。
一、材料与方法1.材料聚偏氟乙烯（P V D F ，6010），苏威特种塑料公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVPk88-96），阿拉丁试剂有限公司；二甲基乙酰胺（DMAC），上海凌峰化学凌峰化学试剂有限公司；正辛醇，国药集团化学试剂有限公司；去离子水，南京工业大学。
2.超滤膜的制备按照一定的配方将PVDF和 PVP溶于80 °CDMAC溶液中。
充分搅拌溶解24h得到均匀铸膜液后，将铸膜液静置24h待用 。
铸膜液由计量泵双膜法中水回用工艺中超滤膜孔隙结构的优化吴兴华１ 程 翼２ １．南京膜材料产业技术研究院有限公司；２．南京久盈膜科技有限公司【摘 要】本文利用相转换法制备了2种不同表面孔隙结构的聚偏二氟乙烯中空纤维超滤膜，并应用到实际的双膜法中水回用工程中。
超滤膜在中水回用中的应用摘要：现阶段，由于水资源的极度缺乏，国家越来越严格的把控洁净水资源，城市中水作为稳定的水资源而备受重视，也被各个电厂与用水大户广泛使用。
超滤膜作为一种与以往不同的水处理技术，其适用的范围较为广泛，产水稳定安全、操作便捷简单，以其自身的各项优势在水处理行业占据至关重要的地位。
笔者以超滤膜工艺技术超滤膜的优缺点为切入点，着重阐述了超滤膜在中水回用中的应用。
关键词：超滤膜；中水回用；应用前言：中水指的是污水经过处理符合水质要求后，可以在一定范围内重复使用处理后的水。
我国水资源较为缺乏，在国家提倡节能减排的大形势之下，各大用水大户使用水量具有了局限性。
中水由于处理方法简单方便以及水质量趋于稳定的优势，成为了电厂等用水大户的主要资源。
这在一定程度上促使废水资源化技术不断发展与完善，而废水资源化技术的发展也带动了超滤膜在我国水处理行业的普及与推广。
现阶段，超滤膜在我国应用领域逐步增加，技术也在不断发展。
但是由于中水中含有大量的污染物质与有机物质，容易促使超滤膜污染严重而对其作用与寿命产生影响，也同时也给超滤膜的应用提出了更为严格的挑战。
一、超滤膜工艺技术超滤膜技术是一种优于传统过滤技术的过滤方式，超滤膜的技术是利用细小的膜孔，通过对原水施加一个压力，推动原水透过超滤膜，由于超滤膜的膜孔径非常小，杂质无法通过，所以杂质和微生物也就被过滤掉的，超滤膜可以有效的去除对藻类、细菌、病毒和水生生物从而达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。
超滤膜制造时所用的技术非常重要，超滤膜制造完成后是否能达到预期尺寸和窄分布微孔，超滤膜的膜孔的控制因素较多，如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同就有可能得不同的孔径及孔径分布的超滤膜。
超滤膜一般为高分子分离膜，制造超滤膜所用的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。
超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式，广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。
超滤技术在中水回用中的应用一、北京二七机车厂中水回用工程概况北京二七机车厂主要从事铁路内燃机车台车制造和大修理，生产耗水量较大。
1999年以来，厂年生产用水量为160万m3，年工业废水排放量约110万m3。
工厂生产用水水费已达到3．2元／m 3，工厂年水费支出达500万元。
节约用水、提高水的重复利用率，不仅能降低企业生产新鲜用水耗量，缓解缺水矛盾，减少环境污染，还能为企业创造显著的经济效益和社会效益。
中水回用工程于2002年年初开始施工，工程建成后，工厂总口污水排放量从目前3000m3／d减少至1500m3／d，年减少污水排放量近50万m3，减少污染物排放量SS 25t，COD 25t，石油类5t。
工厂年自来水用量下降到约100万ITl ，内燃机车台车制造用水量低于1万m3，在北京水资源紧缺的情况下，具有重要的社会和环境效益。
本工程中水处理规模大，技术水平高，其成功运营将对我国工业废水资源化采用先进的水处理技术起到示范带头作用，同时对工厂环保产业的发展创造美好的前景。
二、相关水质指标的确定北京二七机车厂的废水来自全厂的机械杂质清洗水、冷却水、含油废水、润滑切削液、冲洗扫除水和厂区的办公、食堂等单位的生活污水。
总口综合污水水质为：pH值6．5～8．5；悬浮物SS 200～300mg ／L；化学耗氧量CODcrl50～200rag／L；石油类20～30mg／L。
水质特点属于含油生产废水。
为节约新鲜用水，工厂计划在厂区绿化、景观、车间扫除、车辆冲洗、办公楼厕所冲洗、动力锅炉房除尘和冲炉渣、堆煤场洒水等生产生活中采用达到CJ25．1～89《生活杂用水质标准》的中水(以下简称“杂用中水”)，主要水质指标为：pH值6．5～9；悬浮物SS≤5mg／L；BODs≤lOmg／L；CODcr~50mg／L；石油类≤5mg／L；总溶解固体TDS≤1000mg／L；总大肠菌群≤3个／L。
工厂动力锅炉房锅炉补水量较大，锅炉补水水质标准要求较高，目前锅炉补水以自来水为原水，在锅炉房内再经相应的“脱氧和离子交换软化”等处理工序达到锅炉补水水质要求。
