中空纤维超滤膜在水处理应用中的工艺

科技成果——浸没式（SMF）膜过滤水处理技术

技术开发单位

天津膜天膜科技股份有限公司

适用范围

主要应用在饮用水处理、中水回用、海水淡化等领域。

成果简介

浸没式膜过滤（SMF）工艺是一种新型膜技术。是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺。它使用开放式中空纤维膜组件，将膜直接置于充满待处理水的膜池之中，通过泵的负压抽吸和大气压力，使水透过膜表面，从中空纤维膜内侧抽出，达到过滤净化的目的。结合RO技术，可达到中水回用的用途。

关键技术

高性能抗污染膜材料及组件、膜运行工艺和独特的清洗技术、成套装备及控制系统的标准化、模块化 专利获奖情况

已授权专利3项：ZL201310167639.4、ZL201220412161.8、ZL201330349902.2。

获得国家技术发明二等奖、中国纺织工业协会科学技术一等奖、2014年度中华全国工商业联合会科学技术一等奖。

典型规模

津沽再生水厂70000吨/天

应用情况

目前我公司的浸没式膜产品已在饮用水净化及生活污水深度处理回用等领域得到了广泛应用，累计规模超过50万吨/天。

已建成北塘再生水厂、张贵庄再生水厂、纪庄子再生水厂、山东泰安三合水厂等大型水处理工程。

项目名称 水量 工程日期

津沽再生水厂 70000吨/天 2014年

北塘再生水厂 60000吨/天 2012年

张贵庄再生水厂 35000吨/天 2013年

纪庄子再生水厂 55000吨/天 2009年

山东泰安自来水厂提标改造 120000吨/天 2014年

天津中新生态城污水厂 30000吨/天 2016年

投资情况

总投资2600万元（以6万吨/天规模为例），其中设备投资1600万元，运行费用0.04-0.06元/吨，膜组件寿命5年 经济效益分析

该技术纯水通量大于1000L/（m2•h•0.1MPa•25℃），膜丝抗拉伸强度大于8N，平均孔径在0.01-0.05μm之间，断裂伸长率大于100%；膜组件单位处理水量投资成本比目前国外同类产品低20%以上，运行能耗比现状低20%以上，膜寿命不少于5年。2013年该技术收入将达到15000万元，近三年累计收入为32850万元，预计未来三年技术收入增长率将达到30%。

中空纤维超滤膜系统运行方法介绍

一、 超滤膜的启用

1、排空残液

打开膜组件下部的阀门和最低位管道阀门，直到组件和管道内的保存液从膜管和管道内全部排出，然后关闭阀门。

2、净水冲洗

在化学清洗箱内注入适量净化水，关闭超滤器进口阀门和回流阀门，将排空阀门打开2/3，排空。打开滤出液排放阀门，再将回流出口阀门打开2/3，启动水泵，缓慢打开超滤进口阀门，调整超滤进口压力至0.05-0.1MPa，在此压力下冲洗15-30分钟，关闭水泵时，先缓慢关闭超滤进口阀门，再关泵。

3、中空纤维超滤膜碱液清洗

配制0.1N NaOH，倒入料桶内，关闭超滤进口阀门和出口排空阀门，将回流阀门打开2/3，打开滤出液通往料桶的阀门，关闭出口。启动水泵，缓慢打开进口阀门，调整进口压力至0.1Mpa左右。在此压力下循环清洗30分钟，关闭水泵时，先缓慢关闭进口阀门，再关机。

4、 再用净水或纯水冲洗3次,直至洗脱到PH=7。

二、 超滤膜装置的运行

1、料液的预处理

1)料液超滤前必须先用10-50微米预过滤处理。

2)料液的酸度一般应在PH 2--13的范围内。

3)料液温度一般应低于35℃，使用过程中应低于45℃。

2、将经过预处理的料液放入料桶

3、料液超滤运行操作：关闭超滤膜进口阀门和排空气阀门，将回流阀门打开2/3状态，全开透过液通往料液桶的阀门，关闭透过液出口阀门。启动水泵，缓慢开启超滤进口阀门，调整进口与回流使进膜压力到0.1MP左右。关闭水泵时，应全开回流阀门1-5分钟，然后缓慢关闭超滤进口阀门，再关泵。

4、除水处理用外，料液超滤处理后必须当天清洗并纯水保养。

三、超滤的清洗

按第一步1-4的步骤进行。

四、滤膜的保养

较长时间停止使用时，滤膜用0.1N碱清洗后，再用纯水清洗2-3次，然后用0.5%亚硫酸氢钠溶液循环后密封保存。

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超滤膜在饮用水处理中的工艺分析

作者：吴松林

来源：《科技创新导报》2011年第03期

摘 要:随着全球经济的发展和城市化进程的加快,饮用水水源的污染同趋严重。而对污染物研究的深入以及饮用水水质标准的加强,饮用水中影响健康的潜在问题越来越让人们重视。膜分离技术被认为是“二十一世纪的水处理技术”,超滤被认为可能替代传统给水处理工艺的最佳选择。本文对超滤膜在饮用水处理中的工艺进行了分析。

关键词:超滤膜饮用水处理

中图分类号:R123 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(c)-0053-02

水是地球上一切生命赖以生存、人类生活和生产活动不可缺少的重要物质,是不可替代的重要自然资源[1]。随着我国工业、农业和城市建设的迅速发展,对淡水的需求量急剧增加,而由于污染造成的水质性缺水更加剧了水的供需矛盾。水已成为制约21世纪中国社会经济持续发展的重要因素[2]。近20年来,虽然我国污水的处理率在不断提高,但我国污水的年排放量仍在大幅度增加。由于大量生产和生活废弃物未经处理排入各种水体,造成水体污染,特别是日益突出的富营养化问题已经成为当今水环境管理中全社会关注的热点、难点。面对日益严峻的水污染形势,如何保护水源水质,解决城市集中式供水水源地的水质安全问题已成为事关国家安全的重大问题,也是摆在政府和科研工作者面前的一个严峻挑战。因此,除了加强污染治理外,开发和推广各种实用水处理技术、消除或减少污染,改善水质就成了当今社会的一项紧迫任务。给水和排水处理应该像人身上的动脉和静脉循环血液那样,建立起健康的水循环体系,才能拯救水资源,解决水危机。

水处理技术很多,膜技术就是其中一种极具潜力的新型技术。

1 膜分离技术

膜是两相之间的选择性屏障。直观地讲,它是一种高分子材料,通过压差的作用将料液进行选择性分离的一种薄膜[3]。通过它进行的分离过程称作膜分离。膜可以是具有渗透性的,也可是具有半渗透性的,但不能是完全不透过的。膜可以存于两流体之间也可以附着于支撑体或载体的微孔隙上,膜的厚度应比表面积小得多。膜分离是以选择性透过膜为分离介质,在两侧加以某种推动力时,原料侧组分选择性地透过膜,从而达到分离或提纯的目的。

超滤膜技术在电厂化学水处理工艺中的应用

【摘 要】：超滤膜的典型孔径在0.001~0.1μm范围内，对于水中悬浮物、胶体和微生物具有很高的去除率，与传统工艺相比，能够显著提高产水水质。本文结合超滤膜技术在尼日利亚欧莫托修4x9e单循环燃机电站中作为预处理技术的应用，分析了超滤膜对于原水中的微生物、铁胶体的去除能力，阐述了该技术的优越性。

【关键词】：电厂化水处理 膜技术 超滤 预处理

1. 工程概况

尼日利亚欧莫托修4x9e单循环燃机电站工程新建4台125mw单循环燃气轮机发电机组，燃气轮机采用pg9171e型燃气轮机，每台机组在iso工况下保证出力为128mw。

1.1 工程用水水质

水源为河水，其主要水质指标见表1。

表1 水质分析表

1.2 化水处理系统

该工程化学水处理系统主要供给燃气轮机压气机清洗用水、水浴炉用水和辅机闭式冷却水系统的补充水，用水示意图见图1，其用水水质要求如下：

含盐量：5 mg/l

碱金属及其他热腐蚀金属： 0. 5 mg/l

ph： 6.5~7.5

1.2.1 化水处理系统工艺选用

从表1可知，水中的铁离子含量超标。铁、锰和铜等过渡金属有时会成为氧化反应的催化剂，它们会加快膜的氧化和衰老，故一般应尽量除去这些物质。胶态铁锰（如氢氧化铁和氧化锰）还可引起膜的堵塞。铁的允许浓度随ph值和溶解氧量而有所不同，通常为0.1~0.05mg/l。

对于此类高铁、锰离子的原水，传统工艺通常采用措施是：曝气原水，使铁生成fe(oh)3沉淀，然后利用接触氧化过滤法去除；再加nahso3去除溶解氧，以阻止铁锰氧化，使其保持溶解状态。但此方法存在如下缺陷：

设备数量多，占地面积大，一次投资额较大；

增加了曝气风机，运行过程中需要不间断的耗电，运行成本高；