超滤关键技术专项方案.doc

540m3/h超 滤 系 统

方 案 书

在本方案设计共涉及4套超滤系统，每套装置净产水量为121.5m3/hr，进水量为135m3/hr；设计回收率为90%；设计温度15ºC，设计平均通量为52.9 L/m2/hr，每套装置使用50支膜组件，共需200支SFP2860 DOWTM UF膜组件。
本方案为初步方案，仅供您参照。

技 术 部 分
一 设计基本
1.1 进水水质
原水水源为都市污水解决厂排放水，春冬季水质如下：
项目
单位
检测最低
检测最高
天化院数据
PH

6.9
8
6.9
电导率
us/cm
2500
3900
3322
总硬度
mg/l
1100
1300
1058.77
钙
mg/l
730
1000
633.28
总碱度
mg/l
100
150
130.13
氯离子
mg/l
800
1300
1287.42
COD
mg/l
12
80
11.86
总铁
mg/l
0.1
1.28
1.28
总磷
mg/l
未检出
未检出
未检出
钠离子
mg/l
547
547
547
亚铁离子
mg/l
0.26
0.26
0.26
锰离子
mg/l
0.83
0.83
0.83
硫酸根离子
mg/l
599.7
599.7
599.7
磷酸根离子
mg/l
未检出
未检出
未检出
氨氮(以N计)
mg/l
5.1
15.67
15.67
悬浮物
mg/l
13
13
13

注：依照客户规定，本方案按“检测最高”数据为基本设计。
请保证进水水质满足DOWTM UF膜组件进水规定。
超滤进水温度建议不超过40ºC，持续运营温度建议不超过35ºC。

1.2 产水水质

产水SDI15
≤3
产水浊度
≤ 1 NTU

1.3 设计系统容量
系统出口
设计值
超滤出口
486m3/h

1.4 公用条件

设计值
1. 原水
[温度：10-30℃，压力Max 3 bar]
15℃
正常流量
540m3/h

2. 电耗

[380V，3ph，50Hz]
(或依照客户规定设计)

3. 压缩空气

at 0.7MPa [仪表用干燥无油空气]
38 l/min
at 0.1MPa [气擦洗用无油空气]
500 Nm3/h

4. 化学药物

HCl
30%
NaOH
30%
NaOCl
10%

1.5 工艺流程
依照客户提供水源水质信息，推荐如下解决工艺流程，供客户参照，最后解决工艺须由客户拟定。
推荐水解决系统工艺流程如下：
氧化剂
　　 ↓
预解决（混凝沉淀）→原水箱→ 原水泵→ 自清洗过滤器→ 超滤装置→反渗入装置
预解决： 由于原水COD，总铁，氨氮，悬浮物含量较高，会对超滤及反渗入装置运营产生不利影响，建议采用混凝沉淀工艺以减少其含量。同步原水硬度过高会影响后续反渗入装置，建议采用离子互换或石灰软化等工艺减少硬度，详细规定请征询反渗入设备制造厂家。
氧化剂：推荐在原水中投加氧化剂以去除水中有机物并控制微生物繁殖。
自清洗过滤器(100-200 µm)：推荐在超滤前设立自清洗过滤器来截留较大颗粒悬浮物、胶体等，起到保护超滤膜作用。
注：
该方案是以客户提供原水水质为基本进行设计。请保证在任何时期内，上述原水水质每一项均保持在最大值如下；如水质有变动，请及时征询陶氏水解决事业部，并视详细状况决定与否对设计方案进行相应修改。

二 设计某些
2.1 设计膜组件规格阐明
膜组件型号
SFP2860
膜形式
外压式中空纤维膜
公称膜孔径
0.03μm
膜内/外径
0.7/1.3 mm
膜材质
H-PVDF
壳体材料
UPVC
膜组件直径
8 inch
膜组件长度
60 inch
膜面积，m2
51

2.2 系统设计和运营参数
设计总进水流量
540 m3/hr
设计通量
52.9 l/m2/hr
设计回收率
90 %
设计膜组件总数量（DOWTM SFP-2860）
200
装置数量
4
单套装置膜组件数量
50
反洗用水量（单套装置）
13.5 m3/hr
净产水流量（单套装置）
121.5 m3/hr
运营方式
死端过滤
正常运营进水压力
3 bar
容许最大进水压力
6 bar
反洗频率
30min
分散洗（碱洗）频率
10 hr
分散洗（酸洗）频率
12hr
化学清洗频率
30 days
正常反洗压力
1.5-2.0 bar
最大反洗压力
2.5 bar
气擦洗进气量（单套装置）
500 Nm3/hr
正常气擦洗压力
1.0 bar
最大跨膜压差
2.1bar
PH范畴
2-11
(短时化学清洗：PH＝1-12)
工作水温
5-40℃

2.3 过程设计条件：
反洗频率
每隔20-60分钟一次（视详细水源或实验定）
反洗时间
每次0.5-4分钟
最大反洗压力
2.5bar
反洗透水速率
100-150 l/m2.h
反洗建议加药量
10-15ppm（有效氯计）
加药药剂
NaOCl
正洗流量
1.8m3/h～2.6m3/h
正洗时间
每次20-30秒
气擦洗条件
增长气擦洗频率
依实际状况定
组件最大进气压力
2.5bar
单支组件进气量
5～12 Nm3/h.支
气擦洗进口压力
≤1.0MPa
气源
无油干净压缩空气
化学分散清洗
清洗频率
建议至少按24小时1次，普通依照实验成果拟定
分散化学清洗时间
5-10分钟（视实际水源拟定）
化学清洗药剂
酸洗：0.2﹪HCl（视实际水源状况可恰当增减）
碱洗：0.05﹪NaOH＋0.1% NaOCl（视实际水源状况可恰当增减）
化学清洗
清洗频率
跨膜压差比初始运营压力上升了1.0bar（相似温度下），或者K值下降了25%-35%左右，且通过上述常规反洗环节重复多次或化学分散洗后不能恢复到抱负效果时
化学清洗时间
60-90分钟（污染严重时可恰当延长）
清洗药剂
酸洗：1-2%柠檬酸、或1-2%草酸或0.4%HCl
碱洗：0.1%NaOH+0.2%NaOCl（有效氯计）
清洗流量
1.5 m3/h·每支组件

清洗液温度
10～40℃（较高温度利于提高清洗效率）
酸洗推荐温度：35～40℃（更高温度也许导致膜不可逆损伤，或者导致泄露现象）
碱洗推荐温度：30～35℃（更高温度也许导致膜不可逆损伤，或者导致泄露现象）

2.4 膜组件外形及接口尺寸

三 工艺描述
DOWTM UF系统通过一种专用可编程序逻辑控制器（PLC）来实现全自动控制，PLC与各个设备如阀门、加药装置等相联动，并协调所有工艺单元运营。
使用适当进水泵将原水输送至系统进水口，进水压力普通在3 Bar，最大容许跨膜压差是2.1 Bar。
为了最大限度提高产水效率，需要周期性使用超滤产水或者同等水质水对系统进行反洗。超滤产水在反洗泵作用下反方向透过超滤膜丝，然后被排出系统。在反洗之前先进行气擦洗，可以获得更好得清洗效果。无油压缩空气在膜丝外表面起泡，引起膜丝激烈振动，使粘附在膜丝表面颗粒物得以松动，有助于在随后水反洗过程中将它们冲洗干净。在反洗过程结束时，停止反洗泵，使用进水对膜进行正冲洗。DOWTM 超滤膜组件需要依照设定程序按预设时间间隔进行反洗。在完整超滤运营周期中，操作普通步序如下：
Ø 过滤 20-60分钟
Ø 气擦洗 20秒
Ø 排水 20秒
Ø 反洗 60秒
Ø 正洗 20-30秒
DOWTM 超滤膜组件需要定期进行化学清洗以完全恢复膜性能。因而，超滤系统需要配备化学加药装置，在化学分散洗（CEB）过程中，自动往反洗水中投加化学清洗药剂。CEB频率取决于原水结垢倾向。但是，每天至少2次用次氯酸盐进行CEB以控制细菌生长。此外，有时也许也需要进行碱洗（以去除有机物污垢）和酸洗（以去除无机盐导致污垢）。所有化学冲洗用水都会被排放到一种废水解决装置中以便集中解决。
与否需要设计CEB将取决于原水水源。
作为CEB补充，DOWTM UF需要进行化学清洗（CIP）以完全恢复膜性能。依照原水水质咱们初步预计大概间隔1至3个月左右进行一次化学清洗，办法是：先使用酸性化学药剂，然后使用碱/次氯酸盐溶液对超滤装置进行化学清洗，以去除堆积在膜表面污垢。
注意事项：
在膜系统准备投入运营时，为了防止膜损坏，对的启动UF系统是十分必要。遵循对的启动顺序有助于保证系统运营参数符合设计规范，从而使系统水质和水量达到既定设计目的。在膜系统初次启动开机程序前，应完毕膜系统预解决系统调试、膜元件装填、仪表标定及其她系统检查。如需获取更多信息，请参照产品技术手册。
在启动、停机、清洗或其她过程中，为防止潜在膜破坏，应避免元件产生任何突然压力。
膜组件初次投运时，起始产水流量应控制在设计流量30-60%，24小时后再增至设计流量，这样有助于膜通量长期稳定。在启动之前应冲洗UF系统以除去运送用保护液并排出系统中残留空气。依照产水用途，膜组件初次投运时，起始产水应排放不用。
系统短期停机时，为了防止微生物滋长，建议每天运营30-60分钟或每天进行一次单独反洗步序；如果长期停机，建议采用保护液对膜系统进行封存，关闭系统进出口阀门，每月检查一次保护液PH值。注入保护液前，应对系统进行彻底反洗，如果膜污染比较严重，建议进行完整化学清洗。

附 件

1. DOWTM UF原则工艺流程图P&ID(仅供参照).

2. 设备表(BOM).