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750m³超滤系统设计方案

发布日期:

2018-07-29 09:39:17

栏目:

反渗透设备资讯

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如何进行水处理?

衡美水处理为您介绍一种先进、实用的水处理技术——750m³超滤系统设计方案。
    一、设计产水水量
    超滤系统的产水量为750m³/h(不包含冲洗用水)。
    系统分两期上,每期为375m³/h,分三套每套125m³/h,两期共六套。
    1产水水质
    超滤系统出水品质:SDI15<3
    2运行方式
    24小时连续运行
    3过滤形式
    全流过滤,超滤自用水率8
    二、超滤系统简述
    超滤系统主要的作用是去除水中的大分子胶体、黏泥、微生物、有机物等杂质。包括杀菌消毒剂投加系统、超滤装置和反洗泵等。
本工程中建议优先选用超滤膜元件采用SFR2860超滤膜元件,它们具有以下特点:
    1过滤膜采用PVDF材质,化学稳定性高,耐酸碱、抗氧化、易清洗、使用寿命长;最大瞬时耐次氯酸钠可以达到5000mg/L
    2膜丝强度超过同类产品数倍,使用更可靠,寿命更长;
    3过滤精度最高的PVDF膜,公称孔径为0.03微米,产水中颗粒粒径更小;
    4外压式运行方式,进水条件宽,截留物不易堵塞进水流道;
    5采用气水混合清洗方式,反洗效果好,性能恢复能力强。且大大减少化学清洗用药剂的消耗,降低用户的运行成本;
    6耐溶剂性能好。
    三、膜组件的清洗
    超滤膜组件长期使用运行过程中,膜表面会被它截留的各种有害杂质所覆盖而形成滤饼层,甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞,使水的透膜压力增大。原水预处理质量的好坏,只能解决膜被污染速度的快慢问题。而无法从根本上解决污染问题。即使预处理再彻底,水中极少数的杂质也会因日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响,因此,超滤系统都配备清洗系统。
    本系统的膜清洗方法可分物理方法和化学方法两大类。
    1物理清洗
    利用机械的力量,来剥离膜面污染物。整个清洗过程不发生任何化学反应。
    A正压冲洗。用进水泵作为正冲洗动力,开启膜组件浓水口阀,关闭膜组件产水口阀,以低压力、大流量进行冲洗。同时还可以通入无油压缩空气与水形成混合流体冲洗,效果较好。
    B反冲洗法。 用专用的反洗泵或超滤水外供泵,作为反冲洗动力,将冲洗水从膜组件产水口进入,从浓水口流出。注意!反冲洗时,冲洗水不能再循环使用。
    2化学清洗

利用某种化学药品与膜面污染物发生化学反应来达到清洗膜的目的,一般可选用化学药品有:
    0.1%NaOH0.2% NaClO,适用于有机物及微生物污染;
    1-2%柠檬酸水溶液或0.1N草酸溶液或0.1N盐酸溶液,适用于铁污染及碳酸盐结晶污堵。
    化学清洗周期为13个月,每次清洗耗时13小时。
    四、设计原则
    组件垂直放置在机架上并与机架适当固定,但组件不得作为支撑件使用。组合架上配备全部管道、阀门及接头,还包括所有的支架、紧固件、夹具等其他附件,配管选用UPVC
    五、设计选型计算
    1给水量的计算
    已知最终超滤的出力为325m³/h(以一期为计算实例),设计回收率为93%则系统的进水为:325m³/h÷93%=350m³/h
    2透水量的计算
    根据工程经验,处理该水源的设计通量为60l/.h25℃),则每只膜面积为52SFR2860型超滤膜元件的透水量为: 
52×60l/.h=3120 L/h
    3.12m³/h.支。
    3超滤膜堆的选择
    设计每期3套装置较为合理
    4膜元件数量的计算

已知超滤系统的设计进水量为350m³/h,则每套装置的进水量为120m³/h,每套所需超滤膜数量为:
    120m³/h/3.12m³/h.=38.6, 44支。共6套装置。则总元件为264只。

5、超滤进水泵的选择

超滤给水泵与前面的自清洗过滤器一并考虑。

考虑到超滤的垮膜差压(小于2bar)、沿程水头损失、局部的水头损失及超滤产水箱提升的高度,超滤给水的压力宜大于2.53bar

6、超滤反洗泵的计算

超滤膜的反洗透量设计为120L/.h,则一次反冲洗水量为:
44支×120l/.h×52/=300m³/h

推荐的反洗压力为0.1MPa,但考虑到管道的粗糙系数造成的沿程水头损失及弯头、阀门形成的局部损失,故反冲洗的设计压力0.2MPa,即反洗泵扬程为20m

7、超滤气洗量的计算

每只超滤膜的气洗设计流量为12N m³/h,气洗1min,则每套膜堆每次气洗耗量为:

12N m³/h.支×44支×1/60=8.8m³。

气压要求1-2bar

8、超滤化学清洗泵的计算

化学清洗流量为每支膜元件1m³/h,则清洗泵的流量为48m³/h,扬程取30m

六、系统控制

超滤装置的启动、运行、反洗、空气擦洗、正洗、停机等过程均由DCSPLC实现自动控制。同时,超滤系统还设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘,在就地盘上可读出超滤的有关工艺参数,以及能在就地操作盘上操作相关的水泵和自动阀门。对超滤装置的重要参数如压力、流量等均设有在线检测仪表,并设定有超限报警功能。

七、系统仪表的设置

1、流量表
  1)每套超滤产品水设流量表。
  2)反洗水、清洗水(在清洗过滤器后)装设流量表。

2、 压力表
  1)超滤进口、产品水装设压力表。
  2)超滤产品水装设压力开关。
  3)水泵出口装设压力表。

3、液位计
    各类药液箱设置液位开关,低液位报警和相应的泵联锁。

4、化学分析仪表
    超滤进水母管设浊度仪。
    八、主体工艺技术说明

1、自清洗过滤器

自清洗过滤的作用就是对原水进一步的过滤,截留前端水处理单元可能流失的细小砂砾和大颗粒悬浮物,保护超滤装置的安全运行,避免超滤膜元件被大颗粒物质堵塞或者被划伤损坏,从而提高超滤膜的使用寿命。

滤前水从过滤器的进口管进入,然后通过细滤网,再经由出口管向外流出,此过程将水中的杂质拦截并积累在滤网的内表面形成“滤饼”,随着过滤的进行,过滤器进出口之间将逐渐产生压差。

当过滤器进出口之间的压差达到预设值(0.05MPa)时,将进行一次自清洗过程,在清洗过程中,系统并不断流,仍在供水,过滤器的排污阀打开,马达启动,驱动过滤器内部的刷式清洗装置转动,将滤网拦截的杂质刷下并通过排污阀排出。

过滤器本体上装设有压力开关,当压差达到设定值(通常是0.05MPa)时,便传递电信号给配套的控制箱,控制箱发出执行指令;启动马达,驱动内部的刷式清洗机构进行循环清洗,同时打开排污阀,杂质通过排污阀排出本体外,整个清洗过程仅需十几秒钟,清洗时系统不断流。

全自动自清洗过滤器过滤精度200?m,滤网采用316L不锈钢材质。

2、超滤装置

超滤装置是本系统预处理部分的关键设备,而超滤设备的中心部分为超滤膜元件。超滤的作用是截留微小的颗粒,降低悬浮物、细菌和浊度,部分去除有机污染物质,达到改善和稳定水质的目的。超滤膜允许小分子和溶解性固体(无机盐)等通过,但会截留水中存在的悬浮物、大分子有机物、胶体、细菌等物质。超滤膜的运行压力一般约为0.2MPa。其分离机理是:膜表面孔径机械筛分作用,膜孔阻滞作用和膜表面及膜孔对杂质的吸附作用。
     超滤能够截留0.02-0.1μm之间的大分子物质和杂质。超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等的通过,同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-5000000之间,超滤的出水水质达到浊度≤0.2NTUSDI153,完全满足反渗透的进水要求。
     超滤膜一般为高分子分离膜,用作超滤膜的高分子材料主要有PSPESPVDF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,目前工业水处理上大量采用的是中空纤维结构的膜元件。
    每套超滤装置由超滤膜组件、气动阀门、压力表、流量表、管汇、滑架等构成。本系统采用中空纤维超滤膜,以确保系统能够长期安全稳定的运行,避免膜组件承受较高的运行负荷,使膜组件具有良好的抗污染能力和反洗、清洗恢复能力。
    本系统采用错流过滤、自动反洗的自动连续过滤方式,也可以在调试时确定采用全量过滤的运行方式。每30~60分钟反洗、快冲一次进行设计,实际运行调试时需要根据具体水质情况确定系统的运行周期,并相应调整超滤装置的实际出力。
    超滤每组膜设置断丝检测装置,以保证超滤的完好率。超滤装置上各工作阀门为气动阀门,其动作由PLC控制。机架的设计满足工程所在地的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
    为确保系统的稳定运行,达到良好去除污物的能力,需定期对超滤装置进行反冲洗。为了防止细菌等微生物在超滤膜表面繁殖影响膜的通量,在超滤膜反洗时不定期向反洗水中投加NaClO进行杀菌。超滤反洗水采用中间水罐的产水。
    超滤经过长期运行后,会积累某些难以水冲洗的污垢,如有机物、细菌等微生物的繁殖、无机盐结垢等,造成超滤膜通量下降;在超滤膜反洗时向反洗水中投加NaClO进行杀菌。当这类污垢在正常反冲洗时难以去除,必须使用化学药品进行清洗才能去除,以恢复超滤膜的性能。化学清洗装置包括一台清洗液箱、清洗保安过滤器、清洗泵以及配套管道、阀门和仪表等。

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