(s)-下反洗時(shí)間-天津水與燃?xì)庑畔⒓夹g(shù)開發(fā)有限公司首頁(yè)培訓(xùn)課件

超濾膜在飲用水處理工程中的應(yīng)用天津市自來水集團(tuán)有限公司天津市華宇膜技術(shù)有限公司內(nèi)容提要一、膜法飲用水處理技術(shù)概述二、超濾膜技術(shù)在飲用水處理工程中的應(yīng)用三、楊柳青水廠5000m3/d膜處理示范工程介紹四、結(jié)論膜法飲用水處理技術(shù)概述傳統(tǒng)飲用水處理工藝無法滿足時(shí)代的需求

膜法飲用水處理技術(shù)的不斷成熟膜使用壽命的提高膜成本的降低尋求新的飲用水安全保障技術(shù)膜技術(shù)成為替代傳統(tǒng)工藝最有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)優(yōu)良的出水水質(zhì)占地面積小、建設(shè)周期短自動(dòng)化程度高工藝流程短、使用靈活水源污染日趨嚴(yán)重水質(zhì)日趨惡化飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格隱孢子蟲、賈第蟲等微生物消毒副產(chǎn)物的限制越來越嚴(yán)格工程化應(yīng)用背景目前，膜法飲用水處理技術(shù)在國(guó)外已進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，近年在國(guó)內(nèi)的發(fā)展也非常迅速。中科院李圭白院士分析認(rèn)為：我國(guó)生產(chǎn)的超濾膜，性能、質(zhì)量已接近或達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，而價(jià)格比進(jìn)口產(chǎn)品低得多，噸水處理成本降到可與第一代工藝競(jìng)爭(zhēng)的價(jià)位。超濾——第三代城市飲用水凈化工藝的核心技術(shù)摘自《城市自來水膜技術(shù)時(shí)代是否會(huì)席卷而來》（人民科技網(wǎng)

2007-6-11）

膜法飲用水處理技術(shù)概述工廠名稱國(guó)別處理能力103m3·d-1源水源水特點(diǎn)膜種類建成時(shí)間采用的預(yù)處理工藝Littleton.Mass美國(guó)5.7地表水錳離子、不適味覺UF1998預(yù)臭氧SiouxLookout,Ont加拿大5.2湖水高色度UF1999混凝（Al）Florida美國(guó)6.3-------濁度、硬度UF2000軟化、酸化Gardner,Mass美國(guó)11.3地表水錳離子UF2000預(yù)臭氧VonOrmy,Tex美國(guó)34河水高濁度、TOCUF2000混凝（Fe）、預(yù)過濾ParrySound,Ont加拿大10Huron湖水高濁度、色度UF2001混凝（Al）Kansas美國(guó)11.3Nueces河水高濁度UF2001混凝、沉淀Canyon.Greek.Alta美國(guó)1.0湖水TOC,藻類，鐵、錳離子UF2002PAC、混凝、沉淀Seekonk,Mass美國(guó)16地表水鐵、錳離子UF2002KMnO4，NaOClBakersfield.,Calif美國(guó)76Kern河水濁度（10～1000NTU）、不適味覺UF2003混凝、沉淀、Cl2，KMnO4Clovis,Calif美國(guó)51灌溉水濁度、色度、TOCUF2003混凝（FeCl3）Kerrville,Tex美國(guó)19地表水TOCUF2004混凝（FeSO4）Kamloops,B.C加拿大159地表水TOC，藻類，濁度UF2004混凝LakeForest美國(guó)68湖水濁度(5～200NTU)，藻類，不適味覺UF2004PACMinneapolia,Minn美國(guó)265地表水硬度、濁度UF2005混凝、軟化、再礦化超濾膜技術(shù)在飲用水處理工程中的應(yīng)用1、替代沉淀-過濾工藝

CityofKamloops水廠

超濾原水混合絮凝超濾出水絮凝劑該水廠位于加拿大，供水規(guī)模16×104m3/d。采用兩級(jí)超濾系統(tǒng)，將一級(jí)超濾反洗水回收后再進(jìn)行二級(jí)超濾處理，工藝的產(chǎn)水率達(dá)到99％以上。超濾膜技術(shù)在飲用水處理工程中的應(yīng)用2、替代過濾工藝ColumbiaHeights水廠絮凝劑、高錳酸鉀、臭氧原水混合絮凝沉淀超濾出水該水廠位于美國(guó)，供水規(guī)模26.5×104m3/d，是目前北美運(yùn)行規(guī)模最大的超濾水廠。面對(duì)美國(guó)水質(zhì)法規(guī)的壓力，對(duì)老水廠進(jìn)行了改造，將傳統(tǒng)的砂濾工藝改建為超濾工藝，以去除兩蟲，保障飲用水的微生物安全。Columbine水廠超濾絮凝劑原水混合絮凝沉淀超濾出水該水廠位于美國(guó)科羅拉多州，供水規(guī)模18.7×104m3/d，水廠原有工藝存在產(chǎn)水水質(zhì)較差、供水量不足的問題，采用二級(jí)過濾系統(tǒng)對(duì)老水廠進(jìn)行改造，將砂濾池改為超濾工藝，水回收率高達(dá)99％。超濾膜技術(shù)在飲用水處理工程中的應(yīng)用3、作為深度處理工藝Lakeview水廠絮凝劑臭氧活性炭原水混合絮凝沉淀過濾超濾出水該水廠位于加拿大，規(guī)模26.1×104m3/d，是目前最大的臭氧活性炭耦合超濾的深度處理系統(tǒng)。Vigneux水廠絮凝劑格柵混合絮凝沉淀臭氧活性炭臭氧原水出水PAC+UF(Cristal工藝)該水廠位于法國(guó)，供水規(guī)模5.5×104m3/d，采用粉末活性炭吸附＋超濾作為深度處理工藝，PAC平均投加量為8mg/L，采用生石灰調(diào)值，出水水質(zhì)穩(wěn)定。超濾膜技術(shù)在飲用水處理工程中的應(yīng)用4、濾池反洗水回收利用自來水廠濾池反洗水一般占水廠處理水量的2%～5%左右。采用常規(guī)工藝（沉淀、調(diào)節(jié)、濃縮、脫水等幾道工序）回收濾池反洗水，占地面積大，一次性投資大，回收效率低，而且具有一定的回用風(fēng)險(xiǎn)，特別是鐵、錳等常規(guī)指標(biāo)和微生物指標(biāo)（賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲）。目前國(guó)內(nèi)還沒有采用膜系統(tǒng)處理濾池反洗水的工程實(shí)例，都處于實(shí)驗(yàn)室或中試研究階段。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)表明，采用膜系統(tǒng)處理濾池反洗水，解決了常規(guī)工藝回收處理存在的弊端，而且出水經(jīng)消毒后可直接進(jìn)入供水管網(wǎng)。相信隨著水資源匱乏形勢(shì)的日益嚴(yán)峻和膜處理技術(shù)的發(fā)展，超濾膜工藝在濾池反洗水回收利用方面一定會(huì)大有作為。超濾膜技術(shù)在飲用水處理工程中的應(yīng)用楊柳青水廠5000m3/d膜處理示范工程介紹工程概況該工程是天津市科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目“膜法飲用水處理技術(shù)研究及示范工程”（05FZZDSH00500）的重要工作內(nèi)容。示范工程的設(shè)計(jì)建立在中試科研成果的基礎(chǔ)上，通過膜技術(shù)工程化應(yīng)用，優(yōu)化工藝技術(shù)參數(shù)，積累運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn)，獲得自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)及成果，為膜法水處理技術(shù)的推廣應(yīng)用提供有力的技術(shù)支持與保障。該工程采用混凝－超濾工藝，超濾膜采用內(nèi)壓柱式膜，通過浸入式膜回收裝置對(duì)柱式膜的反洗水進(jìn)行回收，設(shè)計(jì)產(chǎn)水能力5000m3/d，回收率≥98％，占地面積約400m2。工藝技術(shù)優(yōu)化組合簾式膜中試研究成果工程設(shè)計(jì)示范工程建設(shè)工程施工調(diào)試運(yùn)行效果評(píng)價(jià)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)規(guī)范推廣應(yīng)用示范工程工藝方案柱式膜中試研究成果示范工程技術(shù)路線中試研究成果介紹反沖洗泵出水原水150μm自清洗過濾器管道混合器機(jī)械反應(yīng)池膜裝置清水箱混凝劑加氯消毒中試工藝流程圖浸入式膜系統(tǒng)柱式膜系統(tǒng)中試試驗(yàn)裝置中試研究成果介紹膜工藝對(duì)濁度的去除情況出水濁度在0.1NTU以下的保障率達(dá)96%。膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究

中試研究成果介紹FeCl3投加量對(duì)膜系統(tǒng)跨膜壓差的影響反應(yīng)時(shí)間對(duì)膜系統(tǒng)跨膜壓差的影響4mg/L的FeCl3投加量時(shí)TMP增長(zhǎng)較緩慢。反應(yīng)時(shí)間為7.5min時(shí)，TMP增長(zhǎng)較緩慢。膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究中試研究成果介紹膜過濾通量對(duì)膜系統(tǒng)跨膜壓差的影響過濾周期對(duì)膜系統(tǒng)跨膜壓差的影響較低的膜通量更有利于膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。過濾周期20min，系統(tǒng)運(yùn)行很穩(wěn)定，30min時(shí)膜污染積累較快。膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究中試研究成果介紹種類CHCl3CHCl2BrCHBr2ClCHBr3THMs數(shù)值（mg/L）16.8115.225.23未檢出57.24限值（mg/L）6060100100100含量／限值0.28020.25330.252300.7858預(yù)氯化后膜出水藻毒素值符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。氯投加量2mg/L3mg/L所測(cè)指標(biāo)RR(mg/L)LR(mg/L)RR(mg/L)LR(mg/L)原水2.9×10-41.7×10-42.1×10-49.1×10-4預(yù)氯化、混凝后4.7×10-41.6×10-39.0×10-44.6×10-4膜出水5.5×10-41.0×10-3<1.0×10-5<1.0×10-5預(yù)氯化（2mg/L）膜出水THMs預(yù)氯化后膜出水微囊藻毒素

各類化合物的實(shí)測(cè)濃度與其各自限值的比值之和不超過1。膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究中試研究成果介紹經(jīng)預(yù)氯化后TMP增長(zhǎng)趨勢(shì)比未預(yù)氯化時(shí)平緩，膜污染得到減緩

上、下反洗各為30s時(shí)反洗效果很好，縮短上反洗時(shí)間、縮短下反洗時(shí)間及只進(jìn)行下反洗的效果均較差，對(duì)內(nèi)壓式膜來說，上下反洗都很重要。

膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究中試研究成果介紹高藻期穩(wěn)定運(yùn)行工況膜品種過濾通量L/（m2·h）

過濾時(shí)間(min)排濃時(shí)間(s)上反洗水量(t/h)氣量(m3/h)下反洗水量(t/h)上反洗時(shí)間(s)下反洗時(shí)間(s)沖洗時(shí)間(s)FeCl3(mg/L)反應(yīng)時(shí)間(min)氯(mg/L)EFM執(zhí)行周期(h)執(zhí)行時(shí)間(min)A膜75.020107－7303015482830B膜71.420－0.653402020682830C膜60.030－75－90－30682830D膜53.330－55－80－－482848水廠－－－－－－－－－7－4.5－－膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究中試研究成果介紹正常期穩(wěn)定運(yùn)行工況膜品種過濾通量L/（m2·h）過濾時(shí)間(min)排濃時(shí)間(s)上反洗水量(t/h)氣量(m3/h)下反洗水量(t/h)上反洗時(shí)間(s)下反洗時(shí)間(s)沖洗時(shí)間(s)FeCl3(mg/L)反應(yīng)時(shí)間(min)氯(mg/L)EFM執(zhí)行周期(h)執(zhí)行時(shí)間(min)A膜50.020107.5－7.530302048－1030B膜71.420－0.65340203068－1030D膜53.330－54－80－－48－863水廠－－－－－－－－－9－4.5－－膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究中試研究成果介紹低溫期穩(wěn)定運(yùn)行工況膜品種過濾通量L/m2·h過濾時(shí)間min排濃時(shí)間(s)上反洗水量(t/h)氣量(m3/h)下反洗水量t/h上反洗時(shí)間(s)下反洗時(shí)間(s)沖洗時(shí)間(s)FeCl3mg/L反應(yīng)時(shí)間min氯mg/LEFM執(zhí)行周期(h)執(zhí)行時(shí)間(min)A膜50.020106－630302066－2430B膜47.620－35360303066－2430D膜53.330－54－80－－66－2460水廠－－－－－－－－－9－4.5－－膜工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究中試研究成果介紹膜工藝系統(tǒng)強(qiáng)化去除有機(jī)物的研究原水＞30k30k-10k10k－3k3k-1k＜1kDOC(mg/L)5.0170.90860.96640.55690.37892.2062百分比(%)－18.1119.2611.107.5543.97UV254(cm-1)0.0550.0040.0120.0080.010.021百分比(%)－7.2721.8214.5518.1838.18灤河原水中各分子量區(qū)間有機(jī)物分布規(guī)律

原水DOC和UV254都主要集中在小于1kDa的小分子區(qū)間內(nèi)，這一部分有機(jī)物分別占44%和38%。中試研究成果介紹正常期膜出水有機(jī)物分子量分布膜工藝系統(tǒng)強(qiáng)化去除有機(jī)物的研究膜對(duì)分子量大于30kDa的有機(jī)物去除效果很好，達(dá)到了81%

低溫期膜出水有機(jī)物分子量分布中試研究成果介紹項(xiàng)目測(cè)試方法直接完整性測(cè)試泡點(diǎn)測(cè)試法壓力衰減測(cè)試法擴(kuò)散空氣流測(cè)試法真空保持測(cè)試法水體置換測(cè)試法間接完整性測(cè)試濁度監(jiān)測(cè)顆粒計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)尖峰完整性監(jiān)測(cè)微生物挑戰(zhàn)測(cè)試膜完整性測(cè)試方法

主要進(jìn)行了膜組件完整性檢測(cè)技術(shù)研究、故障膜組件的定位與修復(fù)研究和系統(tǒng)自動(dòng)控制研究。以壓力為基礎(chǔ)的測(cè)試方法在監(jiān)測(cè)低壓膜的完整性方面應(yīng)用最為廣泛，不足之處是需離線進(jìn)行，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。濁度監(jiān)測(cè)和顆粒計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)是目前應(yīng)用較為廣泛的間接測(cè)試方法。

膜工藝系統(tǒng)安全保障技術(shù)研究中試研究成果介紹膜工藝系統(tǒng)安全保障技術(shù)研究顆粒計(jì)數(shù)儀監(jiān)測(cè)膜的完整性膜組件修復(fù)從修復(fù)前的56個(gè)/mL（穩(wěn)定值）下降到修復(fù)后的5個(gè)/mL，系統(tǒng)穩(wěn)定后降到1個(gè)/mL以下。

膜組件修復(fù)前后出水濁度和鐵的變化情況日期濁度（NTU）鐵（mg/L）07.7.160.070.1507.7.200.070.1107.7.230.05<0.0507.7.280.06<0.0507.7.300.06<0.0507.8.10.060.0407.8.30.07<0.0507.8.60.06<0.05膜組件修復(fù)前后出水濁度沒有發(fā)生明顯的變化，說明采用顆粒計(jì)數(shù)法監(jiān)測(cè)膜完整性的靈敏度高于濁度監(jiān)測(cè)。中試研究成果介紹四種膜產(chǎn)品性能的對(duì)比項(xiàng)目各種膜產(chǎn)品性能對(duì)比出水水質(zhì)都能滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749－2006）的要求濁度出水濁度平均值都在0.10NTU以下CODMn去除率由高～低：A膜、B膜、C膜、D膜UV254去除率由高～低：A膜、D膜、B膜、C膜微生物幾種膜大腸桿菌群數(shù)都<3個(gè)/L細(xì)菌總數(shù)都為1～2個(gè)/mL回收率由高～低排序：B膜、D膜、C膜、A膜藥劑費(fèi)＋電費(fèi)由低～高排序：A膜、B膜、C膜、D膜注:A膜超濾膜過濾孔徑0.01μmB膜超濾膜過濾孔徑0.03μmC膜微濾膜過濾孔徑0.1μmD膜浸入式微濾膜過濾孔徑0.1μm中試研究成果介紹項(xiàng)目性能浸入式膜柱式膜常規(guī)工藝出水水質(zhì)出水水質(zhì)好出水水質(zhì)好出水水質(zhì)合格回收率98％98％（反洗水回收）90％建設(shè)投資1100～1300元/m31000～1200元/m3800～1000元/m3建設(shè)周期短短長(zhǎng)運(yùn)行費(fèi)用0.5~0.7元/m30.5元/m3以下0.3元/m3以下優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，對(duì)細(xì)菌、病毒、兩蟲、藻類、水生生物幾乎全部去除，適于老水廠改造。缺點(diǎn)：膜通量低，耗電量大，占地面積大（跟柱式膜相比）。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，占地面積小，對(duì)細(xì)菌、病毒、兩蟲、藻類、水生生物幾乎全部去除，適于新建水廠。缺點(diǎn)：反洗水量較大，反洗水需回收處理。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定，工藝成熟缺點(diǎn)：占地面積大，操作復(fù)雜，對(duì)賈第蟲和隱孢子蟲的去除很難保障。混凝-超濾工藝和常規(guī)工藝的比較確定A膜為示范工程最佳膜工藝出水水質(zhì)運(yùn)行費(fèi)用占地面積一次性投資中試研究成果介紹原水廠區(qū)清水池廠內(nèi)吸水井預(yù)加氯自清洗過濾器原水泵（預(yù)氯化）混凝劑管道混合器反應(yīng)池進(jìn)水泵膜裝置清水箱加氯消毒粉末活性炭在線監(jiān)測(cè)儀表反洗泵調(diào)節(jié)池浸入式膜系統(tǒng)反洗排水提升泵酸洗罐堿洗罐化學(xué)廢液罐化洗泵化洗泵化洗廢液排水至廠區(qū)排泥池中和后排下水道反應(yīng)池排泥預(yù)處理系統(tǒng)膜處理系統(tǒng)反洗水回收系統(tǒng)化學(xué)清洗系統(tǒng)示范工程工藝流程膜處理示范工程的工藝設(shè)計(jì)采用中試研究成果，有以下特點(diǎn)：示范工程工藝特點(diǎn)采用混凝-超濾膜工藝通過優(yōu)化和控制混凝條件，提高有機(jī)物去除率的同時(shí)，緩解膜污染?；炷?超濾工藝在中試試驗(yàn)中效果很好，該工藝省去了沉淀過濾預(yù)處理工序，流程短，占地面積小，一次性投資少。

EFMEFM（EnhancedFluxMaintenance）是一種用低濃度藥品短時(shí)間進(jìn)行的清洗方式。高溫高藻期導(dǎo)入EFM，可大大緩解膜污染，延長(zhǎng)化學(xué)清洗周期。反洗水回收采用中試研究成果－超濾反洗水回收裝置對(duì)反洗水進(jìn)行回收處理，其出水經(jīng)消毒后可直接進(jìn)入清水池。投入示范工程應(yīng)用后，每年可減少?gòu)U水排放量22萬噸。

楊柳青水廠5000m3/d膜處理示范工程車間楊柳青水廠5000m3/d膜處理示范工程膜處理示范工程：原水預(yù)處理系統(tǒng)

壓入式膜過濾系統(tǒng)：4組超濾模塊

反洗水回收系統(tǒng)：浸入式膜過濾裝置

完整性檢測(cè)系統(tǒng)：顆粒計(jì)數(shù)巡檢裝置

在線濁度余氯檢測(cè)儀

混凝劑投加及化學(xué)清洗系統(tǒng)

上位機(jī)截圖一

上位機(jī)截圖二

上位機(jī)截圖三示范工程自5月12日通水運(yùn)行至今未進(jìn)行化學(xué)清洗，跨膜壓差僅從8kpa增加到14kpa，運(yùn)行非常平穩(wěn)。

示范工程出水水質(zhì)膜出水濁度在0.10NTU以下。

濁度膜工藝的出水遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)工藝。濁度國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)，顆粒計(jì)數(shù)法在有足夠的數(shù)據(jù)的情況下，能夠檢測(cè)出43000根膜絲中3根泄露。在美國(guó)研究發(fā)現(xiàn)，在大于2微米