自来水厂中超滤膜的应用.docx

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1、自来水厂中超滤膜的应用超滤技术能够有效消除饮用水中的颗粒、浊度、病毒以及病原微生物等,降低自来水COD，并减少水中的消毒副产物。超滤膜具有良好的除浊功能和良好的灭菌作用，试验采用浸没式超滤膜，设计不同膜通量、曝气风量等运行工况，试验比拟膜产水率、膜运行压力、运行能耗、出水水质等，为后续自来水厂升级改造提供技术参数。自来水厂升级改造工程中选用浸没式超滤膜技术，膜系统能耗较低、产水浊度0.1NTU，产水水质稳定，符合生活饮用水卫生标准要求。关键词：自来水;超滤膜;膜通量;产水水质生产与生活排放的污染物越来越多，导致我国水源水质日益恶化，我国地表水源、地下水源普遍存在有机污染、重金属污染，假如水源被

2、重金属离子和有机化合物所污染，传统工艺显得力不从心。随着生活水平的提高，同时生活饮用水水质标准大幅提高，开发适用于我国经济现状、安全可靠、高效的新型饮用水处理技术具有重大的社会和经济意义。超滤工艺能够有效地将原水中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等去除，可降低后续消毒加氯量，减少消毒副产物的生成量1-5。浸没式超滤系统具有占地面积小，施工周期短，产水水质稳定等特点6,7。宏畔自来水厂从属杭州余杭水务有限公司，制水能力13万m3/天，主要负责临平、塘栖和崇贤区域的日常供水。自来水厂原水水质有波动，出水水质不稳定。为了进一步保障饮用水水质安全，拟通过膜出水通量、膜出水水质、跨膜压差大小、膜组件运行能耗

3、等相关技术经济指标来选择性价比适宜的膜组件运行工况。采用浸没式超滤膜中试装置平台，进行自来水处理工艺试验，设计出水水质到达（生活饮用水卫生标准）GB5749-2006要求。1.试验材料与方法1.1试验装置试验采用浸没式中空纤维超滤膜，技术参数如下：组器尺寸：LBH=6801542407mm膜片数：3片单片膜面积：25m2膜总面积：75m2型式：帘式膜孔径为0.020.04m膜材质：加强多材料改性复合膜自来水厂砂滤出水通过提升泵，进入超滤膜池，经浸没式超滤膜组器处理，采用抽真空系统在产水管内构成负压，利用虹吸原理使膜池清水区的原水透过中空纤维膜丝，收集到产水管中。浸没式超滤附属设备由进水及产水单

4、元、气擦洗、水反洗单元及化学清洗单元组成，每一个子单元由相关的设备、阀门、仪表、管道管件组成。超滤产水进入产水桶，顶端溢流排放，产水用于超滤膜反洗。1.2试验方法通过超滤膜处理自来水试验，对膜出水通量、出水水质、膜运行压力、膜组件运行能耗等相关指标来选择比拟适宜的膜运行工况，为后续自来水厂升级改造提供技术参数。采用浸没式超滤膜技术，设计不同膜通量、曝气风量工况下运行，产水为负压抽吸式，反洗周期1h，维护性清洗周期15。1.3试验水质试验以自来水厂砂滤池出水为原水，超滤进水水质有一定的波动，设计出水水质指标要求符合（生活饮用水卫生标准）GB5749-2006。2结果与讨论2.1超滤膜日产水量与产

5、水率中试试验超滤膜清洗周期为15d，分别设置超滤装置在通量30LMH、40LMH、50LMH不同工况运行。日产水量变化曲线如图2所示，产水率变化如图3所示。通量30LMH时，日产水量为54.057.7m3/d，均值为55.0m3/d，产水率达95.3%；通量40LMH时，日产水量为71.675.5m3/d，均值为72.7m3/d，产水率达96%；通量50LMH条件下，日产水量为8892.3m3/d，均值为90.8m3/d，产水率为96.6%。由运行结果可知，日产水量与膜通量成正比，在不同的设计运行通量下，产水率均能到达95%，膜通量增加，产水率会略增加，通量40LMH、50LMH时膜产水率大于

6、96%。2.2运行能耗不同膜产水通量下，曝气风量如图4所示，对运行经过中的电耗进行比拟如图5，30LMH、40LMH及50LMH，3个运行通量下的产水能耗分别为0.084kWh/m3，0.075kWh/m3和0.073kWh/m3。膜产水通量增加，相应的曝气风量增加，40LMH及50LMH运行通量，产水能耗较接近。自来水厂在系统改造时，超滤膜系统经过设计优化，控制膜池液位，曝气风机、抽吸水泵等采用节能设备，运行能耗比中试阶段吨水能耗低，产水能耗可降低至0.06kwhm3。2.3膜运行压力超滤膜反洗周期15d，比拟清洗周期内不同产水量下膜运行压力的变化情况，由图6可知，产水通量为30LMH时，浸

7、没式超滤膜运行产水压力1520kPa。产水通量为40LMH时，膜运行产水压力2025kPa。产水通量为50LMH时，膜运行产水压力2532kPa。产水通量上升，浸没式超滤膜运行压力明显上升，膜通量过大，导致膜面污染物的积累，膜组件维护清洗周期缩短，控制膜产水压力平缓，有利于超滤的稳定运行。2.4超滤膜处理出水水质情况产水通量为30LMH时，超滤膜产水CODMn约1.7mg/L，浊度约0.05NTU；产水通量为40LMH时，超滤膜产水CODMn约1.3mg/L，浊度0.060.1NTU；产水通量为50LMH时，超滤膜产水CODMn约1.6mg/L，浊度0.10.15NTU。不同运行工况下，出水氨

8、氮含量小于0.05mg/L，总铁、锰低于检测限，亚硝酸盐含量小于0.001mg/L，菌落总数小于1CFU/mL，大肠菌群均未检出，出水pH值77.5。浸没式超滤膜过滤精度高，平均膜孔径：0.020.04m，超滤出水在CODMn、浊度、颗粒物及细菌总数等方面都到达了良好的处理效果。3结论采用浸没式超滤膜应用于自来水处理，通量下，产水率均能到达95%。膜通量40LMH，清洗周期15d，内膜运行压力稳定，膜产水压力为2025kPa，膜性能易于恢复。产水通量上升，浸没式超滤膜运行压力明显上升。浸没式超滤膜膜通量40LMH，产水能耗0.075kWh/m3，通过超滤膜系统经过设计，自来水厂改造运行产水能耗可降低至0.06kwhm3。浸没式超滤膜处理，出水水质稳定，出水浊度基本不受进水水质波动的影响，出水在CODMn、浊度、颗粒物及细菌总数等方面都到达了良好的处理效果，提升了自来水水质。综合分析，采用加强多材料改性浸没式超滤膜组件，设计膜通量40LMH、曝气风量25m3/h，反洗周期1h，维护清洗周期15d，应用于自来水厂技术改造及出水水质升级处理，具有技术经济可行性。