膜法水處理培訓(xùn)課件

1、膜法水處理杜茂安膜法水處理第1頁(yè)主要內(nèi)容水處理用膜及其組器技術(shù)膜處理技術(shù)試驗(yàn)研究膜法水處理工程及應(yīng)用膜污染及其控制技術(shù)1234膜法水處理第2頁(yè)1.水處理用膜及其組件技術(shù)1.1 膜分離法概述 膜分離法是微孔過(guò)濾、超濾、反滲透、滲析、電滲析方法統(tǒng)稱。該種方法利用特定膜材料透過(guò)性能，在一定驅(qū)動(dòng)力作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中顆粒、膠體、分子或離子分離過(guò)程。微孔過(guò)濾、超濾和反滲透是以壓力差作為驅(qū)動(dòng)力膜分離法，滲析是以濃度差作驅(qū)動(dòng)力，而電滲析是以電位差作為驅(qū)動(dòng)力。 膜法水處理第3頁(yè)膜分離法分類當(dāng)前常見(jiàn)幾個(gè)膜分離法主要有：微孔過(guò)濾(Microfiltration MF，0.0315m)；超濾（Ultrafiltrat

2、ion UF，0.00510m）；納濾（Nanofiltration NF, 0.1m ）反滲透（Reverse Osmosis RO， 0.00050.08m ）；電滲析（Electrodialysis ED， 0.00050.1m ）；擴(kuò)散滲析（Dialysis，0.00050.1m）；滲透蒸發(fā)（Pervaparation PV）；液膜（Liquid Membrane LM）等。電滲析、反滲透和超濾是當(dāng)前給水與廢水處理慣用三種膜分離技術(shù)。膜法水處理第4頁(yè)膜分離過(guò)程被動(dòng)傳遞促進(jìn)傳遞主動(dòng)傳遞 與前二者情況不一樣，各組分能夠逆其化學(xué)勢(shì)梯度而傳遞，為熱力學(xué)“上坡”過(guò)程。其推進(jìn)力是由膜內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)提

3、供。主要發(fā)覺(jué)于生命膜。在此過(guò)程中，各組分經(jīng)過(guò)膜傳質(zhì)推進(jìn)力仍是膜兩側(cè)化學(xué)勢(shì)梯度。各組分由其特定載體帶入膜中。促進(jìn)傳遞是一個(gè)含有高選擇性被動(dòng)傳遞。 為熱力學(xué)“下坡”過(guò)程，其中膜作用就像一物理平板屏障。全部經(jīng)過(guò)膜組分均以化學(xué)勢(shì)梯度為推進(jìn)力。組分在膜中化學(xué)勢(shì)梯度，能夠是膜兩側(cè)壓力差、濃度差、溫度差或電勢(shì)差。現(xiàn)已工業(yè)化主要膜分離過(guò)程均為被動(dòng)傳遞過(guò)程。膜法水處理第5頁(yè)1.2 膜材料及其制備按膜材料分類 （1）天然膜 生物膜（生命膜）：天然物質(zhì)改性或再生而制成。 （2）合成膜 無(wú)機(jī)膜：金屬、硅酸鹽、玻璃等等；有機(jī)膜即高分子聚合膜；仿生膜（合成生物膜）：?jiǎn)畏肿訉?、雙分子層、多分子層膜等。膜法水處理第6頁(yè)微孔膜

4、制備膜法水處理第7頁(yè)均質(zhì)膜制備膜法水處理第8頁(yè)非對(duì)稱膜制備（1）以高分子溶解于適宜溶劑中形成溶液，其中高分子含量為10%30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；（2）將溶液澆鑄于100500m厚平板底膜上；（3）將它浸于適宜非溶劑中，對(duì)大部分高分子而言，這種非溶劑是水或水溶液。膜法水處理第9頁(yè)復(fù)合膜制備 已制成復(fù)合膜中，慣用聚砜作多孔支撐，因其化學(xué)性能穩(wěn)定，機(jī)械性能良好?，F(xiàn)在也有用其它高分子化合物，如聚丙烯腈偏氟乙烯等。也試用無(wú)機(jī)物，如石英玻璃和硅酸鹽類作多孔支撐。無(wú)機(jī)膜普通分離因子小，但滲透率高，且可耐高溫。 最初復(fù)合膜是澆鑄纖維素稀溶液浮于水表面，待溶劑蒸發(fā)后，將薄膜取出放在底膜上。這種技術(shù)不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

5、普通是直接將選擇性膜層原料溶液澆鑄于多孔底膜上。現(xiàn)在有用等離子體聚正當(dāng)和相際共聚法等新進(jìn)展。膜法水處理第10頁(yè)膜法水處理第11頁(yè)1.3 膜組件 工業(yè)上慣用膜組件形式主要有五種：板框式、螺旋卷式、圓管式、毛細(xì)管式和中室纖維式。前二者使用平板膜，后三者均使用管式膜。后三種膜組件差異主要在于所使用管式膜規(guī)格不一樣。其大致直徑范圍為：圓管式10mm；毛細(xì)管式=0.510.0mm；中空纖維式0.5mm。膜法水處理第12頁(yè)板框式 板框式是膜分離中最早出現(xiàn)一個(gè)膜組件形式，外形類似于普通板框式壓濾機(jī)。它是按隔板、膜、支撐板、膜次序多層交替重合壓緊，組裝在一起制成。 板框式膜組件優(yōu)點(diǎn)是；制造組裝簡(jiǎn)單，操作方便，

6、膜維護(hù)、清洗、更換比較輕易。缺點(diǎn)是：密封較復(fù)雜，壓力損失較大，袋填密度較?。?400m）。當(dāng)前其應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)?UF、 MF、RO、 PV、 ED。膜法水處理第13頁(yè)螺旋卷式 螺旋卷式膜組件是用平板膜密封成信封狀膜袋，在兩個(gè)膜袋之間襯以網(wǎng)狀間隔材料，然后緊密卷繞在一恨多孔管上而形成膜卷，再裝入圓柱狀壓力容器中，組成膜組件。料液從一端進(jìn)入組件，沿軸向流動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)力作用下，透過(guò)物沿徑向滲透經(jīng)過(guò)膜到中心管導(dǎo)出。螺旋卷式膜組件優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)卑。造價(jià)低廉，裝填密度較高（ 1000m2m），有進(jìn)料分隔板。物料交換效果好。缺點(diǎn)是：透過(guò)液流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，難以清洗，膜必須是能夠焊接或粘貼。當(dāng)前其應(yīng)用領(lǐng)域力RO、PV、

7、NF、GP。膜法水處理第14頁(yè)圓管式 管式膜組件是由圓管式膜和膜酌支撐體組成。管式膜組件有內(nèi)壓型和外壓型兩種運(yùn)行方式。實(shí)際中多采取內(nèi)壓型，即進(jìn)水從管內(nèi)流入，透過(guò)液從管外流出。管式膜直徑在624mm之間。 管式膜組件優(yōu)點(diǎn)是：料液能夠控制湍流流動(dòng)，對(duì)堵塞不敏感，易于清洗，膜組件中壓力損失小。其缺點(diǎn)是：裝填密度?。?00m）。其適用領(lǐng)域?yàn)镸F、UF、RO。膜法水處理第15頁(yè)毛細(xì)血管式 毛紉管式膜組件是由直徑為0.56mm膜管組成，含有一定承壓性能，所以不用支撐管。膜管普通平行排列井在端頭用環(huán)氧樹(shù)脂等材料封裝起來(lái)。毛細(xì)管式膜組件運(yùn)行方式有兩種：料液流經(jīng)管外，透過(guò)液從毛細(xì)管內(nèi)流出和料液流經(jīng)毛細(xì)管內(nèi)，透過(guò)

8、液從管外排走。 毛細(xì)管式膜組件特點(diǎn)是裝填密度較大（600I200m3）。制造費(fèi)用低，但抗壓強(qiáng)度較小，料液普通為層流，抗污染性較差。其應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閁F、 GP、 DL、 PV。膜法水處理第16頁(yè)中空纖維膜組件 中空纖維膜組件和毛細(xì)管式膜組件形式相同，只是中空纖維外徑較細(xì)，為40250m，內(nèi)徑為2542m。其耐壓強(qiáng)度很高，在高壓下不發(fā)生形變。 中空纖維膜組件優(yōu)點(diǎn)是：裝填密度能夠很高（達(dá)1600030000/m），單位膜面積制造費(fèi)用相對(duì)較低，所以能夠采取物理化學(xué)穩(wěn)定性能好、透水率低尼龍中空纖維膜，壽命可達(dá)5年。膜耐壓性能高，不需要支撐材料。其缺點(diǎn)是：對(duì)堵塞很敏感，污染和濃差極化對(duì)膜分離性能產(chǎn)生很大影響

9、，不過(guò)經(jīng)過(guò)改變流動(dòng)方式能夠?qū)ξ廴竞蜐獠顦O化加以改進(jìn)。膜法水處理第17頁(yè)1.4 膜性能（1）膜通量和膜過(guò)濾方式 膜通量是單位時(shí)間單位膜面積上經(jīng)過(guò)物質(zhì)量。在水處理中膜通量單位是m3m-2s-l或者Lm-2h-l。在膜分離過(guò)程中，影響膜通量主要原因有：膜阻力單位膜面積上驅(qū)動(dòng)壓力膜表面水動(dòng)力學(xué)情況膜污染和其清洗情況膜法水處理第18頁(yè)（2）膜分離性能參數(shù) 膜過(guò)濾過(guò)程中通常希望膜含有良好機(jī)械性能、高膜通量和高選擇性。而后兩個(gè)要求實(shí)際上是相互矛盾。因?yàn)楦哌x擇性通常只能經(jīng)過(guò)較小孔徑取得，而較小孔徑必定引發(fā)較大水力阻力和較低膜通量。膜通量與膜開(kāi)孔率成正比?？紫堵试酱笤胶?。膜阻力還與膜厚度成正比。再者，較寬孔徑分

10、布范圍必定使膜選擇柱變差。所以膜最理想物理結(jié)構(gòu)是厚度薄、孔徑范圍窄而且表面孔隙率高。 表征膜分離性能參數(shù)主要有兩個(gè)。一個(gè)參數(shù)是各種物質(zhì)透過(guò)膜速率比值。即分離原因，通慣用截留率來(lái)表示。它大小表示了該體系分離難易程度。截留率有表觀截留率和本征截留率之分。膜法水處理第19頁(yè)表觀截留率本征截留率 式中 Cb為溶質(zhì)在膜料液側(cè)主體溶液中濃度；Cm為溶質(zhì)在料液側(cè)膜表面上濃度；Cp表示溶質(zhì)在滲透產(chǎn)物側(cè)濃度。 另一個(gè)參數(shù)是物質(zhì)透過(guò)膜速率，或稱膜通量，即單位面積膜上單位時(shí)問(wèn)內(nèi)透過(guò)滲透物量。其定義義式為： 式中J表示膜通量；mm-2s-1;V表示透過(guò)液體積，m3； S表示膜有效面積， ； t是運(yùn)行時(shí)間，s。膜法水處

11、理第20頁(yè)（3）膜工藝中物質(zhì)傳遞 膜分離必須經(jīng)過(guò)力作用才能發(fā)生。膜分離推進(jìn)力能夠是膜兩側(cè)壓力差、電位差或濃度差。力能夠是自然力，也能夠是加載上去。在膜生物反應(yīng)器工藝中最主要傳質(zhì)現(xiàn)象是對(duì)流和擴(kuò)散。 對(duì)流是由料液運(yùn)動(dòng)引發(fā)，其流動(dòng)方式或流態(tài)取決于運(yùn)動(dòng)速度。流速高時(shí)呈紊流狀態(tài)，低時(shí)呈層流狀態(tài)。普通來(lái)講，流動(dòng)速度越高，膜通量越大所以通常希望增加膜高壓側(cè)紊流程度。 擴(kuò)散是由料液中離子、原子或分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，逾常稱為布朗寧擴(kuò)散。擴(kuò)散基本定律是Fick第一擴(kuò)散定律，即擴(kuò)散速率正比于濃度梯度與布朗寧擴(kuò)散系數(shù)積。顆粒越小，擴(kuò)散速率越大。膜法水處理第21頁(yè)2. 膜處理技術(shù)試驗(yàn)研究2.1 膜生物反應(yīng)器組成和特點(diǎn) 通常

12、提到膜生物反應(yīng)器，實(shí)際上是三類反應(yīng)器總稱，它們分別是：膜膜生物反應(yīng)器（MABR）；萃取膜生物反應(yīng)器（EMBR）；膜分離生物反應(yīng)器（MBR）。膜法水處理第22頁(yè)膜法水處理第23頁(yè)2.2 膜生物反應(yīng)器特點(diǎn)能夠高效地進(jìn)行固液分離，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度靠近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。膜高效截流作用，使微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（STR）完全分離，使運(yùn)行控制愈加靈活穩(wěn)定。反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度高，耐沖擊負(fù)荷。有利千增殖緩饅硝化細(xì)菌截留、生長(zhǎng)和繁殖，系統(tǒng)硝化效率得以提升。經(jīng)過(guò)運(yùn)行方式改變亦可有脫氮和除磷功效。膜法水處理第24

13、頁(yè)泥齡長(zhǎng)。膜分離使污水中大分子難降解成份在體積有限生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠停留時(shí)間，大大提升了難降解有機(jī)物降解效率。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡下運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)基本無(wú)剩下污泥排放。系統(tǒng)采取PLC控制，可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制。占地面積小，工藝設(shè)備集中。膜法水處理第25頁(yè)2.3 膜生物反應(yīng)器能耗 MBR能耗比常規(guī)活性污泥法（00.5kWhm3）高。高能耗原因首先是因?yàn)镸BR過(guò)程必須保待一定膜驅(qū)動(dòng)壓力。其次是MBR中MLSS非常高，水中氧傳質(zhì)效果住往很差，所以MBR工藝采取加大曝氣量方式來(lái)玫善這一情況，因而造成能耗偏高。再者污染使膜通量快速降低，必須增大流速，沖刷膜面，減輕膜污染以維持所需要膜通量

14、。 MBR能耗主耍來(lái)自供水泵、循環(huán)泵、滲透水抽吸泵和曝氣系統(tǒng)。浸沒(méi)式MBR經(jīng)過(guò)反應(yīng)器中氣體運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需錯(cuò)流速度，經(jīng)過(guò)高干膜水位來(lái)實(shí)現(xiàn)所需壓力。而外置式是經(jīng)過(guò)一個(gè)大水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)微生物循環(huán)，滿足所需高壓和流速。所以浸役式比外置式總能耗要低。膜法水處理第26頁(yè)膜法水處理第27頁(yè)2.4 膜反應(yīng)器發(fā)展方向現(xiàn)有誠(chéng)市污水處理廠更新升級(jí)。尤其是出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)或處理流量劇增而占地面積無(wú)法擴(kuò)大情況。 應(yīng)用于無(wú)排水管網(wǎng)系統(tǒng)地域，如小居民點(diǎn)、度假區(qū)、旅游風(fēng)景區(qū)等。 應(yīng)用于有污水回用需求地域或場(chǎng)所，如賓館、洗車業(yè)、客機(jī)、流動(dòng)公廁等充分發(fā)揮膜生物反應(yīng)器占地面積小、設(shè)備緊湊、自動(dòng)控制、靈活方便特點(diǎn)。 應(yīng)用于高濃度、有毒、

15、難降解工業(yè)污水處理。MBR在技術(shù)上優(yōu)勢(shì)決定它能夠?qū)ΤＲ?guī)方法難以處理污水進(jìn)行有效處理，并目出水能夠回用。垃圾填埋滲濾液處埋及回用。在小規(guī)模污水處理廠（站）應(yīng)用。膜技術(shù)價(jià)格問(wèn)題決定它當(dāng)前比較適于小規(guī)模污水處理。膜法水處理第28頁(yè)2.5 膜生物反應(yīng)器應(yīng)用（1）膜生物反應(yīng)器在生活污水及其回用處理中應(yīng)用Kubota膜生物反應(yīng)器工藝及其城市污水處理實(shí)例 Kubota平板式淹沒(méi)膜生物反應(yīng)器最早利用于日本，在此工藝中，膜組件浸沒(méi)于曝氣池中。同全部膜生物反應(yīng)器一樣。Kubota工藝可在較高污泥濃度下運(yùn)行，普通MLSS在150000mg/L范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)Kubota裝置包含兩部分，上部為150個(gè)插入玻璃纖維加強(qiáng)塑料

16、外殼平板膜，平板膜之間有約7mm距離。 Kubota裝置下部在匹配外殼內(nèi)安裝了粗氣泡擴(kuò)散器，氣泡和活性污泥能夠在上部平板膜之間流動(dòng)。下部空氣擴(kuò)散器釋放出氣泡使污泥產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)膜表面向上錯(cuò)流（流速為0.5m/s，這股錯(cuò)流降低了膜污染，并使處理水能夠在較低壓力下經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾至出水搜集管路，每塊膜板包含固態(tài)丙烯腈丁二烯苯乙烯支撐板和超聲波焊接法焊接平板膜并在二者之問(wèn)有隔離層。每塊膜板膜面積為0.82，膜孔徑為4m。膜法水處理第29頁(yè)膜法水處理第30頁(yè) 在正常運(yùn)行中，處理永經(jīng)過(guò)膜單無(wú)，透過(guò)通量取決于膜單元水頭（普通在11.5m），而膜單元數(shù)量取決于所要求最大流率，所以透過(guò)通量決定了本力停留時(shí)間。通常污水

17、在進(jìn)入Kubota裝置之前應(yīng)該先經(jīng)過(guò)格柵和23mm篩網(wǎng)。假如要求脫氮，還應(yīng)有缺氧區(qū)和對(duì)應(yīng)從好氧反應(yīng)器回流至缺氧區(qū)回流系統(tǒng)。經(jīng)典Kubota膜生物反應(yīng)器流程以下列圖所表示。膜法水處理第31頁(yè) Porlock是英國(guó)北Somerset誨岸一個(gè)約有4000人村莊， Kubota污水處理裝置即建在從該村莊和周圍山上能夠俯視到較低地方，出水排人近誨濱海水中，因?yàn)橐笏ㄎ鬯畯S和圍環(huán)境融合為一體，所以處迎袋置應(yīng)含有高效緊湊特點(diǎn)。 該污水廠是在經(jīng)過(guò)中試試驗(yàn)后建成，于1998年2月開(kāi)始運(yùn)行。污水廠最大處理規(guī)模為1900m3d，共有24個(gè)Kubota膜單元分別安裝于4個(gè)好氧反應(yīng)器中。處理水依靠重力流流經(jīng)各反應(yīng)器。

18、因?yàn)槌庇纼?chǔ)存需要，處理后污水需用水泵提升至潮水池中，以下列圖所表示。膜法水處理第32頁(yè) 在運(yùn)行前14個(gè)月，出水水質(zhì)很好，類似于中試試驗(yàn)結(jié)果，如表所表示。普通最終出水BOD不超出5mgL，而且不受進(jìn)水BOD改變影響；細(xì)菌平均去除率為6log，其中腸道病毒和大腸桿菌噬菌體等病毒平均去除率為4log；出水濁度乎為0.3NTU。膜法水處理第33頁(yè)（2）膜生物反應(yīng)器在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用一體式好氧膜生物反應(yīng)器處理醫(yī)院污水 在北京海淀鄉(xiāng)衛(wèi)生院內(nèi)用一體式膜生物反應(yīng)器處理醫(yī)院污水。海淀鄉(xiāng)衛(wèi)生院是一家規(guī)模較小綜合性醫(yī)院，用水量平均為20m/d。所以該工程設(shè)計(jì)流量定為20md，處理裝置結(jié)構(gòu)圖以下所表示。膜法水處理第

19、34頁(yè) 整個(gè)裝置由生物反應(yīng)池和膜組件組成，生物反應(yīng)池為完全混合式好氧活性污泥曝氣他，有效容積6m3，內(nèi)設(shè)隔板將其分為大小相等兩個(gè)池子，內(nèi)置聚乙烯中空纖維膜組件24塊，每塊膜組件面積為4m2，膜總面積為96m2。膜組件下設(shè)穿孔管曝氣，曝氣量控制在8090m/h。中空纖維膜間歇運(yùn)行，臭吸頻率為開(kāi)13min，停2min。壓差汁用于監(jiān)測(cè)膜過(guò)濾壓力改變。液位計(jì)用來(lái)控制活性污泥反應(yīng)器液面，流量計(jì)用于測(cè)定膜出水流量。在該裝置中，污水先流人調(diào)整池，然后由泵提升經(jīng)細(xì)篩網(wǎng)過(guò)濾后進(jìn)入膜生物反應(yīng)器，生物處理后，在泵抽吸作用下，經(jīng)膜過(guò)濾得處處理水。膜法水處理第35頁(yè) 該膜生物反應(yīng)器對(duì)COD、氨氮、濁度平均去除率分別為8

20、0%、93%、83%。其中COD去除是由生物反應(yīng)器中活性污泥起主要作用，膜分離深入填補(bǔ)生物反應(yīng)器處理性能不穩(wěn)定性，確保出水COD穩(wěn)定、良好；而氨氮去除主要是生物反應(yīng)器作用結(jié)果。膜法水處理第36頁(yè)3.膜法水處理工程及應(yīng)用3.1 膜法飲用水處理苦咸水淡化 90年代早期，膜分離技術(shù)中微濾、反滲透在我國(guó)西部省區(qū)水年代早期，膜分離技術(shù)中微濾、反滲透在我國(guó)西部省區(qū)水處理方面開(kāi)始應(yīng)用，在石油工業(yè)戰(zhàn)線多用于苦咸水淡化，尤其是在高礦化度、高硬度苦咸水淡化和含鉻高氟、低礦化度苦咸水淡化方面。膜法水處理第37頁(yè)工藝流程膜法水處理第38頁(yè) 其處理特點(diǎn)為：反滲透系統(tǒng)對(duì)二價(jià)及多價(jià)離子截留效果顯著高于單價(jià)離反滲透系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)

21、極差 SO4Cl-NaMg型和SO4Cl-Na 型苦咸水中溶解性總固體、總硬度、鐵、錳、鈣、鎂、鉀、鈉、硫酸鹽、氯化物、二氧化硅等無(wú)機(jī)鹽去除率為96%100%;穩(wěn)定運(yùn)行 2年后，總硬度、氯化物、硫酸鹽、溶解性固體等指標(biāo)去除率仍98% ，出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家和世界先進(jìn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明去除效果顯著反滲透系統(tǒng)對(duì)人體健康危害較大氟化物去除率達(dá)96%，六價(jià)鉻去除率92.5% ，去除效果顯著；反滲透系統(tǒng)對(duì)污染性及毒理學(xué)指標(biāo)，如耗氧量、 氨氮、亞硝氮、硝氮和砷去除率為40%83% ，低于上述無(wú)機(jī)鹽類去除率，但因?yàn)樵形廴拘灾笜?biāo)含量相對(duì)較低， 40%83%去除率完全能夠滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求； 膜法水處理第3

22、9頁(yè)苦咸水中，微生物含量在地表水、地下水中差異較大，提升到反滲透系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌總數(shù)檢測(cè)去除率從44.6%提升到93.2%，去除效果顯著； 原水中毒理學(xué)指標(biāo)及部分理化指標(biāo)，如銅、鋅、鉛、鉻、鎘、銀、汞、硒、氰、揮發(fā)酚類、三氯甲烷、四氯化碳、苯并芘、滴滴涕、六六六含量均低，大都低于檢驗(yàn)方法檢出下限，膜系統(tǒng)對(duì)上述指標(biāo)去除率絕大部分到達(dá)100%。膜法水處理第40頁(yè)自來(lái)水膜處理 對(duì)于被污染水質(zhì)，除了對(duì)自來(lái)水可進(jìn)行工廠化深度處理外，還可使用了膜家用凈水機(jī)。膜法凈水機(jī)采取微濾（MF）或超濾（UF）技術(shù)，微濾濾芯有折疊式或中空纖維式，超濾濾芯大多為中空纖維式，也有卷式膜。其凈水工藝為：（1）自來(lái)水5m聚丙烯無(wú)紡布

23、折疊式濾芯活性炭吸附過(guò)濾0.2m微孔膜折疊式濾芯家用凈水（2）自來(lái)水5m聚丙烯無(wú)紡布折疊式濾芯活性炭吸附過(guò)濾中空纖維超濾濾芯家用凈水膜法水處理第41頁(yè)3.2 膜法工業(yè)廢水處理 糖類和蛋白質(zhì)類廢水處理 馬鈴薯生產(chǎn)淀粉廢水膜處理試驗(yàn)裝置及流程以下列圖所表示。膜法水處理第42頁(yè) 試驗(yàn)用膜裝置為聚砜（PS）和聚丙烯腈（PAN）中空纖維超濾膜組件，詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)下表。 膜法水處理第43頁(yè) 在本試驗(yàn)條件下，對(duì)該廢水處理?xiàng)l件選為：操作壓力0.1MPa，進(jìn)料流量70L/h，溫度為室溫，超濾前調(diào)整料液pH值3.5左右。超濾效果比很好，廢水COD值8175mg/L ，經(jīng)超濾處理后降 為3610mg/L ，COD 去除

24、率為55.8% 。試驗(yàn)發(fā)覺(jué)在料液體系中pH值影響是顯著，在pH值為3.5左右，靠近蛋白質(zhì)等當(dāng)點(diǎn)，此時(shí)蛋白質(zhì)溶解度最小，所以截留率提升。同時(shí) pH值在35左右，不但能夠提升超濾效果，對(duì)預(yù)防料液變質(zhì)也起到一定保護(hù)作用。污染后膜用 40、0.1mol/LNaOH溶液來(lái)清洗，恢復(fù)率在90%左右。膜法水處理第44頁(yè)含堿、含酸類廢水處理 化工廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生酸、堿廢水中，難降解物質(zhì)COD、BOD5、SS都很高。 在采取浸入式屏幕狀結(jié)構(gòu)中空纖維膜組件MBR處理酸、堿廢水工藝中，MBR由6組SMI型膜組件組成，處理水量為220m3d，實(shí)際運(yùn)行中膜通量為 0.2m(d)。出水中SS幾乎為零，COD去除率大于9

25、5，工藝運(yùn)行穩(wěn)定、操作 簡(jiǎn)單、管理方便。 膜法水處理第45頁(yè) 常州市羊毛衫毛條廠曾采取外壓套管式UF裝置處理洗毛生產(chǎn)線一槽、二槽、三槽排出 廢水。UF膜裝置配置了型號(hào)為UF4817個(gè)膜組件，總計(jì)膜面積68m2。裝置中膜組件設(shè)計(jì)為三組，其中兩組為兩并兩串，一組為兩并三串。UF運(yùn)行方式為間歇式操作。主要操 作參數(shù)：運(yùn)行溫度為4550；uF系統(tǒng)運(yùn)行壓力為進(jìn)口小于0.36MPa，出口大于 0.12MPa；膜面流速為3ms，；UF水通量為3540L(m2h)；濃縮倍數(shù)依原水羊毛脂濃 度不一樣，普通為35倍，濃縮液羊毛脂濃度控制在40g/L左右；膜清洗周期依洗毛工藝不一樣，對(duì)助洗劑為NaCl洗毛廢水，運(yùn)行

26、24h后清洗一次，對(duì)助洗劑為碳酸鈉和硫酸鈉洗毛廢水，普通在運(yùn)行一周后清洗一次。 洗毛廢水處理 膜法水處理第46頁(yè)工藝流程 膜法水處理第47頁(yè)處理效果 該系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明，洗毛一槽、二槽、 三槽廢水中COD、羊毛袖脂、TS一次性去除率分別大于95、99和80，UF透過(guò)水 COD從進(jìn)水68000mgL左右降至3000一5000mgL左右，羊毛油脂從進(jìn)水 14500mg兒左右降至100一300m8L左右。膜法水處理第48頁(yè)制藥廢水處理 該工程處理廢水量為200m/d，廢水來(lái)自生產(chǎn)醫(yī)用、獸用和農(nóng)用抗生素原料過(guò)程提取柱晶白霉素、農(nóng)用井岡霉素、農(nóng)畜兩用阿維菌素后排放廢水，以及這些制藥發(fā)酵液板框壓濾機(jī)清洗廢

27、水。 混合廢水經(jīng)過(guò)格柵，大顆粒可沉固體及漂浮物被攔截，進(jìn)入調(diào)整池，經(jīng)調(diào)整水量、水質(zhì)和預(yù)曝氣后 用泵輸送至混凝反應(yīng)池，分別加入適量PAC、PAM溶液進(jìn)行混凝和絮凝反應(yīng)，反應(yīng)液自 流入沉淀池進(jìn)行固液分離。經(jīng)過(guò)上述預(yù)處理廢水上清液溢流進(jìn)入Pw膜生物反應(yīng)器，在 充氧曝氣和微生物作用下將有機(jī)物降解為二氧化碳和水，并由膜組件進(jìn)行固液分離，處理 后廢水達(dá)標(biāo)排放。物化沉淀池分離污泥和Pw膜生物反應(yīng)器排放少許剩下污泥分別排 至污泥池，再用泵輸送至污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，泥餅外運(yùn)填埋處理。 膜法水處理第49頁(yè)工藝流程 膜法水處理第50頁(yè)處理效果 工程運(yùn)行結(jié)果表明，在進(jìn)水CODcr為71302480mgL，BOD5為6

28、17668mg L，NH3N為141一I 49mgL條件下，排出水CODcr、 BOD5 、 NH3N平均去除率分 別到達(dá)了98、96、98以上，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。 膜法水處理第51頁(yè)4. 膜污染及其控制技術(shù)4.1 膜面濃差極化 在膜分離過(guò)程中，料液中溶劑在壓力驅(qū)動(dòng)下透過(guò)膜，溶質(zhì)（離子或不一樣分子量溶質(zhì)與顆粒物）被截留，因?yàn)樗縅不停把溶質(zhì)帶到濾膜表面，使溶質(zhì)在濾膜表面處濃度Cm高于溶質(zhì)在水溶液主體中濃度Cb在濃度梯度作用下溶質(zhì)由膜面向本體溶液擴(kuò)散，形成邊界層，使流體阻力與局部滲透壓增大，造成膜通量下降。當(dāng)溶劑向膜面流動(dòng)溶質(zhì)向膜面流動(dòng)速度與濃度梯度使溶質(zhì)向本體溶液擴(kuò)散速度到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，

29、在膜面形成一個(gè)穩(wěn)定對(duì)應(yīng)于濃度差比Cm -Cb邊界層，稱為濃差極化邊界層，這個(gè)現(xiàn)象稱力濃差極化。膜法水處理第52頁(yè)膜面濃差極化危害使膜表面溶質(zhì)濃度增高，引發(fā)滲透壓增大，從而減小傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)膜表面溶質(zhì)濃度到達(dá)其飽和濃度時(shí)，便會(huì)在膜表面形成沉淀或凝膠層，增加透過(guò)阻力。膜表面凝膠層或沉積層形成會(huì)改變膜分離特征。當(dāng)溶質(zhì)在膜表面到達(dá)一定濃度時(shí)，有可能對(duì)膜發(fā)生溶脹或溶解惡化膜性能。嚴(yán)重濃差極化造成結(jié)晶析出，阻塞通道，運(yùn)行惡化。膜法水處理第53頁(yè)4.2 膜污染與防治 膜污染是指在膜過(guò)濾過(guò)程中，污本中微粒、膠體粒子或溶質(zhì)分子與膜發(fā)生物理化學(xué)相互作用，或因?yàn)闈獠顦O化使一些溶質(zhì)在膜表面超出其溶解度及機(jī)械作用而引發(fā)

30、在膜表面或膜孔內(nèi)吸耐、沉積，造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過(guò)流量與分離特征發(fā)生改變現(xiàn)象。膜污染中有些能夠經(jīng)過(guò)一定方法消除或減輕，而一些則使膜發(fā)生了永久性改變，無(wú)法消除。膜法水處理第54頁(yè)膜污染防治-化學(xué)防治原料液預(yù)處理研制污染物難以吸附膜材料 化學(xué)清洗法預(yù)處理是指在原料液過(guò)濾前向其中加入一個(gè)或幾個(gè)物質(zhì)，使原料液性質(zhì)或溶質(zhì)特征發(fā)生改變，如進(jìn)行預(yù)絮凝、預(yù)過(guò)濾或改變?nèi)芤簆H 值等方法，以脫除一些與膜相互作用物質(zhì)，從而提升過(guò)濾通量。慣用化學(xué)防污染法還有用清洗劑對(duì)已經(jīng)污染膜進(jìn)行清洗來(lái)部分恢復(fù)膜滲透通量。膜表面改性可分為物理改性和化學(xué)改性。物理改性是指用一個(gè)或幾個(gè)對(duì)膜分離特征不會(huì)產(chǎn)生很大影響小分子化合物， 化學(xué)改性將一些物質(zhì)加入制膜液中，使其在成膜過(guò)程中均勻分布于膜內(nèi)外表面以改變膜表面性能，提升膜抗污染性。膜法水處理第55頁(yè)濾餅機(jī)械刮除：經(jīng)典實(shí)例是利用海綿球滾動(dòng)來(lái)刮除濾餅并清洗膜面。膜面攪拌：經(jīng)過(guò)對(duì)膜表面物流攪拌，使得物流湍流程度增大形成薄流層，能夠減小膜表面污染。錯(cuò)流過(guò)濾：指主體流動(dòng)方向平行于過(guò)濾表面壓力驅(qū)動(dòng)過(guò)濾過(guò)程。穩(wěn)態(tài)湍流：控制濃差極化和膜污染最簡(jiǎn)單方法就是提升錯(cuò)流速度，使流體處于穩(wěn)態(tài)湍流狀態(tài)。不穩(wěn)定流體流動(dòng)：不穩(wěn)定流體流動(dòng)是指在流動(dòng)系統(tǒng)中，各個(gè)截面上