常見問題
廢水深度處理和回用項目中如何選擇超濾膜？
發(fā)布時間：
2020-02-17
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廢水深度處理和回用工程多采用預(yù)處理和雙膜組合工藝， 超濾膜具有優(yōu)異的出水水質(zhì)、更小的占地面積、更低的能耗、更簡單的操作管理等特點，確保反滲透等后續(xù)設(shè)備的長期安全穩(wěn)定運行，在廢水的深度處理和回用工程中已得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。
在工業(yè)上應(yīng)用并實現(xiàn)商品化的超濾膜主要有卷式、螺旋式、平板式、管式和中空纖維式，中空纖維式超濾膜在廢水的深度處理和回用工程中占主導(dǎo)地位。根據(jù)運行方式的不同，中空纖維式超濾膜分為壓力式、浸沒式，壓力式超濾和浸沒式超濾各有優(yōu)勢和應(yīng)用領(lǐng)域，本文通過對超濾膜實際應(yīng)用進行分析，總結(jié)這兩種運行方式的超濾工藝在實際應(yīng)用中的區(qū)別。
一、壓力式超濾
壓力式超濾膜是將大量的中空纖維膜絲裝入一個圓形柱狀壓力容器中，纖維束的開口端用環(huán)氧樹脂澆鑄成管板，配備相應(yīng)的連接件（包括進水端、產(chǎn)水端、濃縮水端），即形成標(biāo)準(zhǔn)膜組件，通過不同數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)膜組件并聯(lián)組成膜系統(tǒng)。壓力式超濾系統(tǒng)運行時，通過進水泵將進水壓入超濾膜組件中。壓力式超濾膜采用密閉式系統(tǒng)設(shè)計，過濾方式分為內(nèi)壓式或外壓式，采用直流式或錯流式過濾。
1、優(yōu)點
壓力式超濾膜系統(tǒng)水通量高，膜的通量為40~120 lmh，需要的膜面積較少。
壓力式超濾膜不需要膜池，土建成本較低。
壓力式超濾膜安裝方便，可以直接拆卸，因此維修、更換比較簡單。
壓力式超濾膜化學(xué)清洗較為簡單，可原地進行化學(xué)清洗，僅需要清洗溶液箱、清洗水泵及清洗過濾器。
2、缺點
壓力式超濾膜進水要求高，工藝復(fù)雜，需要在壓力式超濾前加配預(yù)處理系統(tǒng)（如氣浮、砂濾、活性炭、自清洗過濾器等）以降低進水濁度，適用于水質(zhì)較好或水源比較穩(wěn)定的項目。
壓力式超濾膜抗污染能力差，易堵塞，由于纖維間存在死角可能導(dǎo)致反洗或清洗不徹底。
采用較高壓力過濾（0.035~0.2MPa），能耗較高，能耗成本一般為0.2kW.h/m3。
壓力式超濾膜系統(tǒng)需要更多的和更復(fù)雜的連接件及閥門。
二、浸沒式超濾
浸沒式超濾包括固定在垂直或水平框架上的中空纖維膜絲，設(shè)在框架頂部或底部的產(chǎn)水集水管。每個集水管包含有一層密封膜絲的環(huán)氧樹脂，使得膜的內(nèi)腔與管道相連以收集產(chǎn)水，因此浸沒式超濾只有產(chǎn)水端一個連接點。幾個或幾十個浸沒式超濾膜組件通過兩個硬直角管將其集水管相連，同時將它們的位置固定，形成一個膜箱，若干個膜箱并聯(lián)浸泡在膜池中組成一個膜列，若干個膜列并聯(lián)組成不同處理規(guī)模的浸沒式超濾膜系統(tǒng)。
與壓力式超濾相反的是，浸沒式超濾是在較低的負壓狀態(tài)下運行使用，利用虹吸或水泵抽吸的方式，將水由外向內(nèi)進行負壓抽濾，實現(xiàn)低膜壓差、適度膜通量的直流式全量過濾。浸沒式超濾的開放過濾形式降低了進水預(yù)處理的要求，日漸成為繼壓力式超濾之后的又一種新型膜應(yīng)用技術(shù)。
1、優(yōu)點
可利用原有的澄清池或砂濾池或其他水池改造成為浸沒式超濾膜池，在不增加土建占地和投資的情況下實現(xiàn)膜法改造。
工藝較簡單，浸沒式超濾前一般不需要混凝沉淀和多介質(zhì)過濾，二沉池出水可直接進系統(tǒng)，可以直接過濾高濃度懸浮物而不需要復(fù)雜預(yù)處理（如可高達200NTU以上，MBR就是浸沒式超濾膜的一種特殊應(yīng)用，直接過濾懸浮物高達10000mg/L的污泥）。抗污堵能力較強，適用于水質(zhì)差或波動較大的水源。
采用虹吸或低壓真空抽吸的方式（0.02~0.03MPa），能耗較低，能耗成本一般為0.05~0.1kW.h/m3。
浸沒式超濾膜系統(tǒng)只需要少量的連接件及閥門，管道設(shè)備成本比壓力式超濾的低。
2、缺點
浸沒式超濾膜通量較低，膜通量為20~80 lmh，相比壓力式超濾膜，需要更多的膜面積。
浸沒式超濾安裝量大，需要采用行車將膜箱吊入膜池，且膜池內(nèi)安裝空間狹小。
浸沒式超濾膜化學(xué)清洗復(fù)雜，清洗時需將膜箱吊離膜池，放入清洗池內(nèi)浸泡，待清洗完成后再吊入膜池。
浸沒式超濾膜需建設(shè)膜池和清洗池，土建成本較高。
綜上比較，可以看出無論是壓力式超濾或浸沒式超濾都可以滿足廢水深度處理和回用的需求，只不過要根據(jù)項目的要求選擇合適的工藝。若更關(guān)注項目運行費用或大型BOT項目，可以選擇浸沒式超濾。若更關(guān)注安裝方便、項目建設(shè)費用或中小型項目的，可以選擇壓力式超濾。
在工業(yè)上應(yīng)用并實現(xiàn)商品化的超濾膜主要有卷式、螺旋式、平板式、管式和中空纖維式，中空纖維式超濾膜在廢水的深度處理和回用工程中占主導(dǎo)地位。根據(jù)運行方式的不同，中空纖維式超濾膜分為壓力式、浸沒式，壓力式超濾和浸沒式超濾各有優(yōu)勢和應(yīng)用領(lǐng)域，本文通過對超濾膜實際應(yīng)用進行分析，總結(jié)這兩種運行方式的超濾工藝在實際應(yīng)用中的區(qū)別。
一、壓力式超濾
壓力式超濾膜是將大量的中空纖維膜絲裝入一個圓形柱狀壓力容器中，纖維束的開口端用環(huán)氧樹脂澆鑄成管板，配備相應(yīng)的連接件（包括進水端、產(chǎn)水端、濃縮水端），即形成標(biāo)準(zhǔn)膜組件，通過不同數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)膜組件并聯(lián)組成膜系統(tǒng)。壓力式超濾系統(tǒng)運行時，通過進水泵將進水壓入超濾膜組件中。壓力式超濾膜采用密閉式系統(tǒng)設(shè)計，過濾方式分為內(nèi)壓式或外壓式，采用直流式或錯流式過濾。
壓力式超濾膜系統(tǒng)水通量高，膜的通量為40~120 lmh，需要的膜面積較少。
壓力式超濾膜不需要膜池，土建成本較低。
壓力式超濾膜安裝方便，可以直接拆卸，因此維修、更換比較簡單。
壓力式超濾膜化學(xué)清洗較為簡單，可原地進行化學(xué)清洗，僅需要清洗溶液箱、清洗水泵及清洗過濾器。
2、缺點
壓力式超濾膜進水要求高，工藝復(fù)雜，需要在壓力式超濾前加配預(yù)處理系統(tǒng)（如氣浮、砂濾、活性炭、自清洗過濾器等）以降低進水濁度，適用于水質(zhì)較好或水源比較穩(wěn)定的項目。
壓力式超濾膜抗污染能力差，易堵塞，由于纖維間存在死角可能導(dǎo)致反洗或清洗不徹底。
采用較高壓力過濾（0.035~0.2MPa），能耗較高，能耗成本一般為0.2kW.h/m3。
壓力式超濾膜系統(tǒng)需要更多的和更復(fù)雜的連接件及閥門。
二、浸沒式超濾
浸沒式超濾包括固定在垂直或水平框架上的中空纖維膜絲，設(shè)在框架頂部或底部的產(chǎn)水集水管。每個集水管包含有一層密封膜絲的環(huán)氧樹脂，使得膜的內(nèi)腔與管道相連以收集產(chǎn)水，因此浸沒式超濾只有產(chǎn)水端一個連接點。幾個或幾十個浸沒式超濾膜組件通過兩個硬直角管將其集水管相連，同時將它們的位置固定，形成一個膜箱，若干個膜箱并聯(lián)浸泡在膜池中組成一個膜列，若干個膜列并聯(lián)組成不同處理規(guī)模的浸沒式超濾膜系統(tǒng)。
與壓力式超濾相反的是，浸沒式超濾是在較低的負壓狀態(tài)下運行使用，利用虹吸或水泵抽吸的方式，將水由外向內(nèi)進行負壓抽濾，實現(xiàn)低膜壓差、適度膜通量的直流式全量過濾。浸沒式超濾的開放過濾形式降低了進水預(yù)處理的要求，日漸成為繼壓力式超濾之后的又一種新型膜應(yīng)用技術(shù)。
可利用原有的澄清池或砂濾池或其他水池改造成為浸沒式超濾膜池，在不增加土建占地和投資的情況下實現(xiàn)膜法改造。
工藝較簡單，浸沒式超濾前一般不需要混凝沉淀和多介質(zhì)過濾，二沉池出水可直接進系統(tǒng)，可以直接過濾高濃度懸浮物而不需要復(fù)雜預(yù)處理（如可高達200NTU以上，MBR就是浸沒式超濾膜的一種特殊應(yīng)用，直接過濾懸浮物高達10000mg/L的污泥）。抗污堵能力較強，適用于水質(zhì)差或波動較大的水源。
采用虹吸或低壓真空抽吸的方式（0.02~0.03MPa），能耗較低，能耗成本一般為0.05~0.1kW.h/m3。
浸沒式超濾膜系統(tǒng)只需要少量的連接件及閥門，管道設(shè)備成本比壓力式超濾的低。
2、缺點
浸沒式超濾膜通量較低，膜通量為20~80 lmh，相比壓力式超濾膜，需要更多的膜面積。
浸沒式超濾安裝量大，需要采用行車將膜箱吊入膜池，且膜池內(nèi)安裝空間狹小。
浸沒式超濾膜化學(xué)清洗復(fù)雜，清洗時需將膜箱吊離膜池，放入清洗池內(nèi)浸泡，待清洗完成后再吊入膜池。
浸沒式超濾膜需建設(shè)膜池和清洗池，土建成本較高。
綜上比較，可以看出無論是壓力式超濾或浸沒式超濾都可以滿足廢水深度處理和回用的需求，只不過要根據(jù)項目的要求選擇合適的工藝。若更關(guān)注項目運行費用或大型BOT項目，可以選擇浸沒式超濾。若更關(guān)注安裝方便、項目建設(shè)費用或中小型項目的，可以選擇壓力式超濾。
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