超濾膜之水處理技術(shù).PPT

1、微濾(MF)超濾(UF)納濾(NF)反滲透(RO)水懸浮顆粒大分子糖,二價(jià)鹽,解離酸單價(jià)鹽、非解離酸壓力驅(qū)動(dòng)膜過程示意圖壓力驅(qū)動(dòng)膜過程示意圖離子范圍大分子范圍微粒細(xì)粒粗粒粒子大小0.00010.0010.010.11.0101001000微米反滲透納濾超 濾微 濾 常規(guī)過濾壓力驅(qū)動(dòng)膜的界限壓力驅(qū)動(dòng)膜的界限各種壓力驅(qū)動(dòng)膜過程的比較各種壓力驅(qū)動(dòng)膜過程的比較原料液濃縮液UF膜透過液超濾原理示意圖超濾原理示意圖脫鹽層脫鹽層多孔支撐層多孔支撐層增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料截留率真實(shí)膜理想膜蛋白蛋白%1001）進(jìn)水蛋白含量透過液蛋白含量（R%1001）進(jìn)水聚乙二醇含量透過液聚乙二醇含量（R鹽溶液1%的血清蛋白PM30

2、PM30PM30XM50XM50XM50截留率卵蛋白糜蛋白酶細(xì)胞色素C細(xì)胞色素C在1%的血清溶液中的截留率卵蛋白在鹽溶液中的截留率0200400600800100012001400160018002000220060708090100金 溶 膠 B溶 膠 B+乳 膠 L 50KPaB+L 100KPaB+L 200KPa截留率%透 過液體積/ml510152025303540455050060070080090010001100產(chǎn)水量溫度0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.45200400600800100012001400產(chǎn)水量(L/h)壓力（ MPa

3、)0.00.20.40.60.81.00100200300400500 BMW1000 CMW4000 DMW6000產(chǎn)水量（ L/h)濃度（%）截留液體積（）初始料液的體積（RVVVCR0Cheryan推導(dǎo)出截留液濃度推導(dǎo)出截留液濃度CR與與VCR，超濾液的初，超濾液的初始濃度始濃度C0及截留率及截留率R之間有如下關(guān)系之間有如下關(guān)系RR(VCR)CC0膜1002010020UF加壓加水RE-UF透過液透過液間間歇歇式式死死端端過過濾濾 第二次稀釋時(shí)第二次稀釋時(shí)12012RRVCRC(VCR)VCRCC）（R(VCR)CC01第三次稀釋時(shí)23023RRVCRC(VCR)VCRCC）（第第N次稀

4、釋時(shí)次稀釋時(shí))1(101RnRnnVCRC(VCR)VCRCC）（膜100連續(xù)加水加壓體積不變透過液連連續(xù)續(xù)式式死死端端過過濾濾）初始料液體積（）透過液的體積（0VVVPD若在連續(xù)過濾的任一時(shí)間：若在連續(xù)過濾的任一時(shí)間：料液槽中的溶質(zhì)濃度為料液槽中的溶質(zhì)濃度為C，加水的微體積單元為加水的微體積單元為dV，則此刻透過液中溶質(zhì)的增量為則此刻透過液中溶質(zhì)的增量為CdV(1-R),料液槽中對應(yīng)的溶質(zhì)減少量為料液槽中對應(yīng)的溶質(zhì)減少量為-V0dV)1(000000)1 ()1 ()1 ()1 (0RVRDRVCCDPReCCVRCCLndVVRCLnVdVRCdCdVRCdCV積分得到積分得到或或料 液

5、罐料 液 泵U F透 過 液回 流 線間間 歇歇 式式 截截 留留 液液 全全 循循 環(huán)環(huán)料 液 罐料 液 泵U F透 過 液回 流 線循 環(huán) 回 路間間 歇歇 式式 截截 留留 液液 部部 分分 循循 環(huán)環(huán)料液罐料液泵UF透過液濃縮液單單級(jí)級(jí)無無循循環(huán)環(huán)連連續(xù)續(xù)錯(cuò)錯(cuò)流流料液罐料液泵UF透過液循環(huán)回路濃縮液單單 級(jí)級(jí) 截截 留留 液液 循循 環(huán)環(huán) 連連 續(xù)續(xù) 錯(cuò)錯(cuò) 流流料液罐料液泵UFUFUF料液泵料液泵料液泵透過液多級(jí)連續(xù)錯(cuò)流多級(jí)連續(xù)錯(cuò)流料 液 罐料 液 泵U F透 過 液回 流 線間間 歇歇 式式 截截 留留 液液 全全 循循 環(huán)環(huán)料 液 罐料 液 泵U F透 過 液回 流 線V P連 續(xù)

6、 恒 容 過 程-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.0-0.20.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.0 BR=0.1 CR=0.6 DR=0.7Vp/V0ln(Cf/C0)BR=0.1CR=0.6DR=0.7主 體 溶 液邊 界 層厚 度透 過 水 濃 度原 液 濃 度膜 面 濃 度體 積 通 量濃濃 差差 極極 化化 現(xiàn)現(xiàn) 象象 示示 意意 圖圖0.00.00.40.40.80.81.21.21.61.62.02.002004006008001000產(chǎn)水量膜 面壓差純水產(chǎn)水量與壓力的關(guān)系曲線溶液產(chǎn)水量與壓力的關(guān)系曲線降低

7、濃差極化的方法降低濃差極化的方法降低膜表面的濃度降低膜表面的濃度降低操作壓力降低操作壓力降低料液濃度降低料液濃度垂直于膜表垂直于膜表 面的混合 面的混合降低濃縮倍數(shù)降低濃縮倍數(shù)移除膜表面的移除膜表面的 濃縮物 濃縮物增加溶質(zhì)返回主體增加溶質(zhì)返回主體 溶液的質(zhì)量傳遞 溶液的質(zhì)量傳遞葉片混合器葉片混合器固定混合器固定混合器減薄邊界層減薄邊界層機(jī)械沖刷機(jī)械沖刷高速度梯度高速度梯度增加擴(kuò)散系數(shù)增加擴(kuò)散系數(shù)薄流動(dòng)溝薄流動(dòng)溝縮短流動(dòng)長度縮短流動(dòng)長度運(yùn)動(dòng)膜運(yùn)動(dòng)膜運(yùn)動(dòng)液體運(yùn)動(dòng)液體接 觸 角接 觸 角接 觸 角膜 與 水 接 觸 角 的 3種 典 型 情 況LVSLSVrrrCOS式中式中 rsv-膜與空氣的表

8、面張力膜與空氣的表面張力 rsl-膜與水的表面張力膜與水的表面張力 rlv-水與空氣的表面張力水與空氣的表面張力大大 孔孔小小 孔孔流流 向向流流 向向壓壓 力力壓壓 力力膜膜 污污 染染 機(jī)機(jī) 理理0102030405060020406080100120大孔小孔滲透速率時(shí) 間小孔膜大孔膜 復(fù)合膜復(fù)合膜 復(fù)合膜復(fù)合膜玉米芯堿液蒸煮中和高速離心板框過濾超濾生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程料液箱料液泵UF清洗水箱清洗泵保安濾器給氣濃水壓力UF流程示意圖UF流程示意圖加水乳清液熱沉降高速離心電滲析UF反滲透三效濃縮成品流程示意圖流程示意圖降蛋白除去大顆粒物除鹽除蛋白濃縮低聚糖料液箱料液泵UFFI清洗水箱清洗泵保安濾

9、器給氣來自電滲析濃水壓力UF流程示意圖UF流程示意圖0.070.080.090.100.11405060f(L/m2.h)平均壓力（ MPa）70075080085090056586062646668F（ L/m2.h）料液循環(huán) 量（ L/h）2.55.07.510.012.5304050607080F（ L/m2.h）含固量（ %）原液池輸送泵壓力表壓力表袋式過濾器原液槽供液泵蜂房式過濾器預(yù)處理系統(tǒng)流程圖預(yù)處理系統(tǒng)流程圖供液控制閥供液控制閥循環(huán)泵循環(huán)泵流量控制閥壓力計(jì)透過液流量計(jì)放氣閥放氣閥流量控制閥超濾超濾超濾系統(tǒng)流程示意圖超濾系統(tǒng)流程示意圖超過濾液槽后沖洗泵超過濾器預(yù)過濾器循環(huán)泵回槽液泵

10、循環(huán)沖洗泵電泳槽副槽預(yù)沖洗主沖洗UF法處理電泳漆廢水流程UF法處理電泳漆廢水流程電泳槽固體含量12%超濾裝置24（并）4（串）婊。5超濾裝置24（并）4（串）婊。5預(yù)過濾80目透過液貯槽上海汽車廠UF處理電泳漆廢水流程紡織加工排水透過液熱回收上漿UF裝置褪漿池振動(dòng)網(wǎng)115微米過濾中間槽濃縮液補(bǔ)加PVA混合槽排水PVA廢水回收工藝流程PVA廢水回收工藝流程料液罐料液泵UFUFUF料液泵料液泵料液泵透過液多級(jí)連續(xù)錯(cuò)流多級(jí)連續(xù)錯(cuò)流調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池厭氧池厭氧池膜膜-生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器 （好氧池）（好氧池）污泥沉降污泥沉降 干化池干化池回用或排放回用或排放水箱水箱格柵格柵風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)抽抽吸吸泵泵恒恒流流閥閥真

11、真空空表表流量儀流量儀傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器 (MBR流程流程)流量調(diào)整池流量調(diào)整池反應(yīng)池反應(yīng)池流量調(diào)整池流量調(diào)整池反應(yīng)池反應(yīng)池二沉池二沉池 1經(jīng)處理后排放水可實(shí)現(xiàn)回用1 10 100 1000 1 10 100u 1mm大腸桿菌大腸桿菌(25m )MBR用膜用膜斷面圖斷面圖表面圖表面圖膜元件型號(hào)膜元件型號(hào) 膜面積膜面積 濾膜孔徑濾膜孔徑 過濾產(chǎn)量過濾產(chǎn)量SMBR150 1.50米米2 0.3m 600升日升日SMBR80 0.80米米2 0.3m 320升日升日SMBR25 0.25米米2 0.3m 100升日升日 膜片元件膜片元件曝氣管路曝氣管路濾液抽吸濾液抽

12、吸 管路管路導(dǎo)軌板導(dǎo)軌板不銹鋼架子不銹鋼架子N單位時(shí)間內(nèi)通過單位膜面積的過濾量單位時(shí)間內(nèi)通過單位膜面積的過濾量 N單位：單位：m3m2d 或或 Lm2d 混合液混合液 排放液排放液臨界膜通量（Critical Flux）膜面切向錯(cuò)流、氣液擾動(dòng) 1015 g/L 反應(yīng)器主體反應(yīng)器主體 膜材料與組件膜材料與組件 附屬裝置與系統(tǒng)附屬裝置與系統(tǒng) 預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)污泥處理設(shè)施污泥處理設(shè)施自控系統(tǒng)自控系統(tǒng)膜相關(guān)參數(shù) & 膜材料與孔徑膜材料與孔徑& 操作通量與壓力操作通量與壓力& 操作模式操作模式& 膜面水力條件膜面水力條件& 清洗清洗 反應(yīng)器相關(guān)參數(shù) HRTHR

13、T，SRTSRT污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷容積負(fù)荷容積負(fù)荷 處理效果與影響因素處理效果與影響因素 混合液性質(zhì)與混合液性質(zhì)與微生物行為微生物行為膜污染機(jī)理膜污染機(jī)理與控制技術(shù)與控制技術(shù)廢水處理量 Q = 300m3d = 300 m3d0.4 m3m2d1.5 m2張 = 500片 (SMBR150型) = 500片50片組件=10組 或 500片100片組件=5組A A（組件縱向）尺寸：（組件縱向）尺寸：4040片膜片膜13001300以上以上 6060片膜片膜16001600以上以上 8080片膜片膜19001900以上以上 100100片膜片膜22002200以上以上B B（組件短邊向）尺寸：（組件

14、短邊向）尺寸：（1000-1200)1000-1200)n+300 +300 n16001600以上以上H H（反應(yīng)器水深）尺寸：（反應(yīng)器水深）尺寸：SMBR80型型 15001500以上以上 SMBR150型型 2 2500以上以上 （MBR反應(yīng)器高度應(yīng)為：反應(yīng)器高度應(yīng)為：H+500) )反應(yīng)池周邊反應(yīng)池周邊 膜組件膜組件&有機(jī)污水處理設(shè)施的場合有機(jī)污水處理設(shè)施的場合 BODBOD容積負(fù)荷容積負(fù)荷1.01.01.5kg/(m1.5kg/(m3 3d)d)。V m3Q= 100m3/dBOD 100mg/L10kg BOD/d10kg BOD/d1.5kg BOD/(m3d) = 6.

15、7m3以上以上PP流入排放流量調(diào)整池流量調(diào)整池膜生物反應(yīng)池膜生物反應(yīng)池膜生物反應(yīng)池中生物處理所需的空氣膜生物反應(yīng)池中生物處理所需的空氣 量，根據(jù)被處理污水的水質(zhì)狀況確定。量，根據(jù)被處理污水的水質(zhì)狀況確定。設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)條件 污水類型：污水類型： 市政雜排水市政雜排水 污水量：污水量： 300m3d 流入流入BOD： 200mgL設(shè)定值設(shè)定值 膜通量：膜通量： 0.4m3m2d BOD容積負(fù)荷：容積負(fù)荷： 1.5KGm3d計(jì)算值計(jì)算值 膜元件數(shù)：膜元件數(shù)： 300m3d 0.4m3m2d=750 m2 選用選用SMBR150型：型： 750 m21.5 m2張張=500片片 膜組件數(shù)：膜組件數(shù)：

16、50050=10 (個(gè)個(gè))或或500100=5 (個(gè)個(gè)) 反應(yīng)池體積：反應(yīng)池體積： 200mgL300m3d 1.5KGm3d =40 m3(實(shí)際生物好氧反應(yīng)水量實(shí)際生物好氧反應(yīng)水量) 反應(yīng)池尺寸：參見反應(yīng)池尺寸：參見“關(guān)于膜組件的設(shè)置空間關(guān)于膜組件的設(shè)置空間” HRT： 24(300m3d40 m3)=3.2h(mg/L)TNTN去除率：去除率：90%90%TPTP去除率：去除率：80%80%，出水，出水TP1.0mg/LTP1.0mg/L缺氧反應(yīng)器缺氧反應(yīng)器厭氧反應(yīng)器厭氧反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器 內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)回流污泥回流污泥原廢水原廢水處理水處理水051015202530350102

17、03040天數(shù)/d真空度/-KPa360L/m2d420L/m2d460L/m2d電費(fèi)電費(fèi) 1KWH噸噸 0.60元噸元噸日常維修費(fèi)日常維修費(fèi) 0.11元噸元噸 人工費(fèi)人工費(fèi) 0.12元噸元噸 利用孔徑1m的濾紙判斷活性污泥的性能是否良好 在100毫升量筒中倒入20毫升混合污泥液，加水稀釋至100毫升，靜止放置30分鐘后，讀得沉積污泥毫升數(shù)V。 式中k為修正系數(shù)，約為0.5-1.0，對不同MBR應(yīng)用項(xiàng)目，活性污泥菌種不同，須經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定出k值。此方法有一定誤差，但能較快捷、方便確定MLSS。高效反應(yīng)器的構(gòu)建高效反應(yīng)器的構(gòu)建膜材料的選擇和膜單元膜材料的選擇和膜單元臨界通量的選擇臨界通量的選擇膜污染在線控制膜污染在線控制和清洗技術(shù)和