中水/循环冷却水回用装置

超滤工艺说明

活性炭过滤器进水泵将原水提升加压，经加压过滤后水送至超滤前精密过滤器，水中大于100µm的悬浮颗粒得到去除，同时也保护超滤膜元件端口不会受到大颗粒物质的擦伤而损坏。经过滤器过滤后的带压水进入超滤膜组件，由于超滤膜本身的特性，大部分的细菌、藻类、胶体物质和微小（大于0.025微米）的颗粒物质被截留在膜的表面，水及水溶性的物质透过膜孔，水质在膜系统得到净化。通过超滤膜的过滤作用，TSS及胶体物质基本得以去除。过滤一定时间后，在膜的表面会沉积一层污染层，需要对膜元件进行反洗：反洗水泵将超滤出水提升加压后由超滤产水管进入系统，带压反洗水将膜表面的污染物冲洗出系统，膜元件的通量得以恢复。由于水中含有各种细菌、有机物、无机物等，仅用清水进行反洗并不能完全恢复膜通量，所以，在膜元件过滤一定时间后，需要对膜进行化学加强反洗，即在反洗时加入化学药品，通过化学药剂彻底去除膜表面的污染物。

正常反洗后的污水直接排入厂区预处理系统（原水池），超滤化学反洗（CEB）废水排入需方高盐水系统，不能够进入厂区预处理系统。

 超滤技术介绍

所采用的超滤膜技术是专门针对大型水处理工程开发的膜过滤技术。这种高性能超滤膜平均孔径为0.030～0.035mm，最大孔径不超过0.025mm。这样可充分保证水中尺寸大于0.025mm的颗粒，如胶体、固体颗粒、病毒、细菌、隐性孢子等被过滤掉。该系列超滤膜对细菌去除率>6log，对病毒去除率>4log，出水水质SDI 值保证≤3。因此保证了过滤后的出水，不含任何悬浮物，长期保持高质量，可以直接使用。本项目所采用的超滤膜具有优异的耐化学腐蚀的性能。因此可以在1-13的pH值范围内进行操作，并且耐氧化，可以用来处理加氯处理后的水，以及用强氧化剂进行清洗。

水溶液在膜中的流态可分为全流过滤和错流过滤两种。全流过滤一般适用于水源比较干净的地下水，错流过滤一般适用于水源较差的地表水或污水处理场回用水。本项目设计采用的超滤运行方式为错流过滤。每个膜组件为2.2米长，中空纤维式，膜丝内径0.7 mm，每个膜组的膜面积为75 m²。

采用错流过滤方式大大降低了膜堵塞频率，典型的过滤压差是0.1～0.8bar。在膜表面沉积的固体颗粒，通过定期的风洗和水反洗加以去除，这种反洗不必加入任何的化学清洗剂。固体污物在定期反洗中被除去，因此避免了其在膜附近的沉积。

那些吸附在膜表面，不能被反洗去除的污物，通过在线的化学加强反洗（CEB）去除。此时膜组件不必移出，可以在线进行清洗。在化学加强反洗过程中，加入少量的化学清洗剂。通过短时间的浸泡（通常为5－10分钟）后，将化学清洗剂排出，此时超滤膜恢复为像一根新膜一样的清洁状态。本项目设计采用的超滤膜不需要拆卸下来后进行清洗，因此避免了反复使用清洗剂可能产生的交叉污染。另外，在设备运行过程中，无需人工监视。

设计超滤膜的要求

方案所采用的超滤膜与其他膜元件相比，具有以下特点：

1) 高度集成化的布置大大减少设备的占地面积；

2) 高的膜通量，较低的运行压力。本项目设计采用的超滤膜要求通量为45l/m²h。由于该膜的高性能，保证超滤系统的运行压力非常低，从而系统仅需要非常低的运行能耗。

3) 膜材料抗氧化性强，可以在广泛的化学环境中进行运行和清洗。清洗时pH值可以耐受1～13任何区间。并且高耐氧化性，膜可以用来处理加氯后的水，以及用次氯酸钠、双氧水等强氧化剂进行清洗。

4) 通过独特的在线加强化学反洗，可降低清洗药剂消耗量，从而减少清洗费用。

5) 超滤膜系统完全自动运行：过滤、反洗、化学加强反洗都由控制系统监控。

6) 超滤膜的正常使用寿命达到3年以上。

超滤系统工作原理

1）产水

开启超滤系统自动阀门2、4、10，关闭自动阀门6、8、12、14；膜过滤工作时间为20～60分钟。在此状态下，根据原水水质或产品水质的要求，通过计量泵直接把氧化性杀菌剂加入膜过滤原液系统。氧化剂采用氯、臭氧、二氧化氯、次氯酸钠等，加入浓度为0.5～10ppm。

2）反洗

气、水反洗：关闭自动阀2、4、6、10，打开自动阀8、12、14，开启反洗泵调节反洗液流量为0.3t/h·支，清洗气体流量为2.5～5.0 m3/h·支，清洗时间20～60秒。通入压缩空气时，中空纤维由于上升气流的作用而摆动，使中空纤维相互摩擦碰撞，从而使中空纤维壁上附着的污染物剥离脱落。此时反洗的目的在于将膜表面的沉积物冲松，并保持膜组件内充满液体，从而最大限度的发挥空气振荡的功效。在此状态下反洗，根据水质需要，可以通过单向阀3在反洗液中加入氧化性清洗药剂。氧化剂可以采用氯、臭氧、二氧化氯、次氯酸钠等，浓度为2～1000ppm；酸性阻垢剂，如盐酸等；碱性除油剂，如氢氧化钠等。根据水质需要，可以同时加入一种或两种药剂。

水反洗：关闭阀门2、4、10、14，打开阀门6、8、12，调节反洗流量为2.3t/h·支，清洗时间10～60秒。该清洗流程的目的在于通过大流量的反冲洗，将膜孔道和中空纤维膜表面的污染物冲掉，并通过最低位阀门6将浓缩的污水排出。

3）排污或正冲

排污：

关闭阀门12，其余阀门状态同清洗状态2，通过最低位阀门6将膜组件与膜装置管路中残存的浓污水排出。

正冲：

开启自动阀门2、8，关闭其余自动阀门，在此状态下，利用原水将膜组件中的残余污染物从膜组件回流口排出。

4） 膜组件的透水性能是随水温而变化的。使用温度为5～45℃

膜的完整性检测

膜完整性的确定根据的是气流的速率，即特定条件下空气通过膜的情况。完整的超滤膜是不透气的纤维丝，因此对于完整的膜，气体流动的速度等于扩散速度。一旦有破损的膜丝存在，则气体立刻直接渗透到出水端。因此会导致气流速率同水的排放速率产生明显的升高。

首先将入水端的水排出，然后在入水端提供一定压力的压缩空气。在膜表面流动的气压可以推动水向压力为标准大气压的出水端排放。而出水端水排放的速率可以通过安装在出水端的流量计进行测量。

此方法不仅可以测试一套UF 系统或一套UF系统的一部分，还可以判断和确定在哪个压力容器内出现了膜丝断裂。但为实现此功能，必须在每个压力外壳处安装出水隔离阀。由于不必对每个膜组件都进行测试就可以判断出现膜丝断裂的位置，因此大大节约了检测时间。

气流法完整性测试包括如下步骤：

1) 超滤单元停止过滤过程

2) 从入水端排放超滤单元中的水。

3) 在入水端将压缩空气通入超滤系统，压力升高到1bar。在此过程中，入水端残留的水在压力作用下透过膜，从而导致气体流动的速率升高。

4) 等待一段时间，即会获得一个稳定的流量。

5) 测试窗口显示表征气流速率。

6) 超滤单元卸压

7) 超滤单元排气

8) 超滤装置恢复过滤状态或待机。

反渗透(RO)工艺说明

在本套装置中，反渗透（RO）是系统的核心设备。

RO膜采用适合需方使用的抗污染卷式膜组件。RO过程是采用半透膜的压力分离过程，能够有效的去除水中的TDS。

RO工艺在运行过程中，在生产纯化水的同时，污染物/盐分在浓水侧浓缩，超过了在水中的自然溶解度，造成浓水容易结垢。工艺选择不同的阻垢剂来破坏RO膜浓水侧的垢的形成及晶体晶格结构减轻结垢趋势。

RO设备运行一段时间后，浓水侧的污染物是将原水中的各种污染物浓缩了2-4倍，由于浓差极化的原因，可能会在RO膜表面产生各类污垢，致使RO膜性能下降、产水量下降、脱盐率下降，这时必须进行化学清洗来恢复膜的透水量。清洗周期的确定应在同样产水量下膜运行压力超过10%或同等压力下产水量减少10%时清洗，膜的通量恢复较好，可使膜的产水量恢复到接近原有水平。

当RO系统由于各种原因停机时，膜元件内部的水中硬度处于4倍的浓缩状态，在水流静止的情况下，容易造成污染物质沉积、结构，污染膜组件。设计的RO系统中有在线自动冲洗装置。在系统停机时，可自动冲洗膜元件表面，将膜表面的污染水置换成净化水，减轻表面沉积物的污染，从而保证膜元件的正常寿命。

根据规范要求和使用习惯，RO给水泵设计为工频运行，RO高压泵设计为变频运行；