超濾系統設計方案(一)
2021-08-14 來自: 環保水圈 瀏覽次數:883
一、設計產水水量
超濾系統的產水量為750m³/h(不包含沖洗用水)。
系統分兩期上,每期為375m³/h,分三套每套125m³/h,兩期共六套。
1、產水水質
超濾系統出水品質:SDI15<3;
2、運行方式
24小時連續運行
3、過濾形式
全流過濾,超濾自用水率≤8%
二、超濾系統簡述
超濾系統主要的作用是去除水中的大分子膠體、黏泥、微生物、有機物等雜質。包括殺菌消毒劑投加系統、超濾裝置和反洗泵等。
本工程中建議優先選用超濾膜元件采用SFR2860超濾膜元件,它們具有以下特點:
1、過濾膜采用PVDF材質,化學穩定性高,耐酸堿、抗氧化、易清洗、使用壽命長;瞬時耐次氯酸鈉可以達到5000mg/L。
2、膜絲強度超過同類產品數倍,使用更可靠,壽命更長;
3、過濾精度高的PVDF膜,公稱孔徑為0.03微米,產水中顆粒粒徑更小;
4、外壓式運行方式,進水條件寬,截留物不易堵塞進水流道;
5、采用氣水混合清洗方式,反洗效果好,性能恢復能力強。且大大減少化學清洗用藥劑的消耗,降低用戶的運行成本;
6、耐溶劑性能好。
三、膜組件的清洗
超濾膜組件長期使用運行過程中,膜表面會被它截留的各種有害雜質所覆蓋而形成濾餅層,甚至膜孔也會被更為細小的雜質堵塞,使水的透膜壓力變大。原水預處理質量的好壞,只能解決膜被污染速度的快慢問題。而無法從根本上解決污染問題。即使預處理再好,水中少數的雜質也會因日積月累而使膜的分離性能逐漸受到影響,因此,超濾系統都配備清洗系統。
本系統的膜清洗方法可分物理方法和化學方法兩大類。
1、物理清洗
利用機械的力量,來剝離膜面污染物。整個清洗過程不發生任何化學反應。
A、正壓沖洗。用進水泵作為正沖洗動力,開啟膜組件濃水口閥,關閉膜組件產水口閥,以低壓力、大流量進行沖洗。同時還可以通入無油壓縮空氣與水形成混合流體沖洗,效果較好。
B、反沖洗法。 用專用的反洗泵或超濾水外供泵,作為反沖洗動力,將沖洗水從膜組件產水口進入,從濃水口流出。注意!反沖洗時,沖洗水不能再循環使用。
2、化學清洗
利用某種化學藥品與膜面污染物發生化學反應來達到清洗膜的目的,一般可選用化學藥品有:
NaOH+NaClO,適用于有機物及微生物污染;
檸檬酸水溶液或0.1N草酸溶液或0.1N鹽酸溶液,適用于鐵污染及碳酸鹽結晶污堵。
化學清洗周期為1-3個月,每次清洗耗時1-3小時。
四、設計原則
組件垂直放置在機架上并與機架適當固定,但組件不得作為支撐件使用。組合架上配備全部管道、閥門及接頭,還包括所有的支架、緊固件、夾具等其他附件,配管選用UPVC。
五、設計選型計算
1、給水量的計算
已知超濾的出力為325m³/h(以一期為計算實例),設計回收率為百分之九十三則系統的進水為:350m³/h。
2、透水量的計算
根據工程經驗,處理該水源的設計通量為60l/㎡.h(25℃),則每只膜面積為52㎡的SFR2860型超濾膜元件的透水量為:
52㎡×60(l/㎡.h)=3120 L/h
取3.12m³/h.支。
3、超濾膜堆的選擇
設計每期3套裝置較為合理
4、膜元件數量的計算
已知超濾系統的設計進水量為350m³/h,則每套裝置的進水量為120m³/h,每套所需超濾膜數量為:
120m³/h/3.12m³/h.支=38.6支, 取44支。共6套裝置。則總元件為264只。
5、超濾進水泵的選擇
超濾給水泵與前面的自清洗過濾器一并考慮。
考慮到超濾的垮膜差壓(小于2bar)、沿程水頭損失、局部的水頭損失及超濾產水箱提升的高度,超濾給水的壓力宜大于2.5-3bar。
6、超濾反洗泵的計算
超濾膜的反洗透量設計為120L/㎡.h,則一次反沖洗水量為:
44支×120l/㎡.h×52㎡/支=300m³/h
推薦的反洗壓力為0.1MPa,但考慮到管道的粗糙系數造成的沿程水頭損失及彎頭、閥門形成的局部損失,故反沖洗的設計壓力0.2MPa,即反洗泵揚程為20m。
7、超濾氣洗量的計算
每只超濾膜的氣洗設計流量為12N m³/h,氣洗1min,則每套膜堆每次氣洗耗量為:
12N m³/h.支×44支×1/60=8.8m³。
氣壓要求1-2bar。
8、超濾化學清洗泵的計算
化學清洗流量為每支膜元件1m³/h,則清洗泵的流量為48m³/h,揚程取30m。