pvdf膜在水处理系统中的应用

一,膜根据孔径的分类 1.微滤膜 2.超滤膜 3.纳滤膜 4.反渗透膜 各种膜孔径及可透过的物质 二,膜在水处理方面的应用 1.微滤膜 即(MF）的孔径为0.1～10μm，主要去除微粒和细粒物质，所用的膜一般为对称膜，操作压力0.01～0.2MPa。 应用领域: 制药行业中的过滤除菌、电子工业用的高纯水制备、食品工业、饮用水生产和城市污水处理等领域。 2.超滤膜 即（UF）的孔径为0.001～0.1μm，截留分子量大于500μ的大分子和胶全，操作压力0.1～0.001μm，主要脱去水中的盐分，对氯化钠去除率为95﹪以上，操作压力为1～10Mpa。 应用领域:1、饮用水,2、大工业水处理, 3、中水、污水、废水处理回用 ,4、食品、饮料、医药、电子、纺织、印染、造纸等及其他轻工业 3.纳滤膜 即（NF）可以认为是由反渗透膜（RO）发展而来的一种超低压膜，分离范围介于反渗透膜和超滤膜之间，操作压力一般为0.5～2.0MPa，能耗较少，运行费用较低，对氯化钠的去除率为50﹪～70﹪，对有机物的去除率在90﹪以上。 应用领域:1、地下水除硬度 2、地表水除有机物、色度 3、油水分离 4、乙二醇回收 5、硫酸铜回收6、有机、无机液体分离、浓缩 7、染料提纯、浓缩、脱盐 8、天然药物分离、浓缩 9、发酵液浓缩 4.反渗透膜 即 (RO)的孔径为0.0001μm,化学离子和细菌、真菌、病毒体不能通过，随废水排出，只允许体积小于0.0001微米的水分子和通过.操作压力在6~10MPa. 应用领域:1、纯水制备 2、应用于海水和苦咸水淡化 3、锅炉用水软化 4、废水处理 三,超滤膜在污水,中水方面的应用 1,超滤的定义及膜材料的分类 定义,超滤是介于微滤（MF）和纳滤（NF）之间的一种膜过程。膜孔径在0.1~5μm之间.UF是利用膜的“筛分”作用进行分离的膜过程。在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过膜，大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上，使大小不同的粒子介以分离，其过滤精度较MF更高，因而膜孔更小，实际的操作压力也比MF略高，一般为0.1~0.5MPa。 材料, 聚氯乙烯（PVC）,聚丙烯（PP）,聚砜(PSF),聚醚砜/(PES) ,磺化聚砜/聚砜酰胺(PSA),聚偏二氟乙烯（PVDF）,聚丙烯腈（PAN）,纤维素（CA，CTA及再生纤维素）, 聚酰亚胺(PI) ,芳香聚酰胺(PA) 聚脂肪酰胺,聚醚醚酮（PEEK）,复合UF膜.无机膜:陶瓷膜（氧化铝、氧化锆） 2,超滤膜的组件形式 平板膜：表面积小，处理能力低，应用范围有限 卷式膜：适用高压物料的分离，不能反冲洗，前处理要求严格 管式膜：能耗大，适用于高固含物流体的分离 中空纤维膜:装填密度大，操作压力低，通量大，可反洗 3.超滤膜的应用 制药/ 生化： 　　——蛋白质的纯化、脱盐与浓缩； 　　——生化产品的澄化； 　　——各种发酵全液的浓缩； 　　 食品工业： 　　——牛奶和乳清蛋白的浓缩； 　　——奶酪的生产； 　　——酒和食醋的过滤； 环境工程： 　　——地表水的纯化； 　　——汽车清洗水的循环使用； 金属加工： 　　——油/水乳化液的分离； 　　——除油渍浴液的处理 油漆应用： 　　——（汽车）电泳涂漆的过滤； 　　——水基喷溅的回收 纺织/造纸： 　　——上浆液的回收； 　　——胶乳的回收； 化学工业： 　　——各种化工废水处理过程； 　　——染料脱盐； 　　 电子工业： ——高（超）纯水的预过滤 四,MBR的原理及优势 1,MBR工艺原理： MBR膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合，形成了一种新的污水处理装置。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。MBR中活性污泥及在活性污泥上的微生物群体所吸附并分解废水中的可溶性有机污染物达到净化废水的作用。MBR超滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。超滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反应器内，使反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有机物的氧化率。 2,MBR的特点： 、出水水质好 由于采用膜分离技术，不必设立、过滤等其它固液分离设备，同时使用了高效的PVDF材质的超滤膜丝，使得固液分离将废水中有悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不需经三级处理即直接可回用，具有较高的水质安全性。 、占地面积小 膜生物反应器生物处理单元内微生物维持高浓度，使容积负荷大大提高，膜分离的高效性使处理单元水力停留时间大大缩短，占地面积减少。同时膜生物反应器由于采用了膜组件，不需要沉淀池和专门的过滤车间，系统占地仅为传统方法的60%。 、运行成本低 由于MBR高效的氧利用效率，和独特的间歇性运行方式，大大减少了曝气设备的运行时间和用电量，节省电耗。同时由于膜可滤除细菌、病毒等有害物质，可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用，膜生物反应器工艺不需加入絮凝剂，减少运行成本。 五,膜组合系统在污水中水方面的案例 案例1：某电子材料股份有限公司漂洗废水膜法处理回用 ①水源水质 水源水质：铬槽较浓漂洗水六价铬浓度14.2mg/L；锌1槽较浓漂洗水（含镍）锌浓度14.2mg/L；锌2槽较浓漂洗水（无镍）锌浓度14.2mg/L。 ②处理能力：3×400m3/d。 ③膜法处理工艺流程 漂洗废水膜法处理回用工艺流程见图。 案例2：2160m3/d煤矿矿井废水处理为生活饮用水 ①水源水质及各阶段处理效果 矿井废水水质及各阶段处理效果见表1。 表1 矿井废水水质及各阶段处理效果 项目 原水水质 UF产水水质 RO产水水质 浊度 5NTU <0.1NTU / SDI - <2.0 / 硬度 1300mg/L / 10mg/L TDS 3100mg/L / <30mg/L PH 8 / 6-7 RO水利用率 >75% ②设计规模：UF=3×50m3/h、RO=90m3/h。 ③膜法处理工艺流程 矿井废水处理工艺流程见图。 案例3：某化工园区污废水处理回用 ①废水来源：化工园区污水处理厂综合废水。 ②膜系统的前处理工艺 　　某污水处理厂所处理的污水为某工业园化工园区的化工废水和市区生活污水，污水经水解酸化、氧化沟、曝气生物滤池处理后达到国家一级A排放标准。 　③膜法处理技术在水回用方面的深度处理工艺 采用多介质、超滤、反渗透、混床等组合工艺。深度处理流程：多介质加超滤工艺作为脱盐装置的预处理，脱盐装置采用反渗透加混床工艺。 ④膜法处理结果分析 部分一级反渗透的产水有偿供给部分企业作为生产用水。另一部分一级反渗透产水再经二级反渗透和混床进一步脱盐处理后，产水水质达到10MΩ·cm以上，可以作为用水要求较高的工艺用水和锅炉用水，以更高的价格有偿供给园区内的化工企业。 案例4：某油田采油废水回用处理 油田聚合物驱油工艺采油过程中产生了大量的含聚、含油尤其是高含盐的采油废水。利用超滤和反渗透组合工艺脱盐对其采油废水进行处理，除聚及降低矿化度，将处理水作为聚合物配制用水，实现油田水系统的良性循环。 ①废水来源及水质处理效果 　　废水来源：油田采油废水。 　　原水水质及各阶段处理效果见表2。 表2 油田废水水质处理效果表 项目 石油类(mg/L) 悬浮物(mg/L) COD(mg/L) 电导率(μS/cm) 来水 1.34 60 118.0 15020 27000 粗滤出水 0.816 6.2 106.3 / / 超滤出水 0.107 1.5 60.43 / / 反渗透出水 未检出 未检出 未检出 58 60.1 ②设计规模：UF=2×45m3/h、RO=45m3/h。 ③系统装置配置 超滤装置：UF1IA250-20膜组件20支；一级RO装置：RO1-45膜元件45支。 ④膜法处理结果分析 去除了聚合物、降低矿化度碱消耗；产品水回用做聚合物配置用水；实现了油田水系统的良好循环。