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浸没式膜过滤技术(SMF)

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  SMF浸没式膜过滤技术是一种新型膜过滤分离技术,是低压中空纤维膜技术和连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺。它使用中空纤维超滤膜组件,将膜直接置于充满待处理水的膜池之中,通过自吸泵负压抽吸,使水透过膜表面,从中空纤维膜内侧抽出,而污染物截留在膜表面,通过定期气洗、反洗、排污、在线加药清洗和离线化学增强清洗,消除膜污染,有效恢复膜通量保障系统正常运行的组合工艺。浸没式膜过滤技术可取代传统水处理工艺中的过滤过程,广泛应用于废水处理、给水净化、中水回用、海水淡化等领域。其特点主要有以下几方面:


  ①   固液分离效率高。由于膜的高效截留作用,污水中颗粒物、胶体、大分子有机物以及细菌等均被截留于膜的进水侧;


  ②   膜压差沿中空纤维膜长度方向均匀分布,在膜的进水一侧没有压降损失;


  ③   预处理要求简单,抗污染力强;


  ④   设备紧凑,占地面积小;


  ⑤   适合于大规模水厂应用,单套系统产量可到40000 m3/d以上;


  ⑥   能耗与运行成本低。


  上世纪80年代国外已经开始对浸没式超滤逐步展开研究并应用于水处理行业的各个领域。90年代初新加坡某大型水厂选择浸没式超滤膜系统对一期V型滤池进行升级改造,在保持处理规模不变的前提下,提高了产水水质,并为二期工程提高处理水量和水质提供了工程依据。随后浸没式膜过滤系统在给水厂的新建和升级改造中也已经有所应用。


  国内对浸没式超滤技术的研究比国外晚十几年,始于21世纪初,很多科研工作者逐渐开展各种浸没式超滤的中试研究,考察浸没式超滤处理废水出水水质的改善效果,并且通过中试试验考察操作条件对膜污染的影响。中国澳门某水厂采用混凝-高速气浮-浸没式超滤膜工艺,设计处理规模6万m3/d,处理效果良好。


  浸没式元件


  浸没式膜元件常用的聚合物材质有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),其中PVDF由于其优良的物理和化学性能(强度和耐腐蚀性)在国内和国外应用范围非常广。还有无机材料Al2O3、ZrO2、TiO2和SiO2等制备的多孔陶瓷膜。相比较而言,陶瓷膜化学稳定性好,耐酸、耐碱、耐有机溶剂,机械强度也大,但价格昂贵。


  浸没式膜组件分类介绍:


  中空纤维帘式

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  帘式浸没式组件以创鸿膜产品为代表,中空纤维膜装填密度高,成本相对较低,寿命较长;采用物化性能稳定的内衬增强的中空纤维膜,抗拉强度超过300N,可以应对开放系统的各种冲击影响。


  中空纤维柱式

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  平板式

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国内外主要膜产品参数表


  浸没式系统运行


  浸没式超滤系统可以采用全自动化的过程与操作。必要时,操作人员可以进行手动操作和干预。控制系统监控所有的运行步骤和日常操作,不需要操作人员额外进行维护,操控程序简单易懂。


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浸没式超滤系统示意图


  运行工艺过程包括:过滤、气水反洗、排污、维护性化学清洗和恢复性化学清洗、完整性检测等。其中排污过程有些项目采用连续排放,有些项目则选择不间断排空。用户可根据项目实际情况来选择。


  浸没式超滤系统的恢复性化学清洗需要人工操作,完整性检测根据设计需求而添加。系统正式运行前需根据设计方案设置合适的运行参数并根据运行情况及时优化(产水瞬时流量、曝气量、过滤时间、气水反洗时间、排污间隔及时间、维护性清洗方式等)。


  浸没式超滤运行工艺参数对比如下:

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  总结


  浸没式超滤运行能耗低,适合砂滤站的改造,项目规模越大,优势越明显。对于大型项目来说,如果处理一吨水可节省0.1度电,可以节省很可观的运行费用。而且浸没式工艺具有占地面积小、对进水水质要求相对宽松、出水水质稳定优良、可以充分利用污水厂剩余场地,是未来大型自来水厂和市政污水厂改造的可资选择的方案之一。


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