【正文】 一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 1 基本概念,（3）超濾膜組件 超濾膜組件是按一定技術(shù)要求將超濾膜與外殼、連接器等其他部件組裝在一起的組合構(gòu)件，一般還應(yīng)包括產(chǎn)水取樣或用于檢測完整性的透明管等。 超濾產(chǎn)品按照膜分離的推動力可分為壓力式和浸沒式兩種。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 1 基本概念,（4）超濾裝置 超濾裝置是指將若干個超濾膜組件并聯(lián)組合在一起，并配備相應(yīng)的水泵、自動閥門、檢測儀表、支撐框架和連接管路等附件，能夠獨立進行正常過濾、反洗、化學(xué)清洗等工作的水處理裝置。 許多超濾裝置以單套裝置為基本單元，當(dāng)其中一套進行反洗或化學(xué)清洗時，其它裝置仍可正常制水，從工藝上實現(xiàn)連續(xù)產(chǎn)水。錯流過濾的特點是，進水為一股水，產(chǎn)品水和濃水分兩股水流出，從而實現(xiàn)膜表面的自清洗。錯流的濃水如果排放掉則會使系統(tǒng)水回收率降低。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 1 基本概念,（6）全量過濾 全量過濾又稱死端過濾，是指超濾的進水以垂直膜表面的方式流動，產(chǎn)水以平行進水的方向透過膜，從膜的另一側(cè)流出，形成產(chǎn)品水。 采用全量過濾，能量消耗小，水回收率高。 通常認為，錯流過濾時由于流體在膜表面產(chǎn)生剪切力，從而可以減少濃差極化，對提高通量、減輕膜的污堵很有幫助。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 1 基本概念,（7）平均水回收率 平均水回收率是指超濾裝置平均凈產(chǎn)水流量和平均進水流量之比。實際計算中可根據(jù)超濾的工藝參數(shù)估算。h)。如果設(shè)計時選擇膜通量偏大，雖然可以減少超濾膜元件的用量，但勢必造成較高的透膜壓差，膜的性能將快速衰減。 在篩選超濾膜時，經(jīng)常用純水透過率來反映膜的特性，使得不同膜之間有更好的可比性，但對電力系統(tǒng)一般用戶，此方法實際操作不大容易。是衡量超濾膜性能的一個重要指標(biāo)，它能夠反映膜表面的污染程度。 TMP=,浸沒式超濾在計算透膜壓差時可按全量過濾考慮，供應(yīng)商一般提供相應(yīng)的計算公式。從某種程度講，減輕膜的污堵要通過維持低的膜通量，而不是低的過膜壓差； 2) 對特定的膜和特定的水質(zhì)，應(yīng)當(dāng)有一個特定的膜通量（或者過膜壓差）。此時如錯流速度是相對次要因素。 3) “慢啟動”概念。據(jù)研究表明，啟動時短時間超負荷運行會導(dǎo)致膜的不可恢復(fù)性污堵；而“慢啟動”與“快啟動”相比，可以使得膜長期通量增加13％～26％。但這種可比性也有很大局限，不同材質(zhì)的膜其過濾能力會相差很大。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 2 超濾膜組件的操作方式和工作過程,2.4 正常操作程序 例：正常操作程序為：產(chǎn)水—正洗—反洗—正洗—產(chǎn)水—。 化學(xué)增強反洗 水流向與反洗一樣，也是分為兩個程序，但化學(xué)反洗的時間較長，一般為1～10min，化學(xué)反洗頻率為每天1～4次，化學(xué)藥劑可根據(jù)不同的情況選用，其目的是為了防止細菌的生長和污染物的過快累積?；瘜W(xué)清洗的時間要根據(jù)膜間壓差（TMP）的上升數(shù)值來確定，比如TMP為0.07MPa時，系統(tǒng)要進行化學(xué)清洗。也就是說，水中的微粒、膠體或大分子物質(zhì)改變了膜性能。其測定的步驟是先測定膜的初始純水通量，再測定膜污染后僅用自來水漂洗后的純水通量，它們之間的比值m為：,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 4 超濾膜的污染和濃差極化及控制對策,4.2 濃差極化 在濃度梯度的作用下，靠近膜面的溶質(zhì)又以相反方向向被處理水的主體擴散，平衡狀態(tài)時膜表面形成溶質(zhì)濃度分布邊界層，對溶劑等小分子物質(zhì)的運動起阻礙作用。界面上溶質(zhì)的濃度比主體溶液濃度高的區(qū)域就是濃差極化層。由于被截留的物質(zhì)在膜面不斷積累，膜的過濾總阻力持續(xù)增大，導(dǎo)致膜通量逐漸降低。所以全量過濾的優(yōu)點是回收率高，而膜污染嚴(yán)重。錯流過濾能減少污染，但回收率較低。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 5 超濾膜分離系統(tǒng)及工藝流程,綜合這兩種操作方式的優(yōu)點，開發(fā)出全量/錯流聯(lián)合流程，又稱為半全量系統(tǒng)，水流平行流過中空纖維膜內(nèi)腔，小分子物質(zhì)垂直透過膜后被收集在中心滲透管內(nèi)，被截留的物質(zhì)沉積在膜面。一段時間后，反洗泵通過中心滲透管對膜進行反洗。采用這種操作方式可以在較高的回收率下維持較高的膜通量。 化學(xué)穩(wěn)定性不僅決定了膜材料在酸、堿、氧化劑以及微生物等的作用下的壽命，它還直接關(guān)系到清洗可以采取的方法；親水性則決定了膜材料對水中有機污染物的吸附程度，直接影響膜的通量。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第五節(jié) 超（微）濾 6 超濾膜分離技術(shù)的主要用途,電力系統(tǒng)的超濾處理，主要用于循環(huán)冷卻排污水、反滲透預(yù)處理、廢水、污水處理系統(tǒng)排水等，水質(zhì)不是非常穩(wěn)定，pH變化范圍較大。在酸性或堿性較強的條件下(pH12)，會導(dǎo)致多數(shù)膜組件性能下降，其構(gòu)件也會因水的原因受到腐蝕。h，保證系統(tǒng)殺菌的同時膜組件性能不變。h，也有一些超濾膜產(chǎn)品耐氯性大于1000103（mg/L）,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理,在鍋爐補給水的預(yù)處理中，采用混凝、澄清、過濾的預(yù)處理工藝對于水中的懸浮物、濁度的去除是十分有效的，但對有機物的除率為40％～50％。特別是目前天然水源受到污染程度日益嚴(yán)重，水的吸附和殺菌消毒處理工藝就越顯重要。目前除去水中余氯和有機物的主要方法之一就是采用活性炭吸附處理工藝。制造活性炭的原料包括木材、褐煤、泥煤、硬果殼、甘蔗渣、鋸末、動物骨頭及石油殘渣?；钚蕴坎粌H吸附能力強，而且吸附容量大，其主要原因就是它的多孔結(jié)構(gòu)，比表面積可達到500～1500m2/g。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,2）化學(xué)性質(zhì) 活性炭在制造過程中有多種表面氧化物生成?；钚蕴勘砻嫠鶐У暮豕倌軋F和電荷的量隨原料組成、活化條件不同而異。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,3)活性炭的理化性能 活性炭用作吸附處理時，表征其理化性能的技術(shù)指標(biāo)有粒度、視密度、亞甲基藍脫色力、碘吸附值。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,1.2 影響活性炭吸附性能的因素 因活性炭對水中有機物的吸附量與很多因素有關(guān)，去除率在20%～80%之間，差別很大。 活性炭吸附有機物主要在微孔中進行，微孔所占空容和表面積的比例愈大，吸附容量愈大。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,2)被吸附有機物的性質(zhì)： 與分子結(jié)構(gòu)和表面張力有關(guān)，通常，芳香族有機物比脂肪族有機物易被活性炭吸附；越是能降低溶液表面張力的有機物越容易被活性炭吸附； 與有機物的分子量有關(guān)：一般水中有機物的分子量增加，吸附量也增加。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,3)影響活性炭吸附的因素 一般水中有機物的濃度增加吸附量按指數(shù)關(guān)系增加。 水的pH值降低到2～3，然后再進行活性炭吸附往往可以提高有機物的去除率。一般天然水中存在的無機離子對活性炭吸附有機物也幾乎沒有影響。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,接觸時間：因為吸附是液相中的吸附質(zhì)向固相表面的一個轉(zhuǎn)移過程，所以吸附質(zhì)與吸附劑之間需要一定的接觸時間，才能使吸附劑發(fā)揮最大的吸附能力。因此，一般設(shè)計時接觸時間按20～30min考慮。這個過程可以看作是由液相擴散、細孔內(nèi)擴散和細孔內(nèi)表面的吸附反應(yīng)三個過程組成的。 活性炭還有去除余氯的作用，其對Cl2的吸附不僅有物理吸附作用，而且也有化學(xué)吸附的作用。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,2)主要工藝參數(shù) 具體的工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)進水水質(zhì)、活性炭品種及試驗結(jié)果決定，下述數(shù)據(jù)僅是一般范圍： 通水空塔流速：8～20m/h。 活性炭層厚度：1.5～2.0m。 反沖洗水流速：28～32m/h。 反沖洗時間間隔：72～144h。裝料前設(shè)備應(yīng)充水至水帽上方約500～800mm處，以免活性炭下落時損壞水帽。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,過濾：裝料后正洗，查看排水是否澄清，如已澄清，即可投入正常過濾，每小時觀察出水一次，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)達不到要求時，立即停止，進行反洗或根據(jù)進出口壓差（一般壓差不超過0.098MPa）來決定反洗的時間。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 1活性炭吸附處理,水反洗：緩慢地打開反洗進水閥，水從底部進入，當(dāng)空氣閥向外溢水時，應(yīng)立刻關(guān)閉空氣閥，打開排水閥，水從上部排出，流量逐漸增加，最后保持一定的反洗強度（活性炭濾料：7～14L/m2s），以出水中不含有正常顆粒的過濾介質(zhì)為宜，直至反洗出水水質(zhì)完全無色透明為止，一般需20min左右，然后關(guān)閉反洗進水閥及上排水閥。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 2 大孔吸附樹脂吸附處理,目前常用的有DX906和大孔丙烯酸兩種吸附樹脂。其運行的失效終點通常按CODMn去除率不小于20%為準(zhǔn)，失效后可用3～4倍床層體積的8%NaCl和4%NaOH的混合液復(fù)蘇再生。失效后可用2～4%NaOH復(fù)蘇再生；再生劑用量：50～70kg/m3（按100%NaOH含量計算）；再生液流速：4～6m/h；再生接觸時間：30～50min；正洗流速：12～15m/h；正洗時間：25～45 min。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 3水的殺菌消毒處理,水的殺菌消毒處理分為化學(xué)法和物理法：化學(xué)法包括加氯、次氯酸鈉、二氧化氯或臭氧處理等；物理法包括加熱、紫外線處理等。下面主要簡要介紹氯氣的殺菌消毒原理。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第六節(jié)水的吸附和殺菌消毒處理 3水的殺菌消毒處理,生產(chǎn)實踐表明：加氯處理不僅有消毒作用，使水中的病原微生物控制在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以下，而且能明顯降低水的色度和有機污染物含量。pH低時氯的殺菌消毒能力較強。我國飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，管網(wǎng)末端水中余氯不低于0.05mg/L，加氯量應(yīng)為需氯量與余氯之和。濾后加氯是指加氯點布置在過濾設(shè)備之后，因前面的混凝沉降和過濾已除去了一部分微生物，所以加氯量比較??；濾前加氯是加氯點布置在過濾設(shè)備之前，加氯與混凝處理同時進行，故也稱預(yù)氯化，它適用處理含有機物污染或色度較高的水。 地表水。如含砂，應(yīng)考慮除砂設(shè)施； b 當(dāng)水中含有非活性硅，并經(jīng)核算鍋爐蒸汽質(zhì)量不能滿足要求時，應(yīng)采用接觸混凝、過濾或混凝、澄清、過濾等方法去除； c 當(dāng)?shù)叵滤F、錳含量較高時，應(yīng)采取除鐵、錳措施。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第七節(jié)預(yù)處理系統(tǒng)的選擇,2 地表水 a 地表水預(yù)處理宜采用混凝、澄清、過濾處理； b水中懸浮物含量較小時，可采用接觸混凝、過濾處理； c如果水中出現(xiàn)季節(jié)性含砂量或懸浮物含量較高，影響混凝澄清處理時，則要在供水系統(tǒng)中設(shè)置降低泥砂含量的預(yù)沉設(shè)施或增加蓄水池等。如當(dāng)水中膠體硅含量較高（大于0.5～0.6mg/L以上）時，可能會使鍋爐蒸汽中含硅量超標(biāo)，可采用鈣化－鎂劑處理，以去除部分硅酸化合物。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第七節(jié)預(yù)處理系統(tǒng)的選擇,ee.原水有機物含量較高時，可采用氯化、混凝、澄清、過濾處理工藝，對水中有機物去除率一般可為40％～60％，出水濁度可小于2mg/L，基本上可以滿足離子交換工藝對入床水質(zhì)的要求。 f.活性炭床既可除去某些有機物，也可除去水中游離氯，在深度預(yù)處理時使用較多。,第一章 鍋爐補給水的預(yù)處理 第七節(jié)預(yù)處理系統(tǒng)的選擇,3 自來水 在用自來水作水源時，由于自來水要進行殺菌消毒，通常水中余氯含量超過離子交換床的要求（余氯0.1mg/L），所以應(yīng)在工藝中設(shè)置除氯設(shè)施。,