新型膜过滤措施在污水净化程序中应用

信息来源：网络发布日期：2016-12-23 点击：次

连续膜过滤技术（cmf）是国内外最新发展起来的一种新型膜处理技术。它以中空纤维微滤膜、超滤膜为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、预处理单元、自清洗单元、加药单元和可编程控制器（plc）自控单元等，形成闭路连续操作系统。当处理液在一定压力下通过微滤膜、超滤膜过滤(活性碳过滤器的应用领域及特点)，达到物理分离的目标。由于其技术方面的优越性，短短10年，cmf已成为污水处理方面的主流设计技术，在美国、日本、欧洲、新加坡、澳大利亚等国已有众多污水处理厂将此项技术用于处理地表水、污水的深度净化处理和海水淡化、苦咸水淡化等领域，成为污水资源化技术中最重要的核心技术之一。天津工业大学膜天膜工程技术有限公司开发出了具有完全自主知识产权的国产化cmf技术，该技术不但适用于微滤膜，而且适用于超滤膜，该技术已在市政污水、工业污水、海水淡化和自来水净化等领域得到了推广应用。
编者按：本文就国产化连续膜过滤技术（cmf）的工作原理、系统组成和技术特点以及它在天津经济技术开发区污水厂中水回用示范工程中的应用情况给予了详尽的介绍。其结果表明：cmf技术具有水处理效果好、运行稳定、适应能力强、运行费用低等优点，对于实现水资源化有着极为重要的现实意义。
连续膜过滤技术特点
天津工业大学膜天膜工程技术有限公司cmf系统配置了专利聚偏氟乙烯（pvdf）中空纤维膜组件和专利外压清洗和气洗工艺技术，该技术集膜分离技术和plc控制技术于一体，设备的运行、自清洗、化学清洗等操作完全由plc自动控制完成。
cmf系统的典型运行工艺流程为多段清洗工艺：膜过滤工作状态→气水双洗状态→反冲洗状态→排污。
cmf系统水处理特点：设备控制简单，系统自动化控制程度高；结构紧凑；模块化设计可根据用户需求灵活地扩大或缩小；高抗污染的聚偏氟乙烯（pvdf）膜材料，耐氧化、使用寿命长；独特的在线气水双洗方法，优异的膜通量恢复率；运行费用低廉；可采用氧化性清洗剂进行系统清洗；产水水质高（浊度≤0.1ntu，sdi≤3）；作为反渗透的预处理系统，可替代传统的絮凝、机械过滤、精滤工艺，可延长反渗透系统的使用寿命。
与国外cmf技术比较，该技术具有的优点：一，预处理要求简单，即使因为跑泥导致污泥短时间进入膜装置，膜装置仍可正常工作并将污泥清洗出去；二，单支膜组件产水量大；三，使用低压压缩空气，无需对压缩空气做洁净处理，因此，对压缩空气设备要求低，同时运行费用也低；四，由于采用性能优异的聚偏氟乙烯膜材料，膜设备可以采用氯、臭氧等常用氧化性水处理药剂进行杀菌、絮凝、清洗等常规处理；五，设备造价低，是进口设备的1／4～1／3左右。
cmf中水回用系统
2003年，天津工业大学膜天膜公司和天津泰达新水源科技开发有限公司联合承担了天津市重大科技攻关项目，在天津开发区泰达污水厂建立了5000吨／天cmf中水回用示范工程，对城市污水经生化处理后的二沉池出水进行处理，去除水中的细菌、微生物和悬浮物等杂质。
cmf中水回用系统组成
cmf中水回用系统主要包括预过滤系统、主机系统、供水系统、反冲洗系统、压缩空气系统、化学清洗系统以及plc自控系统等。
――预过滤系统：为防止原水中有异物进入cmf系统，对膜造成损坏，在原水进入系统之前，设置了过滤精度为0.5mm的保安过滤器，将可能造成膜损坏的、较大的机械性杂质过滤掉，保障膜系统的安全运行。
――主机系统：主机主要包括膜组件、机架、阀门等，膜组件采用天津膜天公司生产的cmf专用mof1616中空纤维膜组件，该组件为中空纤维外压式膜，材质为pvdf，膜孔径≤0.2μm，具有通量大、操作压力低、耐污染和易清洗等特点，可保证在规定工艺条件中长期运行使用。主机系统由四台mt－cmf6－25设备组成，每台mfmt－cmf6－25设备有25支膜组件，两台设备公用一个机架，每****立运行，产水恒流量。
――供水系统：cmf供水系统由供水泵以及管路阀门等组成，作用时将来水加压并打入cmf主机，并使产水透过膜进入cmf产水水箱。在cmf系统中，供水泵采用变频供电。plc采集供水母管的压力，经pid调节控制供水泵的转速，达到使供水母管恒压的目的。
――反冲洗系统：反冲洗系统包括反洗泵、加药泵及相应管路、阀门组成，作用是在膜组件污染后对其进行在线气水清洗，保证膜组件正常、高效运行。反冲洗过程包括气水双洗、大流量反冲、排污等过程，在反洗过程中加入化学药品，可有效地洗脱膜表面的各种污染物。
――压缩空气系统：压缩空气系统包括空气压缩机、空气储罐及相应管路阀门等，作用是为系统的自动阀门提供动力，在系统反洗过程中提供压缩空气，提高清洗效果。
――化学清洗系统：化学清洗系统包括酸洗泵、碱洗泵及相应管路阀门等，作用是当cmf系统污染较为严重时，投加药剂对系统进行有效的清洗。
――自控系统：自控系统由plc、流量传感器、压力传感器、变频器、触摸屏等组成。其作用是通过流量传感器和变频器对膜装置运行中的工作与清洗状态进行控制，采用压力检测实现超运行压力时自动进入清洗状态。
cmf中水回用系统的处理效果泰达污水厂5000吨／天cmf中水回用系统是对污水厂二级排放水进行深度处理，可去除城市污水经生化处理后的排放水中的细菌、大肠杆菌、微生物和悬浮物等杂质，净化后的水清澈透明，无异味，浊度小于0.1ntu（低于设计值0.2ntu），sdi值小于3，cmf产水满足生活杂用水国家标准，可直接回用，用于绿化、景观、冲厕等要求；同时，cmf产水水质高，满足反渗透系统进水要求，可进行进一步脱盐处理。
示范工程效益分析社会效益：从资源的角度说，采用cmf技术对二沉池出水进行深度处理，使其达到工业用水、景观用水、绿地用水、地下回灌水、市政及生活杂用水等不同要求，可节约大量的淡水资源，极大地缓解淡水短缺的危机。
从水质角度说，天津工业大学膜天膜公司的cmf产水水质与进口cmf水质相当，且冷却用水、环境用水、冲洗用水、基建用水等对水质要求不高，污水处理厂供应的cmf产水可代替自来水。
从工程的角度说，中水回用主要是增加处理设备和铺设输水管道。而增加自来水则需要水源工程、水厂、输水管网等一系列工程，其工程量比中水回用的工程量大得多。所以，中水回用比通过新建水源工程增加自来水供水能力周期短、见效快，规模分期灵活性大。
从生态的角度说，中水回用促进污水处理，有利于改善生态、保护环境；若不注意污水处理，只注重增加供水，则供水越多，污水越多，生态环境越差。污水经过深度处理后，可减少排放bod、cod等各种有害成分，对改善环境质量起到积极作用。
经济效益：从经济效益的角度说，天津工业大学膜天膜公司的cmf系统运行费用为0.489元／吨水（包含了膜组件更换、设备折旧、药剂、电费、人工等费用），低于进口cmf运行成本（0.651元／吨水）。
另外，中水用户可以节省水费，降低生产成本。在天津这样的北方缺水城市，通过新建水源工程增加自来水供水能力，其供水成本比中水成本要高得多。新建水库或者长距离的引水工程，吨水成本一般在2元以上，有的已超过6元／吨，而中水成本与其相比，一般可节约50％以上。

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