膜处理技术

移动式膜法净化水处理技术

发布日期：2020-12-17浏览次数： 1字号：[ 大中小]

一、 技术简介

移动式膜法净化水处理技术，是将膜分离技术与其它分离技术集成起来，组成一个安全供水系统，应用于紧急供水现场。应急安全供水的工作不同于平时， 平时水源相对稳定，对确定的污染物可选择多种处理方法，经试验后确定一个适宜的处理方法可长期使用。然而，自然灾害与突发事件多为偶发与不可预测的， 灾难中发生的问题很复杂，造成水体污染的因素很多，从而给净化水处理装置带来很多困难。该技术釆用全膜法技术就地净化，水处理设备先进，能够除去水中各种有害物质，并淡化水质，保证一定区域范围内人民群众的生活饮水与用水的安全性。

二、技术特点

（1）设计优势

移动式膜法水处理技术采用模块化设计理念，由预处理模块、微滤、超滤、陶瓷膜模块、纳滤模块、反渗透模块、电渗析模块和自动控制模块六个模块组成。全部六个模块的单元设备被安装在 40ft(12.192m)集装箱内。为确保装置在运输中的安全性，采取各个模块单元中的设备重心与集装箱重心保持一致的原则，将全部设备与集装箱底部固定，使得装置与集装箱浑然一体。每个模块单元可以单独运行，又可以将多个模块单元串联运行，这样就可以根据不同的进水水质，选择不同的工艺流程。

PLC 是整个装置工艺流程时序关系和逻辑关系的信息处理中心，在装置工艺管线和电气控制线路不变的情况下，通过修改 PLC 的运行程序就可以调整每个模块单元的相关运行顺序、逻辑关系和运行参数，根据采集到的各种运行参数， 给出膜法水处理最佳运行方案。

（2）工艺流程



图 1 工艺流程简图

（3）装置组成

移动式膜法水处理技术装置采用模块化设计，它主要由预处理模块、微滤、超滤、陶瓷膜模块、纳滤模块、反渗透模块、电渗析模块和自动控制模块组成。自动控制模块由硬件和软件两部分组成。硬件包括上位机、下位机（PLC）、变频器、PH 计、电导率仪等所需水质分析仪和各种传感器组成。软件包括 PLC 逻辑控制程序、上位机的组态监控程序、工艺运行分析程序等组成。

① 预处理模块

预处理模块单元是由潜水泵、加药系统、水箱、增压泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、袋式过滤器、精密过滤器、紫外线杀菌器、自动控制和管件阀门等组成。通过该模块单元的运行处理，出水水质可以达到微滤、超滤和陶瓷膜装置的进水水质要求。在该模块中泵、阀的启动顺序是由可编程序控制器自动实现的， 可以使泵、阀启停同步或切换，使反冲洗过程和过滤状态自动切换。

② 微滤、超滤、陶瓷膜模块

微滤、超滤、陶瓷膜都是在静压差的推动力作用下进行的液相分离过程。从原理上说并没有什么本质的差别，同为筛孔分离过程，运行方式和自动控制也基本相同。微滤膜材质为聚偏氟乙烯，它化学稳定性好，抗氧化能力出众，内压式过滤，膜孔径为 0.1μm，它允许小分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会

截留悬浮物、细菌、病菌及大分子量胶体物质。超滤膜的材质为亲水性聚醚砜， 内压式过滤，膜孔径为 0.010～0.025μm，这样充分保证水中尺寸大于 0.025μm的颗粒，如：胶体、固体颗粒、病菌、隐性孢子等完全被截留，对废水中的 COD 和 BOD 也有一定去除效果。但是，对于水分子、无机盐等小分子物质，没有去除效果，它们可以完全透过。陶瓷膜材质为 AL2O3，过滤通道为 19 个，膜孔径为 0.05～0.1μm ，它具有耐酸碱、耐高温、抗污染和使用寿命长等特点。对原水浊度具有较强的耐冲击力，并且过滤出水水质稳定，可以有效去除水中悬浮物、胶体、细菌及大分子物质。

③ 纳滤模块

纳滤膜是在反渗透膜的基础上发展起来的，因能截留物质的大小约 1 纳米而得名，它的截留分子约为 200～1000，对一价离子的截留率可低到 40%，对二价及二价以上离子的截留率可高至 90%以上。由于纳滤膜具有荷电性，对不同的荷电溶质有选择性截留作用，它又是多孔膜，在低压下有较高透水性。因此， 纳滤可以脱除废水中的硬度、色度、有机物、微生物、病毒等物质。

④ 反渗透模块

反渗透能阻挡所有溶解性盐及分子量大于 100 的有机物，但允许水分子透过，脱盐率一般大于 95～98%。目前，反渗透技术已成功应用于城市废水和工业废水深度处理中。对废水中 COD、BOD 微量有机物、重金属离子的去除效果良好，产水水质可以达到国家饮用水水质标准。

⑤ 电渗析模块

电渗析技术是膜分离技术的一种，它是一个电化学分离过程，溶液在交替放置的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间流过。在外加直流电场的作用下，以电位差为驱动力，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，而使溶液中溶质和溶剂分离的膜过程，从而达到淡化或浓缩的目的。

⑥ 自动控制模块

自动控制模块是通过 PLC 内部的逻辑控制程序完成对各单元模块的驱动、切换、运行和停机的控制以及对各种传感器信号的采集。组态监控程序安装在上位机内，它可以完成对整套工艺运行的在线监控和对各模块的实时控制以及对工艺运行参数的修改。整个系统的最终目的是将净化水装置在连续运行状况下采集到的数据作为依据，优化出最佳的工艺流程、最佳的运行状态和最准确的运行数据。

三、应用领域

净化水装置采用模块化设计理念，各模块间既是相互独立的，又是统一的。它可以实现单个模块单元的操控，又可以将多个模块进行组合运行，这样可以根据进水水质的不同，进行多种工艺流程的优化。

移动式膜法水处理装置的开发，主要用于抗震救灾和紧急供水现场，它可以根据水体污染程度和不同污染物，选择和优化出最佳处理工艺流程，以满足人员饮用和工业用水的需求。集装箱可以极大地提高系统的灵活性和操控性。净化水装置的出水水质可以达到国家直饮水水质标准。