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技术干货丨微水会丨行业热点丨政策解读
与传统的过滤、结晶等技术相比，膜技术有其自身的优点，随着对废水处理要求的日益提高，膜技术的前景广阔。由于膜种类繁多，内容量大，微水会迟未涉及，借第三季契机，本期与大家一起聊聊特种高压反渗透平板膜，介绍特种膜在中水回用零排放中的应用。现将内容梳理如下，供大家学习参考交流。
分享嘉宾：徐浩
整理：冯茹
策划：Charles
排版：孙漠潇
背景：膜分离技术是一种新型高效、精密分离技术，它是材料科学与介质分离技术交叉结合形成的一门技术，具有高效分离、设备简单、节能、常温操作、无污染等优点，应用于工业领域众多行业。在我国水资源短缺、水质差是推动膜技术在废水处理领域应用的根本动力，在相关政策标准的驱动下，为我国膜技术的发展提供了前提条件。但与发达国家相比，我国的膜技术还与其有较大差距。诚然在膜技术在推广上，主要难点是膜的造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞等。在未来的发展道路上，随着其不断探索和改进，看好其广泛应用。
微水会·第29期
主题：特种高压平板反渗透膜在中水回用零排放中的应用
话题：
1、美富特简介
2、特种膜介绍
3、中水回用零排放工艺介绍
4、典型案例介绍
嘉宾介绍：徐浩 成都美富特膜科技有限公司工艺设计工程师
关于美富特：
美富特环保产业集团，致力于为全球客户提供最真实有效的综合性环保服务，尤其是特种膜技术在中水回用、零排放工艺、石油石化废水、垃圾渗滤液、物料分离浓缩等领域的应用研究。旗下成都美富特以特种膜技术为核心，集成传统物化、生化技术，针对水污染防治和资源化利用领域，为客户提供最大性价比解决方案，是国内唯一拥有特种膜RO、NF、UF、MF全系列产品的国家高新技术企业。业务范围涉及中水回用零排放、工业污水治理、市政污水处理、流域治理等。
微水会·精彩讲堂
一、膜基本知识
膜根据结构可分为卷式、管式、平板式及中空纤维；按精度依次分为微滤、超滤、纳滤及反渗透。
二、特种膜介绍
1、基本组成及结构创新
特种膜（SUPERRO）是相对传统水膜而言的，是平板膜组件技术的革新性变形，属于第三代碟管式反渗透。其主要由过滤膜片、导流盘、中心拉杆、高压容器、两端法兰、各种密封件及联接螺栓等组成。过滤膜片和导流盘交替叠放，中心拉杆串成模芯置入高压容器后两端法兰进行固定，再用拉杆结合形成。
MFT专利产品采用特殊改性的专用膜片，优化的流体在膜柱内部流动形态和压力补偿结构设计，确保系统的安全性和高效性，增强对高浓度物料的适应性和稳定性。流体通道宽2.5mm，避免流道堵塞；独特的线性凸点设计，雷诺数>2500具有更优异的流体湍流效果，膜片自清洗效果更好；投币式切口设计，采用雷达扫描错流清洗，压力损耗低（0.1～0.2bar/m²）。
2、工作原理及参数
原水通过膜芯与高压容器的间隙到达膜元件底部，均匀布流进入导流盘，在导流盘表面以雷达扫描方式流动，从投币式切口进入下一组导流盘和膜片，在整个膜柱内呈涡流状流动，产水通过中心管排出膜元件。
附小视频：SUPER RO组成及工作原理
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=l0316i1de9b&width=500&height=375&auto=0
基本参数：
进水限制要求：
3、特点及优势
膜片由上至下分为为功能分离层PA（厚0.2-0.4µm）、支撑层PS（5µm）、无纺布PET基材（50µm）。
就目前而言，膜片的主要研究方向集中在如何提高脱盐效率、抗污染能力及产水效率上。针对以上，利用分子设计及精密界面聚合技术和表面改性处理技术对膜片进行改进，实现这一目标。
1）分子设计及精密界面聚合技术
2）表面改性技术
总结来看，SUPER RO具有如下特点：
1）开放式的宽流道，膜片与支撑导流盘空间高度达到2.5mm，有效避免物理堵塞；
2）支撑导流盘表面特殊设计，使流体分流均匀，并形成更佳湍流效果，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生；
3）支撑导流盘旋流狭缝的专利设计，流体在膜装置内形成涡流式螺旋流程，几乎没有流动变向并匀速扫过膜片表层，最低限度降低压力损失，解决常规圆盘式膜柱因流体急剧转向造成的大量能耗缺点；
4）特殊改性的RO膜片膜分离功能层更厚、电负性更低、膜表面更光滑、亲水效果更好，具有更强的抗污染和耐高压性能。相比传统膜片，具有更长的使用寿命；
5）浓缩倍数高，系统回收率可达80-95%；
6）膜组件采用标准化设计，易于拆卸维护；全自动化控制，减少人力成本；建设周期短，调试、启动迅速；占地小。
4、应用领域
特种膜在膜元件结构和膜片上的创新，使其具有高抗污染性可直接应用于高污染污水处理领域，目前已广泛应用于制药化工废水、油气田废水、垃圾渗滤液等领域。而其高倍浓缩优势，又适合用于中水回用领域，可减少膜浓缩液产生量，降低蒸发设备投资运行费用，提高产水回收率，做到节能降耗。
三、应用案例分享
1、中水回用零排放概述
实现中水回用零排放需满足标准或生产要求。要从根本上实现中水资源化利用，经实践表明，膜法+蒸发的组合工艺是最佳选择。传统中水回用零排放工艺对废水处理后得到RO产水+冷凝液+固体废物，产水及冷凝液回用，固废安全处置，可实现回用零排放，但其在大力推广时还存在可再生化性差等一些瓶颈。
由于常规卷式RO处理后，剩余膜浓缩液量较大，导致后续蒸发处理的投资和能耗都较高。针对这一情况，在卷式RO之后引入SUPERRO对膜浓缩液进一步处理，可降低进入蒸发系统的浓水量，提高产水回用率。
2、常盛制药废水项目
项目主要处理的是生化出水，制水系统浓水及循环水；其中出水水质指标即为进入膜系统的水质指标。
常规膜法工艺与引入SUPERRO后对比：
在引入SUPERRO后，在RO浓缩液处理工段，产水回收率得到进一步提高，且占地、投资运行成本都得以降低。
▷ 1、SUPERRO的进水电导有没有限制？能够浓缩到多少？
答：SUPERRO共两种，一种90bar，另一种160bar的。90bar的可以盐浓缩盐到7%，160bar的可以把盐浓缩到14%。
▷ 2、在工业废水领域进行原水回用处理时，能否直接用SUPERRO工艺，前面不引入卷式RO浓缩？
答：这个是可以的，但要根据具体的水质情况来分析。如果中水回用中直接用SUPERRO，还是不太经济的，因为SUPER RO的投资成本比卷式RO的投资成本要高。此外，SUPERRO膜有直接用在垃圾渗滤液填埋场项目上的。
▷ 3、刚有提及中水回用单用特种膜不经济，那什么情况下使用这一膜经济呢？
答：中水回用用SUPERRO膜加蒸发，比直接用蒸发，无论是投资还是运行费用都要经济；但如果能够使用卷式RO膜的情况下，直接采用SUPERRO膜不经济。
▷ 4、SUPERRO的系统回收率建议设置多少？
答：回收率是根据进水盐分来确定的。
▷ 5、SUPERRO的通量建议取多少？
答：这个要根据水质进行调节，不同水质，取值不同。
▷ 6、渗滤液处理中，SUPERRO的膜通量选多少？对余氯的耐受度是多少？
答：膜通量取6～12L左右，余氯≤0.1mg/L。
▷ 7、现好多垃圾渗滤液生化系统出水水质不太好，如果直接应用SUPERRO处理，是否可不经过生化预处理？对进水SS、COD有何要求？
答：还是建议先进行生化处理。不允许SS>10的颗粒物质进入，进水SDI值要<20，原则上建议经过砂滤即可；在条件允许的情况下，建议直接引入微滤或超滤作为预处理，同时要控制水中的胶体、有机物及细菌含量。
▷ 8、渗滤液进SUPERRO前，建议采用何种预处理工艺？
答：硬度较高还是要考虑软化，如果硬度不高简单砂滤就可以。
▷ 9、在项目案例中有看到50方用了31支膜，80方用49支，120方50支，想了解下SUPERRO的排列方式及通量选择是怎样的？
答：针对不同水质，膜通量是不一样的，所以膜支数设置有异。
▷ 10、在工业废水处理领域，SUPERRO用于预处理或深度处理可否？
答：可以用于深度处理，但要根据水质具体分析。
▷ 11、在中水回用应用案例中有看到某些项目中均用到卷式RO与SUPERRO，但两者位置有异，想问下，在设计时都考虑了哪些方面？
答：这是根据盐分高低和污染物来确定的。假如中水排放水COD较低，盐分也较低的话，可以考虑先用卷式RO膜处理过后，再用SUPERRO来处理卷式RO的浓缩液。SUPERRO比卷式RO耐污染性更强，浓缩测的盐分更高，一般都用在RO浓缩液的后端。
结束语
首先非常感谢@徐浩徐工带来特种高压反渗透平板膜的介绍及应用。
本期中，徐工从膜的概念入手，概括性的介绍了膜分类，指出传统卷式膜在结构和材质设计上的局限性，由此引入特种膜概念及介绍。该膜元件拥有专有改性膜片，经过特殊结构设计，专用于污水处理领域；具有高抗污染，高倍浓缩的特点。
接着对特种高压反渗透平板膜的组成、结构及原理展开详细介绍；阐明其为何具有高抗污染、高倍浓缩的特点。后指出在中水回用零排放中，为实现中水资源化利用及零排放，考虑盐的去除，膜法+蒸发的组合工艺还是最佳选择，然而常规的膜工艺在推广中存在瓶颈。作为膜法中节能降耗代表的特种膜工艺可很好应对这一问题，并辅以实例分析了其在投资运营成本上具有的优势，现该特种膜工艺在工业废水领域、中水回用领域及垃圾渗滤液领域均有应用。答疑讨论环节，就SUPERRO脱盐率、通量，垃圾渗滤何时使用较为经济等问题予以解答。
面对严峻的生态环境形势及人们对用水需求量的增加，实现水资源的高效利用，是未来发展的必然要求。随着膜本身制造技术的完善，凭借其特点在水处理领域将会发挥重要作用，其在城市污水回用工程中的成功应用，也将进一步推动膜技术在我国污水资源化领域的应用推广，为污水资源化利用开辟了一条新路。
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