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1、Tap water treatment for potable water Nanofiltration membrane Application自来水饮用水 纳 滤 膜 应 用2002年1月10日NF90-400NF200-400NF270-400 NF-400Agenda 日程安排1. 自来水处理及其特点2. 自来水水质特点3. 纳滤膜特点及其与RO、UF、MF的区别4. NF制造饮用水的最佳选择5. 陶氏纳滤膜分类/选型/案例/业绩6. 纳滤膜处理系统设计/运行几点考虑7. 与其他品排NF膜的比较8. NF的经济性考虑自来水处理及其特点自来水水源类型及其污染自来水水源河水湖水水库水井水
2、深井水浅井水自来水水源的污染市政废水及废渣工业废水及废渣自来水处理流程及其特点混凝投药沉淀过滤消毒自来水处理流程自来水池自来水处理特点工艺简单 重点在除浊、除嗅、杀菌消毒 有一定的去除COD、BOD的能力 可能含余氯自来水水质特点自来水水质主要特点自来水大肠杆菌、细菌、 CODcr 、BOD5、SS、色度含量水样指标 原水含量 处理后含量 生活饮用水卫生标准 大肠杆菌 (个/L) 700-1600 00.06nm 1.0nm 2.0-100nm 100nm 带电否 负电 负电 否 否 运行压力(Bar) 8-69 3.5-20 1-7 0.5-0.7 能截留的物质 盐分% 98-99.6 20
3、-90 0 0 病毒 完全 完全 部分 不能 细菌 完全 完全 较完全 部分NF、RO、UF、MF的孔径比较UFNFRO肿瘤病毒15nm50nm1nmNF膜给水含 :单价盐分 二价盐分渗透产品水浓水纳滤工艺过程示意图纳滤特点： 对离子的选择性透过 孔径与反渗透接近 运行压力比反渗透低 既可用于纯化，又可用于分离和浓缩NF制造饮用水的最佳选择NF制造饮用水的最佳选择问：MF和UF能有效去除中水或自来水中的COD、BOD5、 TOC吗？答：不能。在新加坡、澳大利亚的经验表明，MF去除率 几乎为0，而UF只能达到5-20。问：RO和NF能有效去除中水或自来水中的COD、BOD5、 TOC吗？答：能够
4、。日常经验表明，NF和RO去除率均可达到90 以上。分析：由于生产中水和自来水的过程中，人为生化或天然 生化过程进行得较彻底，大分子有机物几乎全部降解。剩下 的COD、BOD5、TOC主要为水溶性好的小分子及少量微生 物。故MF、UF的去除效果不好，NF、RO则很好。NF制造饮用水的最佳选择自来水地表水中水井水RONF高纯水纯净水直饮水唉! 寡淡无味喔噻! 真好喝分析：由纳滤NF制得的直饮水，因其口感好，富含 人体所需的营养元素而倍受国内外亲睐。可见，NF 是制造饮用水/直饮水的最佳选择。陶氏纳滤膜分类/选型/案例/业绩陶氏纳滤膜分类应用范围应用范围NF-400脱盐率脱盐率主要去除杀虫剂主要去
5、除杀虫剂NF90-400(硝酸盐、杀虫 剂、除草剂、铁)NF270-400(地表水、TOC去 除、部分软化)NF200-400(去除杀虫剂)水处理水处理非水处理非水处理高高低低是是否否陶氏纳滤膜选型判断标准应用领域 水处理 水处理 水处理 非水处理硬度脱除 高 中等 低盐分脱除 高 中等 低TOC脱除 高 高 高 高进料TDS 高 中等 低膜的选型NF90NF270NF200NF陶氏纳滤膜案例*NF90系统概况地点：山东长岛南隍城启动日期：1997年4月膜类型：NF90-400给水类型：海岛深井苦咸水*注：该案例数据摘自水处理技术 ( 2000 年 4 月第 2 期 )陶氏纳滤膜案例NF90系
6、统设计及运行参数系统容量：6 m3/h系统排列：2:1每个压力容器元件数：2 支水温：16C系统回收率：56总脱盐率：82%进水/产水电导：3503/660 us/cm运行压力：7.5 BarNF90 NF90NF90 NF90NF90 NF90陶氏纳滤膜案例NF90系统预处理部分及纳滤部分流程图深井水预沉降MMF砂滤精滤NF90贮水箱絮凝剂酸 阻垢剂*注：多介质过滤器出口SDI可达到2.8。 符合NF90的进水要求。陶氏纳滤膜案例NF90离子的脱除效果 离子原水(mg/L)产品水(mg/L) 脱除率%Na+330.1112.366%Ca2+4028.397.9%Mg2+94.01.696.3
7、%HCO3-165.916.889.9%Cl-897.3147.583.6%SO42-368.26.398.3%NO3-82.738.553.4%SiO32-17.52.386.9%TDS*236533586%总硬度 *1392.927.298%注： * 实际的TDS在23655938.6mg/L的范围内波动。* 以CaCO3计。实际的硬度在1392.92897mg/L的 范围内波动 。陶氏纳滤膜案例NF90该系统的特点小节1. NF90对硬度的去除率较高(98%)，可实现膜软化。2. NF90能很好适应TDS波动大的水质。3. NF90能适应高硬度的水质。4. 运行压力低(94%. 给水压力
8、降低到 50 psi (3.4Bar). 在Mead湖地区新系统中，成为指定产品。陶氏纳滤膜案例NF200地点：法国巴黎 Mery市水源：瓦兹河水(受农药污染)启动日期：1999年9月元件类型：NF200-400陶氏纳滤膜案例NF200系统参数：系统容量：5840m3/h水温：1-25C运行压力：5-15Bar系统回收率：85%系统共分：8列单列配置：108:54:28每个容器元件数：6支 NF200-400元件总数/压力容器总数：9120/1520支设计通量：17.0 L/m2.h (10GFD)陶氏纳滤膜案例NF200系统流程图瓦兹河水澄清池MMF低压泵CF高压泵NF200絮凝剂PAC消毒
9、剂O3阻垢剂产品水池*注：* 进水浊度 8-60NTU，水质季节性变化大。*NF的进水要求SDI5 (浊度1NTU)陶氏纳滤膜案例NF2001. 原水TOC高，浊度大，故产水通量控制不宜过高。2. 产品水TOC0.18ppm。3. 莠去津50 ppb，低于探测极限。4. Ca： 40ppm。5. 很好达到去除有机物，保留有益矿物质的目的。该案例的特点及效果：陶氏纳滤膜业绩*出力 地点 启动 NF类型 (M3/H)Palm Beach County/ 1987NF706.6 Elementary School #17 Loxahatchee Groves, FL Palm Beach Park
10、1988NF7028 of Commerce Palm Beach, FLCity of Sully Iowa1988NF70 16*注：该业绩按时间先后顺序排列。在NF应用的初始阶段，系统容量较 小；随着人们对NF应用的经验增加，系统容量不断增加，最终在法国巴 黎建成当今世界最大的NF系统(5880m3/h)。陶氏纳滤膜业绩出力 地点 启动 NF Type(M3/H)City of Wachula, FL1990NF70 71Gulf Utilities- 1990NF70 79 Corkscrew Plant Estero, FL Expanded1994NF90158 Expanded1
11、996NF90237Palm Coast Utilities1992NF70315 Palm Coast, FL陶氏纳滤膜业绩出力 地点启动 NF Type(M3/H)City of Boynton 1993NF70631 Beach, FL Expanded1998NF701262Village of Royal Palm 1993NF70237 Beach, FLCity of Miramar, FL1995NF70473Volusia County1995NF9079 Spruce Creek, FL陶氏纳滤膜业绩出力 地点 启动 NF Type(M3/H)Galarza 1996NF7
12、0631 Almanzora Plant Almeria, SpainCooper City, FL1998NF90472Indian River County1998NF90473 Hobart Park, FLMery City, France* 1999 NF200 5880*注：全球最大的纳滤(NF)项目。纳滤膜处理系统设计/运行几点考虑纳滤膜处理系统设计/运行几点考虑预处理方案方案一方案二方案三在线混凝MMFMMFCFSDI4CMFCFSDI3在线混凝MMFGACCF方案四絮凝澄清MMFCF方案五国产UFCF纳滤膜处理系统设计/运行几点考虑消毒杀菌方案1. 氧化性杀生剂 + 还原剂C
13、l2/NaClO/O3/H2O2/其他+ NaHSO3/GAC2. 非氧化性杀生剂陶氏公司 DBNPA (50-170ppm, 3h/周)贝迪公司 881(400ppm, 30min/周)甲醛 (0.5-3.0%)其他兼容性药剂3. 氧化性杀生剂 + 还原剂 + 非氧化性杀生剂纳滤膜处理系统设计/运行几点考虑阻垢方案一个合理的阻垢方案必须建立在完整的水质分析之上。垢的类型溶度积常数阻垢方案 阻垢剂经验极限*碳酸钙垢8.7X10-9加酸/阻垢剂/软化*LSI2.5硫酸钡垢1.08X10-10加阻垢剂IP50Ksp硫酸钙垢6.1X10-5加阻垢剂IP2.0Ksp氟化钙垢3.95X10-11加阻垢剂
14、IP100Ksp硫酸锶垢2.81X10-7加阻垢剂IP50Ksp二氧化硅垢加阻垢剂1.* 具体某种阻垢剂的极限请参考其供应商的资料。 2.* 加酸时，酸的类型和纯度都很重要。软化可能破坏水的口感。纳滤膜处理系统设计/运行几点考虑设计技巧1.完整的水质全分析2.ROSA软件辅助设计 (可从网址www.F下载)3.根据进水水质的好坏，选择合适的排列，使单支元件回收率 、产水通量、给水流量、浓水流量不超过设计导则值。4.纳滤系统运行压力极低，整个系统的通量分配怎么做到尽可 能均匀一些，是一个值得重点关注的问题。 对大系统 浓水再循环/产品水背压/段间升压泵可增加段数，减少每个压力容器的元件数。对小系
15、统 浓水再循环/产品水背压/段间升压泵5.温度和压力对通量的显著影响纳滤膜处理系统设计/运行几点考虑清洗方案 及时清洗是至关重要的。 元件类型连续运行pH范围短时清洗pH范围 NF903-101-12 NF2703-101-12 NF2003-101-12 NF3-101-11.5最高温度35C30C 清洗pH范围1-111-12最佳清洗 温度20-30C标准清洗方案 1.简单酸洗(0.2%HCl)+简单碱洗(0.1%NaOH+0.1-1%EDTA) 2.严厉酸洗(浸泡1-12h)+严厉碱洗(浸泡1-12h)清洗pH值与温度的关系陶氏NF与其他品牌纳滤膜的比较1. 测试条件最严：含盐量最高，压力最低
