死端过滤和浸没式真空抽吸三种模式，工程实际中根

据原水水质、整体工艺流程、占地条件、使用习惯，供货

厂商等因素综合决定采用何种模式。本文的研究总结

范围是：饮用水处理中应用比较普偏的中空纤维膜，应

用模式为上述三种，仅关注于系统上的共性特征。

柱状膜错流过滤和死端过滤系统示意见图１，

其中循环水和循环泵为错流过滤系统时设置，图２

为浸没式真空抽吸超滤膜系统，示意图表示了两种

形态膜系统的主要设备构成。

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图ｌ柱状超滤膜过滤系统示意

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图２浸没式真空抽吸超滤膜过滤系统不惹

１．２膜通量和回收率

对于超滤膜系统设计，最重要且最基本的设计

参数是设计膜通量和系统回收率。膜通量直接决定

了工程所需的膜面积和设备造价，系统回收率不但

决定了膜面积，还决定了膜前预处理和进水泵的规

模等。对于待处理原水，设计膜通量和回收率宜通

过中试获得准确值，供货商给予的参数仅供参考。

工程中选择超滤膜，并非膜通量高的超滤膜就一

定优于膜通量低的，还需比较评价膜压力或所需真空

度、膜化学清洗周期、膜老化破损情况和１临界膜通量

等。临界膜通量是工程设计中非常重要的校核参数，

膜通量与化学清洗周期密切相关，但并非线性关系，

当膜通量略微增加而化学清洗周期显著缩短时，此时

的膜通量即为临界膜通量值。工程设计要求在任何

运行条件下膜通量都应小于该膜的临界膜通量值。

１．３原水水质对基本参数的影响

影响设计基本参数的原水水质指标主要有：浊

度、ＤＯＣ、水温和硅等。

（１）浊度。原水浊度高时设计膜通量和系统回

２２给水排水Ｖｏｋ３６

Ｎｏ．１

２０１０

收率会降低，使得设计膜面积增加，引起超滤膜系统

投资增大。美国ＡＷＷＡ建议进膜水浊度需低于

ｉ０

ＮＴＵ，如高于该值，需增加膜前预处理措施。

（２）ＤＯＣ。虽然超滤膜技术去除水中有机物效

果有限，但原水中有机物含量高会大大影响膜通量。

水中有机物可分为亲水性和憎水性两种，憎水性有机

物更易于形成膜污染，也易于通过混凝工艺去除。工

程中通常采用ＳＵＶＡ值ＥＳＵＶＡ—ＵＶ／ＴＯＣ，ｍ－１／

（ｍｇ／Ｉ。）］来判断是否通过增加混凝处理来提高膜通

量。当天然水ＳＩⅣＡ＞４ ＩＴＩ＿１／（ｒａｇ／Ｌ）时，水中的溶

解性有机物主要是具有较多的芳香族化合物构造并

具有较强的憎水性，有机物的相对分子质量也较大，

可通过在膜前增加混凝工艺，使７０％以上的ＤＯＣ得

到去除，降低膜污染。当ＳＵＶＡ＜３ ｍ－１／（ｍｇ／［。）时，

原水中的溶解性有机物主要是一些非腐殖物类的有

机物，这些有机物相对而言是亲水性的、较少的芳香

族化合物构造并具有较低的相对分子质量，混凝工

艺难以将它们去除。

（３）水温。水温对膜通量的影响很大，温度降

低，水的粘度增大，膜通量迅速降低。净水厂设计规

模是按最高日需水量确定的，而低温时城市供水量

一般会低于水厂设计规模。由于高低温时膜通量相

差较大，如果设计低温时满足高峰供水规模会造成

投资偏高，若只关注高温高峰供水时的供水能力，则

低温时可能由于膜通量下降难以达到供水需求。设

计前应获得膜通量随时间变化的曲线，充分调研预

测该水厂全年供水需求规律，通过多次复核计算确

保满足全年的供水需求。在国外，有公司也采用温

度补偿通量辅助计算复核膜系统设计规模。

（４）硅。根据国内外较多应用实例发现，该物

质特别容易引起超滤膜的不可逆污染，进入膜后化

学清洗很难去除［４］，采用氟化氢铵清洗效果也有

限［５｜。因此原水预处理应尽量去除硅。

１．４系统基本计算步骤

超滤膜系统设计计算通常采用以下基本步骤［４］

（适用于正冲洗不采用膜后水的模式）：

产水流量Ｑｃ—Ｑｊ＋Ｑｈ

所需膜面积Ａ—Ｑｃ／（Ｊ×ｒ／）

在线因子刁一Ｔｊ／Ｔｚ×１００％

膜组件数ｍ—Ａ／Ａ。

　

万方数据