第一章  项目信息

1.1超滤设计产水量：

超滤系统设计产水量20T/H

1.2超滤系统出水要求：

超滤出水用作生活杂用水

1.3原水水质：

COD: mg/l SS:22 mg/l

PH:7.05 BOD:8.2mg/l  浊度：28NTU

1.4超滤膜进水水质要求：

为了超滤系统运行的稳定和安全，一般要求超滤进水浊度最高不超过15NTU，进水温度不超过45度，不低于5度，进水pH值2-13，进水余氯浓度不超过200mg/L，粘度低于200厘泊，臭氧浓度低于0.5 mg/L，油脂含量低于5mg/L。

1.5设计依据

※  中华人民共和国《水污染防治法》

※  中华人民共和国《生活杂用水标准》CJ25.1-89

※ 《超滤膜设计导则》

※《超滤膜技术手册》

1.6设计原则

1.6.1采用先进、实用、可靠的超滤膜处理技术，确保治理后回用水指标稳定达标。严格执行国家环保政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及地方法规；

1.6.2根据进出水要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济实用的处理工艺，确保处理效果，减少项目投资及日常费用；

1.6.3工艺流程简洁通畅，整体布置简洁、合理、美观符合厂区统一规划，要求水处理设施布局与周边环境协调，不对周边环境造成二次污染；

1.6.4控制总体投资，工程造价合理，保证长期安全平稳运行，降低日常运行成本；

1.6.5管线合理布置，充分利用现有的设置及现有的地形条件；处理施设整体工程施工周期短，安装、检修方便，易于管理；安全措施得当，避免隐患。

1.7设计单位简介

第二章  工艺流程的选择

2.1原水水质特性分析

原水中的浊度偏高，为了超滤系统运行的长期性和稳定性考虑，需设置预处理来保障超滤系统的进水水质要求。

2.2工艺路线及简述

工艺流程说明：

为了超滤系统运行的稳定和安全，废水在进超滤系统前，必须经过预处理，来保障膜元件的进水水质要求，以延长膜的使用寿命和使用时间。各处理工艺的作用如下：

1.    保安过滤器中装填10umpp棉滤芯，可以过滤去除前级过滤泄漏的一些细小颗粒物和破碎的滤料，以防止这些颗粒物在泵的加速作用下击穿或堵塞膜元件，造成过滤时膜组件的泄漏或堵塞。

2.    净水源膜星牌超滤膜是一种纳米级的薄膜，它能有效的去除废水中的各种细菌、微生物、病毒、大肠杆菌以及一些大分子的有机物和水中所有不溶解性的胶体等，使处理出水浊度≤0.2NTU 、SDI≤3，处理出水水质可完全达到国家生活杂用水的要求。超滤膜用于生活杂用水的处理与常规预处理工艺相比，超滤具有模块化设计的特点，方便以后的工程扩充，超滤系统还具有占地面积小，运行自动化程度高，操作方便等优点。

第三章  超滤技术介绍

3.1超滤的机理和特点：

超滤膜是利用纳米级的物理孔径在一定的压力作用下，对料液中的物质进行分离、净化、纯化和浓缩的一个纯物理过程，它不引起分离物质化学性质的变化，是一种非常安全和可靠的过滤和浓缩方法。

超滤的作用非常广泛，它可以去除悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物、细菌和大肠杆菌等杂质。随着制膜工艺的发展，超滤的用途也越来越广泛，目前超滤膜技术已经用于海水淡化、中水回用、反渗透系统的预处理、冷凝水处理和超纯水制备中，超滤技术与常规预处理相比，具有标准化设计，投入少，产量高，无需连续加药，稳定性高，需劳动力少，占地面积小，自动化程度高，操作方便等优点。

超滤系统的主要处理单元为超滤装置。本系统设计采用MX-UF-8040型号超滤膜作为本分离系统的核心处理部件，该超滤膜采用材质为改性PVDF的中空纤维，其表面活化层致密，支撑层为双排脂状结构，故拉伸强度高、跨膜压差小、反洗效果好、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的去除能力。

3.2超滤系统主要技术参数

膜星超滤装置采用错流过滤、频繁反洗的全自动连续运行方式。

微生物细菌去除率：99.99%

悬浮物去除率：100%

产水水质：浊度≤0.2 NTU

SDI≤3

微生物、细菌、大肠杆菌、病原体(祛除率)>99.99%

操作温度：  5-45℃

设计压力：  ≤0.3MPa

3.3主要特点：

3.3.1  中空纤维表面活化层孔隙率高，故纤维单位面积产水量大；

3.3.2中空纤维强度高，采用自动频繁反向冲洗工艺，使组件可在错流过滤状态下工作，化学清洗同期大大延长；

3.3.3低操作成本；

第四章   超滤系统设计

4.1分析原水水质确定膜组件的型号

根据原水特性，结合膜星超滤膜各型号产品的性能优势，我们推荐使用MO-UF-8040高抗污染系列超滤膜。MO-UF-8040高抗污染系列

超滤膜是我公司专为大型净水、废水、中水处理项目而设计的一种性能优异的膜组件，具有处理水量大，不易污染，反洗后通量恢复快，运行成本低，使用范围广等优点，在中水处理工程中具有十分广泛的应用。本工程设计推荐选用MO-UF-8040超滤膜组件，为外压式超滤膜组件，膜材质：改性PVDF。

4.2膜组件运行参数

(1)MO-UF-8040,超滤膜使用条件：

项   目	参   数
膜元件型号	MO-UF-8040,超滤膜
型  式	外压式中空纤维膜
膜材质	改性PVDF
公称孔径	0.01μm
膜面积	30m2
中空纤维内径	0.7mm
中空纤维外径	1.4mm
pH范围	2-13
工作水温	5-45℃
进水最大压力	0.5MPa
膜两侧最大允许压差	0.15MPa

(2)过程设计条件：

反洗频率		每隔30分钟一次(视具体情况)
反洗时间		每次60秒
反洗压力		0.1-0.3MPa
反洗通量		1.5倍设计通量
化学清洗	清洗频率		每隔60-120天一次
	清洗时间		60-240分钟
	清洗药剂		2%柠檬酸、0.5%NaOH+0.2%NaClO(有效氯计)
	清洗通量

4.3水通量的确定

针对本项目的原水水质及前处理情况，建议超滤膜平均水通量为90-120L/(m2·h)。(备注：长期运行的温度对水通量有直接的影响，以25℃为基准，每变化1℃的调整系数为2.15%)

4.4系统回收率的确定

本项目建议采用错流过滤的运行方式，超滤系统设计回收率为80%-90%。

4.5考虑反洗用水后的产水量设计

此类水质建议选择30分钟反洗1次及正洗2次，每次全过程在2分钟之内，反洗又分上反洗和下反洗，上、下反洗各30秒，正洗15秒。

4.6超滤膜数量计算

本设计从成本上考虑,选用MX-UF-8040超滤膜,按25℃条件下90L/(m²·h)水通量计算，单支膜有效面积为30㎡，则膜数量如下：

单支膜组件产水量：30㎡ X 35L/(m²·h)=1.05T/H

考虑反洗后的总超滤膜用量为：

总超滤膜用量：21/1.05=20支

需要20支超滤膜，背靠背安装。考虑系统布水均匀和系统的稳定性、安全性和方便控制，共设计1套超滤主机，每套主机膜用量20支。

4.7正冲设计：

系统制水运行每30分钟后要进行一次正冲15秒钟，正冲使用原水及原水泵，阀门及操作过程控制见图纸。

4.8反洗设计：

正冲后进行一次反洗，分上下反洗两个动作反洗,每个动作30秒,合计反洗时间为60秒，反洗水采用超滤产水。

反冲压力：≤0.30MPa

最大反洗流量：40M3/h

反洗泵：Q=50m³/h,H=27mH₂O, N=5.5kW

4.9化学清洗设计：

4.9.1 化学清洗依据：

(1)当透膜压差(TMP)达到0.08Mpa;

(2)每隔2-4个月

4.9.2 化学清洗系统设计

(1)化学清洗泵：5.0m³/h，

(2)药洗箱容积：1000L

(3)化学清洗压力：≤0.1MPa

4.9.3 化学清洗分类

(1)酸洗：用超滤水配制成质量浓度为2%的柠檬酸溶液， pH = 2。

(2)碱洗：用超滤水配制质量浓度为0.5%的氢氧化钠和30ppm的次氯酸钠溶液，pH=12。

注：酸洗后要再用碱洗，最后用清水清洗直到出水pH=7为止，否则会影响水通量。

4.9.4化学清洗具体流程

4.10超滤系统电气及仪表设计

4.10.1自动控制总体要求:

本超滤设备控制系统主要从优化超滤过滤工艺性能，确保生产安全稳定，保证超滤膜组件的使用寿命，节能降耗，降低运行费用，方便现场监测与操作等几方面为出发点进行设计。

系统采用PLC控制，所有参数及数据均可显示，控制系统的组成及其功能如下：

4.10.1.1超滤装置操作方式的时序控制：由PLC、压力开关、自动阀等组成。超滤的操作由正常产水—正冲—反洗—正冲—产水……等按一定时间顺序循环进行，采用变频器控制进水水泵，使超滤得到稳定的产水。这样，可使超滤膜组件的污染大大降低，提高系统产水的综合性能。

4.10.1.2超滤装置的超压控制系统：由PLC、压力开关等组成。在过滤中，过高的膜间压差是不利于超滤膜长期稳定运行的。因而当膜间压差较高时，将发出报警信号，用户可根据实际情况，确定是否需要化学清洗。

4.10.1.3液位联锁控制：为了保证生产过程的自动、稳定，设备的安全运行，共设置了以下液位联锁控制:

u     原水水箱的高液位与次低液位与原水进水自动阀的开关联锁。当达到次低液时，自动开阀，以防进水泵抽空，泵的磨损；当达到高液时，进水阀自动关闭，防止溢流。(可根据实际情况考虑是否需要。)

u     原水水箱的最低液位与超滤进水泵开停机的联锁。当达到最低液时，进水泵自动停机。

u     清洗水箱的低液位与洗清泵停机的联锁。当达到低液时，清洗泵自动停机，以防抽空后，泵的磨损。

u     反洗泵与反洗水箱液位的联锁。当达到低液时，反洗泵自动停机，以防抽空后，泵的磨损。

4.10.2自动控制执行元件的选用:

超滤系统自动控制执行元件常采用电动阀、气动阀和电磁阀，本方案采用电动蝶阀，相对于其他阀具有结构简单、操作方便、动作可靠、重量轻、口径大、流通能力大、价格便宜等特点，在超滤系统中广泛使用。

4.10.3超滤系统工作流程:

4.10.4 超滤系统仪表设计：

超滤系统仪表选型确保满足系统工程中所规定的技术指标，在满足生产设计要求的前题下，选择仪表型号尽量单一化，便于日后的安装及维护。所有仪表设备均在国内许多电厂、水厂、污水处理厂都得到成功应用，所选仪表均具有可靠性高、维护量小、安装及操作简便、防护级别高等特性。

所选仪表设备遵循以下标准：

IEC、ISA、NEMA等国际标准；

国内给排水行业标准；

国内电气制造、安装标准；

国内数据通讯标准；

(1)流量计

每套超滤系统设产水、浓水流量计各1套。

(2)压力表

超滤进口、浓水、产品水、反洗水装设压力表；

(3)压力开关

超滤进水及反洗进水设压力开关，当进水压力超过设计值系统停止运行并报警；

(4)液位开关

原水箱、超滤产水箱设液位开关或液位计，高、中、低液位报警并和相应的泵联锁。

第五章 超滤系统设备规范

5.1超滤主机本体

5.1.1 设备规范

5.1.1.1 型式与型号

(1)型号：                    MX-UF-8040,超滤膜

(2)型式：                    组合架

5.1.1.2 数量：                     1套

5.1.1.3 运行工况：

(1)出力：                     20m³/h

(2)温度：                     25±3℃

5.1.1.4 膜元件总数量：               20支

5.1.1.5 设计进水压力：             0.2 MPa

最大进水压力：             0.3MPa

反洗压力：                  ≤0.30Mpa

设计回收率：                90%

5.1.2

技术参数表：

主机数量	1套
进水量	20t/h
设计产水量	20t/h
最大进水压力	0.3MPa
膜元件
--型号	MX-UF-8040超滤膜
--材质	改性PVDF
--单支膜有效膜面积	30㎡
--膜通量	35L/㎡h(25°0.1MPa溶液测试条件)
--最高使用温度	45°
--适用PH范围	2.0 ～13.0
--制造商	山东净水源膜科技有限公司
--数量	20支
压力开关
--规格	0-3.0MPa
--数量	2
产水流量计
--流量范围	50t/h，DN80
--数量	2
反洗流量计
--流量范围	50t/h，DN80
--数量	1
进水流量计
--流量范围	50t/h,DN80
--数量	1
压表
规格	0-0.6MPa
--数量	5
进水电动蝶阀
--规格	DN80，PN1.6
--数量	1
--形式	对夹式
--材质
产水电动蝶阀
--规格	DN80，PN1.6
--数量	1
--形式	对夹式
--材质
浓水排放电动蝶阀
--规格	DN80，PN1.6
--数量	1
--形式	对夹式
--材质
反洗进水电动蝶阀
--规格	DN80，PN1.6
--数量	1
--形式	对夹式
--材质
反洗上排放电动蝶阀
--规格	DN80，PN1.6
--数量	1
--形式	对夹式
反洗下排放电动蝶阀
--规格	DN80，PN1.6
--数量	1
--形式	对夹式
--材质
组装支架
--材质	碳钢喷漆
管道阀门件
--UPVC管	1套
现场仪表柜
--控制及仪表箱数量	1
--控制及仪表箱规格	500×400×1200

5.2超滤原水泵

--型号
--型式	卧式离心泵
--数量	1台
--材质
--正常出力	30m3/h
--扬程	30米
--功率	5.5KW

5.3预处理保安过滤器

型式	立式圆形容器
数量	1台
规格	φ650
设计产水量	50m3/h
材质	不锈钢
进出口连接方式	法兰连接
滤元
--滤元规格	40寸
--滤元数量	19支
--单支滤元出水量	2t/h
--滤元骨架材质	PP
--滤元结构	卡式

5.4超滤反洗装置

数    量	1套
本体管道材质	UPVC
(1)反洗泵
--型号
--型式	卧式离心泵
--材质
--正常出力	30m3/h
--扬程	30M
--功率	5.5Kw

5.5超滤化学清洗装置

数    量	1套
本体管道材质	UPVC
药洗箱
--容积	1.0m3
--设计压力	常压
--设计温度	4-50°C
--材质	PE
药洗循环泵
--型号
--型式	卧式离心泵
--材质
--正常出力	5m3/h
--扬程	12
--功率	2.2kW
化学清洗保安过滤器
--型式	立式圆形容器
--规格	φ220
出力	5m3/h
--进出口连接方式	法兰连接
过滤器滤元	10umpp棉
-滤元规格	20寸
--滤元数量	5支
--单支滤元出水量	1t/h
--滤元骨架材质	PP
--滤元结构	卡式

第六章   超滤系统运行经济指标分析

6.1电费

所有设备如：原水泵，反洗泵，化学清洗泵，PLC，气动装置等，以7kW·h估算，电费以1元/kW·h，吨水处理电费 =7kW.h×1元/(kW·h)/20T/H=0.35元/T

6.2药剂费

超滤系统清洗消耗药剂用量如下：

(1)柠檬酸药剂消耗量 ：按每个月化学清洗一次计算，每次清洗柠檬酸用量为50Kg，药剂单价为6元/Kg，则吨产水药剂费为50×6*12/(20 X 24 X 365) = 0.02元

(2)NaOH药剂消耗量 ：按每个月化学清洗一次计算，每次清洗用量为10Kg，药剂单价为2.4元/Kg，则吨产水药剂费为：10×2.4*12/(20X 24 X 365)= 0.0016元

(3)10%氧化剂药剂消耗量：反洗时加药浓度按5ppm计，则吨产水消耗量为：0.0034Kg，药剂单价为0.7元/Kg，吨产水消耗成本为：0.0034X 0.7=0.0024 元

每吨产水超滤清洗药剂消耗费总合为0.024元/吨产水。

综合吨产水成本为W=药剂费+电费=0.374元

序号	设 备 名 称	规    格	单位	数量
一	预处理
1	原水池
2	原水泵稳压变频	Q=30m3/h,H=30mH2O CDLF32-30 5.5KW	台	1
二	超滤系统
1	前置过滤器		台	1
三	超滤装置	Q=20m3/h
3.1	超滤系统		台	10
3.2	产水流量计	测量范围：0-50m3/h	套	1
3.3	电动碟阀	电动碟阀dn80，Pn1.6	支	5
3.4	手动碟阀	手动碟阀dn80，Pn1.6	支	2
3.5	液位计			3
3.6	流量计	测量范围：0-50m3/h	套	1
3.7	压力表	测量范围：0-1.0MPa/0-3MPa	台	4
3.8	高压压力开关	高于2.0MPa报警	台	1
3.9	低压压力开关	低于0.1MPa报警	台	1
四	清洗装置		套	1
4.1	清洗水泵	Q=50m3/h, H=27mH2O, N=5.5kW	台	1
4.2	化学清洗保安过滤器	50m3	座	1
	加药水箱
五	管路系统	UPVC，阀门配件	套	1
六	控制系统	PLC自动控制	套	1
七	安装调试运行费
	税金，管成 理费，业务
	总价