GB/T31327-2014
海水淡化预处理膜系统设计规范
Specificationofmembranesystemforseawaterdesalinationpretreatment
- 中国标准分类号（CCS）J88
- 国际标准分类号（ICS）13.020.01
- 实施日期2015-06-01
- 文件格式PDF
- 文本页数10页
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海水淡化预处理膜系统设计规范
国家标准 GB/31327一2014 海水淡化预处理膜系统设计规范 Speeifeationofmembranesystemforseawaterdesalinationpretreatment 2014-12-05发布 2015-06-01实施 国家质量监督检监检疫总局 发布 国家标准花管理委员会国家标准
GB/I31327一2014 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 超微)滤膜组件选择 4.1膜组件的功能和主要用途 膜材质 4.2 -*-物 4.3膜及其组件结构形式 海水淡化预处理膜系统设计 5.1 -般规定 5.2水质要求 5.3工艺参数 工艺设计 5.4 海水淡化预处理膜系统设备 设备配置 6.1 6.2反洗和化学加强反洗装置 6.3化学清洗装置 6.！管路系统要求 设备布置与安装 自控系统
GB/T31327一2014 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国分离膜标准化技术委员会(SAC/TC382)提出并归口
本标准起草单位;杭州水处理技术研究开发中心有限公司、天津膜天膜科技股份有限公司,山东招 金膜天有限责任公司,杭州(火炬)西斗门膜工业有限公司南京工业大学,华东理工大学
本标准主要起草人;谭永文.沈菊李,戴海平,杨波,郑宏林、王乐译、王薇、稽红,邢卫红,许振良、 王新艳
GB/T31327一2014 海水淡化预处理膜系统设计规范 范围 本标准规定了海水淡化预处理膜系统的组件选择,系统设计,设备组成,设备布置与安装,以及自动 化控制等
本标准适用于以超(微)滤膜为代表的压力驱动型膜过滤海水淡化预处理系统设计,应用于其他水 处理工程的超(微)滤膜系统的设计可参照使用
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准 GB/T172191998 GB/T20103膜分离技术术语 GB/T50619201o火力发电厂海水淡化工程设计规范 HY/T112一2008超滤膜及其组件 术语和定义 GB/T20103和GB/50619界定的以及下列术语和定义适用于本文件
为了便于使用,以下重复 列出了GB/T20103和GB/T50619中的某些术语和定义
3.1 超滤utrafiltration" 以压力为驱动力,分离分子量范围为儿百至儿百万的溶质和微粒的过程
CGB/T201032006,定义5.2.1] 3.2 微滤microiltration 以压力为驱动力,分离0.01m至数Mm的微粒的过程 [GB/T201032006,定义5.2.2 3.3 反渗透 reverSe0Sm0sisS 在高于渗透压差的压力作用下,溶剂(如水)通过半透膜进人膜的低压侧,而游液中的其他组分(如 盐)被阻挡在膜的高压侧并随浓溶液排出,从而达到有效分离的过程
[GB/T20103一2006,定义4.2.2] 3.4 通量fluxs 单位时间单位膜面积透过组分的量
GB/T201032006,定义2.1.33 3.5 跨膜压差transmembranepressure;MP 原水侧进出口压力平均值和产水侧压力的差,即膜两侧平均压力差
GB/I31327一2014 3.6 污泥密度指数siltde ensityindex;SD 由堵塞0,45m微孔滤膜的速率计算得出的,表征水中细微悬浮固体物含量的指数 [GB/T50619一2010,定义2.0.7] 产水率 roducingwaterratio pro0 扣除自用水量后的净产水量与进水量的百分比
[GB/T50619一2010,定义2.0.12] 3.8 membranefouling 膜污染 料液中的某些组分在膜表面或膜孔中沉积导致膜性能下降的过程
CGB/T201032006,定义7.2.2] 3.9 化学加强反洗ehemieallyenhancedbackwash 在超(微)滤膜产水侧加人一定浓度的化学药剂,通过反冲洗、浸泡等方式,将在过滤过程中形成于 膜进水侧的污染物清洗下来的过程
3.10 化学清洗ehemcealeeaning 利用化学药品去除膜的污染物的过程
[GB/T20103一2006,定义7.2.8 超(微)滤膜组件选择 4.1膜组件的功能和主要用途 超(微)滤膜组件的功能和主要用途见表1
表1超(微)滤膜组件的功能和主要用途 组件类型 功能 主要用途 超滤(UF) 去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物 反渗透或纳滤系统预处理,饮用水净化,中水回用等 去除悬浮颗粒、细菌,部分病毒及大尺度胶体 反渗透或纳滤系统预处理,饮用水去浊,中水回用等 微滤(MF 4.2膜材质 海水淡化预处理宜选择具有耐污染,易清洗、化学性能稳定、通量大、产水水质稳定等特性的膜材 质,如聚酥碱(PES),聚飙(PS),聚偏氟乙烯(PVDF)、纤维素(CA),聚丙烯睛(PAN),聚丙烯(PP),聚乙 烯(PE)、聚叙乙烯(PvC)、聚四氟乙烯(PTFE),无机陶瓷等
4.3膜及其组件结构形式 海水淡化预处理膜组件宜选择结构紧凑、操作压力低,易清洗、能耗及运行费用低等特性的结构形 式,如中空纤维、管式,平板式,卷式等
GB/T31327一2014 海水淡化预处理膜系统设计 5.1 -般规定 5.1.1应根据进水水质、处理水量和反渗透系统进水水质要求,选择超微)滤膜材质、组件形式和过滤 模式
5.1.2海水淡化预处理膜系统由给水泵、保安过滤器、超(微)滤膜装置、反洗和化学加强反洗装置、气 擦洗装置、化学清洗装置、仪器仪表、管道、阀门和自控系统等组成
5.1.3海水淡化预处理膜系统基本工艺流程示意见图1
化学清洗废液 废液中和处理池 浓水/反冲洗水 废水收集池 原水池 给水系 保安过泌器 超微滤膜置 产水池 反渗透系统 反冲洗 反洗/化学加强反洗装置 擦洗 无油压缩空气 化学清洗 化学精洗粘道 图1海水淡化预处理膜系统基本工艺流程示意图 5.1.4海水淡化预处理膜系统的过滤模式可采用死端过滤或错流过滤
5.1.5超(微)滤膜组件的使用寿命不低于3年
5.1.6海水淡化预处理膜系统产生的废水应处理达标后排放,应符合GB/T506192010的8.0.3的 规定 5.2水质要求 5.2.1海水谈化预处理膜系统的进水水质宜符合表2的要求
表2海水淡化预处理膜系统的进水水质要求 项 目 单 位 指标 540 温度 p!值 3~10 NTU 浊度 <15 <1 油类含量 mg/L 最大颗粒粒径 200 m 当进水水质的单个或多个项目不符合表2的指标值时,宜增加前处理工艺
5.2.2 5.2.3前处理工艺宜根据海水水质和预处理膜系统的进水水质要求确定选用混凝、气浮、澄清,介质过 滤等工艺
前处理系统的设计宜参照GB/T50619一-2010的4.2.1和4.2.2的规定
GB/I31327一2014 5.2.4海水谈化预处理膜系统的产水水质应符合表3的规定
表3海水淡化预处理膜系统的产水水质要求 单 项 目 位 指标 污泥密度指数sD(15min) 3 NTU 浊度 0.2 5.3工艺参数 5.3.1海水谈化预处理膜系统设计的工艺参数主要包括 a)产水量,单位立方米每小时m'/h); b膜通量,单位升每平方米每小时[Lrmh)] 操作压力,单位兆帕(MPa); c 气擦洗、水反洗周期,单位小时(h); 单次气擦洗、水反洗时间,单位秒(s); 气擦洗强度,单位标准立方米每平方米每小时[Nm=/m'h] 反洗强度,单位升每平方米每小时[L/(m*h] 化学加强反洗周期,单位小时(h); 化学加强反洗时间.单位秒(s); 化学加强反洗强度,单位升每平方米每小时[L/mh)]
5.3.2超(微)滤膜装置的工艺设计参数宜符合表4的要求
表4超(微)滤膜装置的工艺设计参数 单 位 设计推荐值 工艺参数 膜通量 40 L/mh 操作压力 MPa 0.3 反洗强度 L/m'h) >90 >30 反洗时间 反洗周期 >0,5 反洗压力 MPa 0.25 Nnm/mh 气擦洗强度 >0.1 气擦洗时间 >10 气擦洗周期 >0.5 气擦洗压力 MPa 0.l 化学加强反洗周期 >12 5.4工艺设计 5.4.1过滤工艺宜采用全自动恒流或恒压控制
5.4.2过滤模式的选择如下:
GB/T31327一2014 当超(微)滤膜组件的进水浊度小于3NTU时,宜采用死端过滤模式; a b)当超(微)滤膜组件的进水浊度大于3NTU时,宜采用错流过滤模式
5.4.3膜通量宜选取现场试验或同类工程的数据
5.4.4产水量按式(1)计算 Q=川×S×g.×10" 式中: -产水量,单位立方米每小时(m`/h) 膜组件的数量; S -单支膜组件的膜面积,单位平方米(m'); -设计膜通量,单位升每平方米每小时[L/m'
h)]
q 5.4.5海水水温的变化会影响超(微)滤膜过滤的产水量
设计温度25C,不同海水水温下的产水量 可用式(2)计算: Q，=Q×(1十0.0215)- 式中: 实际运行水温下的产水M,单位立方米每小时(m"/h Q Q -设计产水量,单位立方米每小时m'/h); 实际运行状态下的水温,单位摄氏度() 5.4.6海水淡化预处理膜系统的工艺参数应根据原水水质、产水要求,按膜组件制造商提供的设计软 件计算,并结合工程现场实际情况综合考虑确定
膜系统的产水率、回流比,跨膜压差工艺参数可按下 列公式计算 产水率按式(3)计算 a 3 P,=Q/Q×100% 式中: P 产水率,%; 3, -净产水量,单位立方米每小时(m'/h) Q -进水量,单位立方米每小时(m'/h). 注:净产水量为总产水量扣除系统自耗水量
b错流过滤膜系统的回流比按式(4)计算， R=Q./Q 式中: 回流比; R 浓水流量,单位立方米每小时(m/h) Q. -进水流量,单位立方米每小时(m'/h)
Q 错流过滤膜系统的跨膜压差按式(5)计算 十
.(5 TMP- 一， 式中; -跨膜压差,单位兆帕(MPa); TMP 进水压力,单位兆帕(MPa) 声 浓水压力,单位兆帕(MPa); pe 产水压力,单位兆帕(MPa) 声p 死端过滤膜系统的跨膜压差按式(G)计算 d TMP= 一声"
GB/I31327一2014 式中: TMP -跨膜压差,单位兆帕(MPa); 进水压力,单位兆帕(MPa); 产水压力,单位兆帕(MPa)
pp 根据超(微)滤膜组件性能、产水量、反洗周期、化学清洗周期和反渗透海水谈化系统运行工况等 5.4.7 条件,设计单套超(微)滤膜过滤装置的膜组件数和装置套数
5.4.8海水淡化预处理膜系统宜模块化设计,配置全自动操作运行的控制系统
5.4.9海水淡化预处理膜系统的污染与化学清洗宜按以下方式进行 系统进水压力超过初始压力0.1MPa时,应进行化学清洗
a) b)化学清洗剂的选择应根据污染物类型、污染程度、组件的形式和膜材质的物化性质等来确定 宜选用的超(微)滤膜组件的化学加强反洗和化学清洗配方参见表5
表5超(微)滤膜组件宜选用的化学加强反洗和化学清洗配方 清洗类型 化学药剂 清洗溶液浓度与plH值 酸洗 盐酸 0.1%HCl 化学加强反洗 氢氧化纳十次叙酸钠 0.05%NaOHH+0.1%Naco有效叙计) 碱洗 柠檬酸、盐酸 pH值1~2 酸洗 化学清洗 I 碱洗 氢氧化钠十次氯酸钠 pH值l一13(有效叙<2000mg/" 注:根据膜制造商的参数技术说明,选用具体的配方和清洗工艺
使用多种药液进行化学清洗时,药液与药液更换之间应使用清水彻底清洗膜系统
每支组件 所需药液量为每支组件中的存量加上配管中的药液M
使用碱液请洗时药液温度宜低于35C,使用酿液请洗时药液温度宜低于40七 每种药液化 学清洗所需时间为1h一3h
海水淡化预处理膜系统设备 设备配置 6.1 6.1.1海水淡化预处理膜系统应配置超(微)滤膜装置、给水泵、保安过滤器,气擦洗装置、反洗和化学 加强反洗装置、化学清洗装置等设备
6.1.2应根据海水淡化工程的规模和要求确定超(微)滤膜装置的规模和套数
1.3当预处理膜系统的超(微)滤膜装置少于5套时宜设1套备用,5套及以上时可设备用
6.1.4应根据超(微)滤膜装置的进水量和进水压力配置给水泵,水泵电机宜采用变频控制
6.1.5应在超(微)滤膜装置前配置自动清洗的保安过滤器,其过滤精度宜不大于200m. 6. 1.6应在超(微)滤膜装置的进、出口配置压力表、流量计、浊度仪SD仪等水量和水质监测设备
6. 1.7超(微)滤膜装置应具有膜组件完整性检测功能
采用气泡观察法检测超滤膜组件的完整性宜 按HY/T112一2008的6.8的规定执行
6.1.8应根据单套超(微)滤膜装置完整性检测的要求和膜组件气擦洗的要求,配置无油压缩空气气源 和相应的配套设备
6.2反洗和化学加强反洗装置 6.2.1根据单套超(微)滤膜装置的反洗方式、反洗压力和反洗通量的要求,配置一套超微)滤膜反洗
GB/T31327一2014 装置 6.2.2反洗装置主要由反洗水泵、过滤器、仪表,管道、阀门等设备组成,当装置用于化学加强反洗时还 包括加药计量泵,溶液计量箱等 6.2.3反洗用水宜采用超微)滤产水
6.3 化学清洗装置 6.3.1 根据单套超(微)滤膜装置的化学清洗方式、清洗压力和清洗容量的要求,配置一套超(微)滤膜 化学清洗装置
化学清洗装置主要由化学清洗水系,过滤器,清洗溶液箱,仪表、管道,阀件等设备组成
6.3.2 6.3.3化学清洗用水宜采用反渗透产水或市政供水
管路系统要求 海水淡化预处理膜系统的管路设计压力等级为PN0.6,宜按母管制配置,各管路的管径宜按 6.4.1 1.0m/s一2.0m/流速的要求计算确定
6.4.2海水过流设备与管道应具有耐腐蚀性能,材质选用应按照GB/T506192010中附录B的规定
当海水淡化产水作为市政供水时,材质选用还应符合GB/T17219一1998中第3章的规定 6.4.3药品溶液箱和输送管道材质宜采用玻璃钢、塑料或钢塑复合材质
设备布置与安装 7.1预处理膜系统设备应布置于通风良好的室内环境中,防冰冻和日照,环境温度宜为5C一40C
7.2超(微)滤膜组件宜采用立式或卧式排布
多个超(微)滤膜组件组成的装置宜采用对称形式排布， 进水总管、产水总管宜布置在两排组件中间,并在一端设置进水阀,产水阀、浓水阀,进气阀、排气阀反 洗阀、排污阀和取样阀
宜根据单套装置的进、出水量确定管径和阀门尺寸
7.3超(微)滤膜装置之间宜留有0.8m~1.5m间距的检修通道
设备布置应考虑安装和更换超微) 滤膜组件的空间要求
7.4超(微)滤膜的反洗和化学清洗装置宜靠近超(微)滤膜装置,并设排气、冲淋,地沟等设施
7.5电气设备应配置接地、漏电保护等设施
7.6反洗排污和化学清洗排污应分管排放.化学清洗排污应排放至中和池处理后达标排放
自控系统 8.1自控系统宜包含下述功能 控制和显示海水淡化预处理膜系统的运行过程和阀门状态,采集运行参数,如压力,流量等 a b设置故障识别、报警和自动停机等
8.2自控系统中控制器、网络、电源宜冗余配置,宜留有与其他控制系统的通讯接口
海水淡化预处理膜系统设计规范GB/T31327-2014详解
随着全球水资源短缺问题的日益突出，海水淡化技术已经成为解决这一问题的重要手段。而在海水淡化技术中，预处理膜系统是至关重要的一个环节，可以有效地降低后续反渗透膜的污染率和清洗频率，从而提高整个海水淡化系统的效率和稳定性。
GB/T31327-2014是海水淡化预处理膜系统设计规范的国家标准，主要分为产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等方面。其中，对于预处理膜本身的技术要求和试验方法进行了详细的规定，旨在确保其在实际使用中的可靠性和稳定性。
根据该标准的规定，预处理膜系统应该具有良好的除沙、除污效果，并能够有效地去除生物和胶体等微小颗粒。同时，要求预处理膜本身具有较高的抗污染性能和稳定性，并且在使用寿命内能够持续地保持良好的处理效果。
此外，GB/T31327-2014还规定了预处理膜系统的检验方法和标志要求。检验方法主要包括外观检查、尺寸测量、性能评估等方面；标志要求则包括产品名称、型号、技术参数等信息。
综上所述，GB/T31327-2014标准的实施有助于规范海水淡化预处理膜系统的设计和制造，提高其可靠性、稳定性和处理效率，为全球水资源的可持续利用做出了积极贡献。
