style="width:11.45347in;height:4.65347in" /> 本文是学习GB-T 31327-2014 海水淡化预处理膜系统设计规范. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
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。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 17219—1998 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准
GB/T 20103 膜分离技术 术语
GB/T 50619—2010 火力发电厂海水淡化工程设计规范
HY/T 112—2008 超滤膜及其组件
GB/T 20103和 GB/T
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/T 20103 和 GB/T 50619 中的某些术语和定义。
3.1
超滤 ultrafiltration
以压力为驱动力，分离分子量范围为几百至几百万的溶质和微粒的过程。
[GB/T 20103—2006,定义5.2.1]
3.2
微滤 microfiltration
以压力为驱动力，分离0.01μm 至数μm 的微粒的过程。
[GB/T 20103—2006,定义5.2.2]
3.3
反渗透 reverse osmosis
在高于渗透压差的压力作用下，溶剂(如水)通过半透膜进入膜的低压侧，而溶液中的其他组分(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/T 20103—2006,定义4.2.2]
3.4
通量 flux
单位时间单位膜面积透过组分的量。
[GB/T 20103—2006,定义2.1.33]
3.5
跨膜压差 transmembrane pressure;TMP
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/T 31327—2014
3.6
污泥密度指数 silt density index;SDI
由堵塞0.45 μm
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/T 50619—2010,定义2.0.7]
3.7
产水率 producing water ratio
扣除自用水量后的净产水量与进水量的百分比。
[GB/T 50619—2010,定义2.0.12]
3.8
膜污染 membrane fouling
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。
[GB/T 20103—2006,定义7.2.2]
3.9
化学加强反洗 chemically enhanced backwash
在超(微)滤膜产水侧加入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 chemical cleaning
利用化学药品去除膜的污染物的过程。
[GB/T 20103—2006,定义7.2.8]
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
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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，如聚醚砜(PES)、 聚砜(PS)、 聚偏氟乙烯(PVDF)、 纤维素(CA)、
聚丙烯腈(PAN)、 聚丙烯(PP)、 聚乙
烯(PE)、 聚氯乙烯(PVC)、 聚四氟乙烯(PTFE)、 无机陶瓷等。
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/T 31327—2014
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。
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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/T
50619—2010 的8.0.3的
规定。
5.2.1 海水淡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
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5.2.2 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。
5.2.3
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/T 50619—2010 的4.2.1和4.2.2的规定。
GB/T 31327—2014
5.2.4 海水淡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
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5.3.1 海水淡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(m³/h);
b) 膜通量，单位升每平方米每小时[L/(m² ·h)];
c) 操作压力，单位兆帕(MPa);
d) 气擦洗、水反洗周期，单位小时(h);
e) 单次气擦洗、水反洗时间，单位秒(s);
f) 气擦洗强度，单位标准立方米每平方米每小时[Nm³/(m² ·h)」;
g) 反洗强度，单位升每平方米每小时[L/(m² ·h)];
h) 化学加强反洗周期，单位小时(h);
i) 化学加强反洗时间，单位秒(s);
j) 化学加强反洗强度，单位升每平方米每小时[L/(m² ·h)]。
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
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5.4.1 过滤工艺宜采用全自动恒流或恒压控制。
style="width:0.54657in;height:0.5599in" />GB/T 31327—2014
a) 当超(微)滤膜组件的进水浊度小于3 NTU 时，宜采用死端过滤模式；
b) 当超(微)滤膜组件的进水浊度大于3 NTU 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。
Q=n×S×qs×10-³ … ………………… (1)
式中：
Q— 产水量，单位立方米每小时(m³/h);
n ——膜组件的数量；
S— 单支膜组件的膜面积，单位平方米(m²);
g、 设计膜通量，单位升每平方米每小时[L/(m² ·h)]。
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25℃,不同海水水温下的产水量
可用式(2)计算：
Q,=Q×(1+0.0215)′-25 ………………………… (2)
式中：
Q,— 实际运行水温下的产水量，单位立方米每小时(m³/h);
Q—— 设计产水量，单位立方米每小时(m³/h);
t — 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：
a) 产水率按式(3)计算：
P,=Qp/Q;×100%
式中：
P,— 产水率，%;
Q 。——净产水量，单位立方米每小时(m³/h);
Q— 进水量，单位立方米每小时(m³/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：
R₁=Q 。/Q
式中：
R— 回流比；
Q.— 浓水流量，单位立方米每小时(m³/h);
Q— 进水流量，单位立方米每小时(m³/h)。
c) 错流过滤膜系统的跨膜压差按式(5)计算：
style="width:2.55336in;height:0.59334in" />
式中：
TMP— 跨膜压差，单位兆帕(MPa);
D₁ 进水压力，单位兆帕(MPa);
p 。 —— 浓水压力，单位兆帕(MPa);
pp — 产水压力，单位兆帕(MPa)。
d) 死端过滤膜系统的跨膜压差按式(6)计算：
TMP=p+-p
………………………… (3)
… …………………… (4)
………………………… (5)
……… (6)
5
GB/T 31327—2014
式中：
TMP—— 跨膜压差，单位兆帕(MPa);
style="width:0.66678in;height:0.19998in" /> 进水压力，单位兆帕(MPa);
p。 — 产水压力，单位兆帕(MPa)。
5.4.7
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淡化系统运行工况等
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：
a) 系统进水压力超过初始压力0.1 MPa 时，应进行化学清洗。
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
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0.1% HCl |
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c)
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量。
d)
使用碱液清洗时药液温度宜低于35℃,使用酸液清洗时药液温度宜低于40℃。每种药液化
学清洗所需时间为1 h~3h。
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。
6.1.3
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200μm。
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、SDI
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/T 112—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。
6.2.1
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/T 31327—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。
6.3.1
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。
6.3.2
化学清洗装置主要由化学清洗水泵、过滤器、清洗溶液箱、仪表、管道、阀件等设备组成。
6.3.3 化学清洗用水宜采用反渗透产水或市政供水。
6.4.1 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 1.0 m/s～2.0 m/s 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/T 50619—2010
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/T
17219—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。
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5℃~40℃。
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0.8 m～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。
a)
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；
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。
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