DURAFLOW管式膜系统设计计算参考文件
一、预处理部分
一般建议软化的反应时间要充分，建议分两级软化反应，每一级建议停留时间45-60分钟。如果进水污泥浓度较高或钙镁等产生的污泥含量较高（比如超过4000ppm），建议软化后做一次2-4小时的预沉淀处理（不加PAM)，适当保证出水有一定的污泥颗粒含量（比如不低于200ppm),确保进膜水不能太过干净，反而不利于管式膜的过滤分离。
各行业废水及污染物可选择参考如下工艺流程及水力停留时间表
来水类型
建议预处理工艺流程
备注
一般反渗透浓水软化预处理
两级软化处理+管膜浓缩池
一般单级反应时间45分钟，配备搅拌机、pH计、加药系统、排泥泵，浓缩池50-60分钟
垃圾渗滤液MBR出水软化
两级软化处理（建议加石灰、次钠杀菌）+管膜浓缩池
一般单级反应时间45分钟，配备搅拌机、pH计、加药系统、排泥泵，浓缩池50-60分钟
脱硫废水软化预处理
一次软化+沉淀+二次软化+沉淀+管膜浓缩池
一般单次软化反应时间大于2小时，除镁沉淀池放大，配备搅拌机、pH计、加药系统、排泥泵，浓缩池50-60分钟
电子电镀金属废水预处理
两级调节pH+混凝+管膜浓缩池
一般单级反应时间30-45分钟，配备搅拌机、pH计、加药系统、排泥泵，浓缩池30-45分钟
半导体含硅废水预处理
直接过滤或加药混凝+管膜浓缩池
一般单级反应时间25-40分钟，配备搅拌机、pH计、加药系统、排泥泵，浓缩池30-45分钟
含氟、含磷等其他类无机废水预处理
两级加药混凝+沉淀（根据污泥量选择）+管膜浓缩池
一般单级反应时间30-45分钟，配备搅拌机、pH计、加药系统、排泥泵，浓缩池30-45分钟
二、DF浓缩池部分
一般DF浓缩池系统包含有浓缩池、排泥泵和液位控制器等。
（1）DF浓缩池
体积：按照有效水力停留时间30-60分钟考虑，随着进膜的污泥量浓度较高时，DF浓缩池体积可以在30-60分钟内合理选择。一般电子电镀行业为30-45分钟，软化为50-60分钟。
结构：若条件允许，可以考虑底部设置泥斗。由于DF循环泵回流量较大，可以对浓缩池内部的污泥进行一个有效的搅拌，当池容积合适时，是可以不考虑设置搅拌机，也无需设置泥斗。
（2）排泥泵
参数选择：一般排泥泵设计2台，一用一备，泵的流量参数一般根据污泥浓缩比（按照浓缩到含固率2-3%排泥浓度来选择设计参数，由于排泥时污泥浓度比较粘稠，所以一般排泥泵流量不宜太小，排泥管道也不宜过小，设计时可考虑选择流量大一点的排泥泵，可以设计为间歇排泥，建议按照小时处理水量的5-10%来选择流量，
排泥泵型选择：由于抽吸含污泥废水，而且有些腐蚀性极强，建议选择隔膜泵或过流衬塑离心泵、浓浆泵。考虑到泵抽吸的都是碳酸钙、硫酸钙类的垢类颗粒物质，建议考虑较长时间停泵的自动水冲洗和酸管、气管备用冲洗，确保降低泵口及管道的结垢风险。
（3）液位控制器
由于DF浓缩池有较大的回流废水量，对液位控制器造成的波动影响，同时废水中含有大量的污泥颗粒，有些也极具腐蚀性，所以对液位控制器的选择也需要借助实践经验参考。
建议选择耐腐蚀的电缆式液位浮球，通过UPVC管道穿孔定位控制高度，同时考虑到回流引起的波动，液位控制器要考虑到信号的延时反馈。如果确定没有泡沫，同时能底部脸通隔离出区域减少扰动，可考虑选择超声波液位计。
三、DF膜系统部分
DF膜系统包含膜系统和清洗系统两大部分。一般设计DF系统参照如下流程：
.1 膜元件规格参数
(1)DF膜产品规格参数表
DURAFLOW目前提供规格产品都是1英寸膜芯通道，膜元件相关参数如下：
(2)不同行业的废水的DF膜产水通量设计选择参考
重要说明:如果废水中含有如下污染物及废水类型要引起重要关注，可能会对管膜通量影响较大，原则需要分流处理。
3.2 根据设定产水通量及单套系统产水量确认膜规格及串联方式
根据每天的处理水量，考虑到管式膜系统进水条件变化范围较大，运行过程中需要定时进行气或水反冲洗，会消耗总的产水效率，污染后都要进行化学浸泡清洗时间需要4-8小时，所以DF膜系统设计建议按照20-22小时运行，同时如果投资允许，建议考虑至少1套备用系统（即安全富余量）。
DF膜的系统由于采用1英寸大通道膜芯，单列膜串联最大可以达到18只膜。目前国内系统常见有如下串联方式：
（1）≤12只
（2）12-16只
当膜的数量较多时，超过单列串联的数量时，就采用并联多列的方式。
当系统的列数少于4列时，一般会选择1套膜支架，针对单列膜分别匹配阀门控制，可以独立运行，也可独立进行化学清洗。
当系统的列数大于4列时，一般会设计为2套以上膜系统支架。考虑到膜列数较多，匹配阀门繁多，在有一定富余量前提下，可以两列为1个小组，进行单组的阀门匹配控制，减少阀门的数量，也可以减少自动化程序编制。
进、出水管道的设计：如果系统列数较少（小于4列），可以考虑独立的进、出水管道，这样的好处是利于每列膜的独立运行和化学清洗。如果系统列数较多，这样进、出管道比较繁杂，可以考虑进、出各1条主母管。但考虑到单列或单小组膜停机的气反冲洗时为了减少对阀门的冲击，进、出水阀门要关闭，所以一般膜进、出阀门采用电动蝶阀.
目前针对中小规模（100t/h以下），建议系统分多套模块设计，循环泵独立供料进水方式控制，这种设计方式可以减少运行中的控制风险，比如阀门关闭不到位、磨损渗漏等带来的化学清洗时药剂交叉污染导致系统停机等风险。
3.3根据膜设计通量选择膜内水流速度、循环泵参数
(1) 产水通量与膜内流速及流量的对比关系表
12.5mm膜芯 设计产水通量参考表
25.4mm膜芯 设计产水通量参考表
(2) 循环泵扬程
扬程会根据膜串联的数量来改变，参照浓缩池、循环泵、膜系统、产水池就近放置时，标准12支膜的循环泵扬程选型为36米。每增加或减少1只膜元件，阻力损失增加或减少为1.5米。此项目的设计为16支串联，则扬程为36+4*1.5=42米。其他不同串联支数时，对应的扬程选择如下：
串联数量（支）
对应循环泵扬程（米）
4
24
6
27
8
30
10
33
12
36
14
39
16
42
说明：若浓缩池与循环泵和膜系统距离较远，计算扬程时，要加上管路加长加弯时的阻力损失（注意参考的时泥浆废水，不是清水）
(3) 循环泵材质
因为循环泵经常要抽吸2-5%的污泥颗粒，颗粒对泵体及叶轮的磨损比较厉害，尤其时部分浓盐废水氯离子含量高，腐蚀性强，因此泵的过流部分建议选用316L不锈钢、双相钢材质或衬塑材质。
3.4根据膜元件串联方式来选择清洗泵参数规格
（1）清洗泵内的流速及流量选择
清洗时单芯膜进水流量公式：3.14*1/2内径*1/2内径*流速*3600
(2)清洗泵扬程
扬程会根据膜串联的数量来改变，清洗系统与DF膜系统就近放置时，标准12支膜的循环泵扬程选型为36米。每增加或减少1只膜元件，阻力损失增加或减少为1米。此项目的设计为16支串联，则扬程为36+4*1=40米。其他不同串联支数时，对应的扬程选择如下：
串联数量（支）
对应循环泵扬程（米）
4
28
6
30
8
32
10
34
12
36
14
38
16
40
说明：考虑到现场空间布局以及可能增加的管路，可以考虑再流量和扬程上适当放点设计余量。
(3)清洗泵材质：
因为清洗泵经常要抽吸2-10%的酸、碱、次氯酸钠等高度腐蚀性药剂，因此泵的过流部分建议PTFE/PVDF等塑料材质。
3.5清洗箱的设计选择
DF系统的清洗箱部分设计为3位清洗箱，主要包含有酸箱、次氯酸钠箱和冲洗水箱。
（1）清洗箱容积
清洗箱容积会根据清洗箱底部安全容积+清洗箱顶部安全容积+膜内储存容积+管道及管件储存容积来综合计算。下面提供DF膜元件的储存容积如下表：
根据时单列清洗，还是多列同时清洗，计算其他配套容积，相加得出最终安全容积。
底部安全容积：建议清洗箱的清洗泵吸入高度预留200mm
顶部安全容积：建议清洗箱顶部安全高度预留200-400mm
管道管件容积：根据管道大小按实际计算
安全容积：预留出一定的安全容积
最终容积：膜内储存容积+底部/顶部安全容积+管道管件容积+安全容积
（2）清洗箱选用及材质
清洗箱可以选用标准PP/PE/FRP等耐腐蚀性化学箱体，也可以根据现场及装置体积空间来焊接定制，后者可以充分利用现有空间。如果清洗箱不放置在膜层下面，设计建议考虑带锥底架高设计，可以充分排空化学清洗药剂，利于提高清洗效率。
