超滤膜预处理在胶州湾海水淡化的应用_徐佳

海水淡化作为一种解决水资源短缺的重要手段，在世界范围内发挥着越来越重要的作用。目前，多级闪蒸（MSF）和反渗透（RO）是海水淡化领域的主流技术。MSF仍为主体，但所占比例有所下降，RO则从1999年的18.1%增至26.7%，可见海水反渗透（SWRO）淡化技术在全球的应用呈快速增长趋势。由于海水中的盐度、硬度、总固溶物及其它杂质的含量均较高，易造成反渗透膜污染和结垢等问题，必须对进料海水进行适当的预处理，才能保证系统的稳定。超滤预处理技术是近几年发展起来的膜法预处理技术，主要用于SWRO的预处理过程，它克服了反渗透传统预处理工艺出水水质不稳定、胶体和溶解有机物去除效果差以及使用多种化学试剂等诸多缺点和不足，具有广阔的应用前景。试验采用3种中空纤维超滤组件处理胶州湾海水，从超滤膜材质、运行参数和出水水质等方面对这3种组件在海水淡化反渗透预处理中应用的可行性进行了评价。1试验材料及流程试验采用的3种中空纤维超滤组件标称性能存在一定差异，详见表1。为了评价超滤作为反渗透预处理工艺处理胶州湾海水的可行性，胶州湾海水没有经过任何预处理直接进入超滤系统，超滤产水一部分用于反洗和化学加强反洗，其余排海。中试流程如图1所示。2试验内容及运行参数2.1试验内容在为期一个月的中试试验中，超滤运行分为两个阶段。第一阶段（0～490h），3种超滤组件均按照各自的设计通量运行测试，全流过滤，采用统一的反参数组件编号ABC回收率(%)截留分子量工作形式膜组件长度(mm)膜组件直径(mm)膜内径/外径(mm)致密层膜材质单支膜有效面积(m2)单支膜最大流量(m3/h)膜标称孔径(μm)最高工作压力(MPa)最高膜内外压差(MPa)清洗耐氯(mg/L)运行pH范围清洗pH范围91.8150000内压15002000.8/1.5内皮层PES40（内孔）4<0.0250.520.1≤5002～121～13≥92100000外压18102250.7/1.3外皮层PVDF52（外孔）4.30.030.60.21≤50002～112～12>90100000外压20002000.7/1.3内外双皮层PES70（外孔）40.010.260.23≤2002～102～12表1超滤组件性能对比表Table1ComparisonofUFmoduleperformance图1中试超滤流程图Fig.2TechnologicalprocessofUFpilottest����������������������������������������超滤膜预处理在胶州湾海水淡化的应用徐佳1，阮国岭2，高从堦1，3（1.中国海洋大学，山东青岛266100；2.国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津300192；3.杭州水处理技术研究开发中心，浙江杭州310012)摘要:采用3种中空纤维超滤组件处理胶州湾海水,从超滤膜材质、运行参数和出水水质等方面对这3种组件在海水淡化反渗透预处理中的应用进行了评价。结果表明:超滤组件运行和出水水质都很稳定,完全符合SWRO进水要求。关键词:超滤;海水淡化;预处理中图分类号:P747;TQ028.8文献标识码:A文章编号:1000-3770(2007)07-064-04收稿日期：2006-09-30作者简介：徐佳(1980-)，女，博士研究生，主要从事海水淡化预处理方面的研究；联系电话：13864275201；E-mail：qdxujia@126.com联系作者：阮国岭，研究员；联系电话：022-87898199；E-mail：glruan@263.net。第33卷第7期2007年7月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.33No.7Jul.,200764DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2007.07.017洗周期25min。第二阶段（480～720h），为了在较短的时间里进一步预测系统长期运行工况，进行通量极限测试试验，即在高于设计通量的工况下进行试验，考察膜系统设计的裕量。三种超滤组件均按照高于各自设计通量25%的条件运行，全流过滤，采用统一的反洗周期25min。在试验过程中，外压超滤组件不添加酸、碱以及氧化剂。第一阶段结束，对超滤组件进行化学清洗（碱洗和酸洗交替进行），膜通量恢复后进入第二试验阶段。试验考察各个超滤膜的流量、跨膜压差、产水水质的变化情况。膜的透水通量与过膜压差存在着最为直接的关系，这项指标反映了在不借助化学药剂作用时膜本身抗污染的能力。2.2运行参数试验过程中3种超滤组件的主要工艺参数如表2所示。3结果及讨论试验期间，胶州湾海域海水的pH一直保持在8.26～8.86之间。实际海水温度在5℃左右且逐渐下降至2.5℃。由此可知，此次中试是在低温极限条件下完成的。浊度平均在10N