短流程反渗透海水淡化预处理试验研究

第４６卷第１１期２０１７年１１月应用化工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ．４６Ｎｏ．１１Ｎｏｖ．２０１７收稿日期：２０１７０３２２修改稿日期：２０１７０４２５基金项目：北京市科委生态环境建设培育专项课题（Ｚ１４１１０６０００９００００１）作者简介：张涵（１９９２－），男，辽宁锦州人，北京化工大学在读硕士研究生，师从周俊波教授，从事膜技术在水处理上的应用研究。电话：１５２０１２４４２６３，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｕｌ０１５０１５＠１６３．ｃｏｍ短流程反渗透海水淡化预处理试验研究张涵１，周俊波１，李尚志２（１．北京化工大学机电工程学院，北京１０００２９；２．北京大井易通科技发展有限公司，北京１０００２９）摘要：针对我国沿海水质的特点，开发了集浸没式超滤及絮凝反应为一体的短流程反渗透海水淡化预处理设备，并进行了中试试验。结果表明，处理后产水水质可达到后续反渗透进水要求，ＳＤＩ１５＜１％，浊度＜０．１ＮＴＵ，并可以在３３～４０Ｌ／（ｍ２·ｈ）的高通量下保持６个月稳定运行，可以应用于反渗透海水淡化系统的预处理过程中。关键词：海水淡化；预处理；超滤中图分类号：ＴＱ９５；Ｐ７４７＋．５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－３２０６（２０１７）１１－２１６６－０４ＳｔｕｄｙｏｎｓｈｏｒｔｐｒｏｃｅｓｓＲＯｓｅａｗａｔｅｒｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＺＨＡＮＧＨａｎ１，ＺＨＯＵＪｕｎｂｏ１，ＬＩＳｈａｎｇｚｈｉ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＤａｋｉｎｇＥａｓｔｅｒｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｃｏａｓｔａｌｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓｈｏｒｔｐｒｏｃｅｓｓＲＯｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｏｆｓｕｂｍｅｒｇｅｄｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎａｎｄｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｅｐｉｌｏｔｔｅｓｔ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔｗａｔｅｒａｆｔｅｒｐｒｏｃｅｓｓｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔＲＯｉｎｆｌｏｗ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｔｕｒｂｉｄｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔｗａｔｅｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．１ＮＴＵａｎｄＳＤＩ１５ｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１％，ａｎｄｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｎｍａｉｎｔａｉｎ６ｍｏｎｔｈｓｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｈｉｇｈｆｌｕｘ３３～４０Ｌ／（ｍ２·ｈ）．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＲＯｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ；ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ人类在２１世纪面临严重的淡水缺乏问题，利用海水淡化技术制备淡水已经成为人们取得淡水资源的一种重要手段。当今应用较为普遍的海水淡化技术是反渗透膜法，能耗小、无相变、处理能力强，具有很大的应用潜力［１２］。海水中的胶体、有机物、微生物、带负电荷的粘土、腐殖质等物质会堵塞膜孔，影响膜通量，引起压差升高，导致产水量下降［３］。同时，海水中的钙、镁、钡、铁、铝等阳离子的碳酸盐或硫酸盐会在膜表面结垢［４］。传统的多介质过滤器和筒式过滤器并不能完全去除胶体和悬浮物质，出水水质会产生波动［５］。加药处理方式还会对反渗透膜和环境造成污染［６］。因此，良好的预处理系统显得尤为重要。超滤作为一种新型的反渗透海水淡化预处理方式，出水水质对原水水质变化不敏感，对胶体、小颗粒和微生物都能实现有效拦截，加药量小，减轻了化学品对反渗透膜的污染，能够延长反渗透膜元件的使用寿命［７］。考虑到传统预处理流程的弊端，同时为了减小占地面积，降低预处理成本，本文设计了一套短流程反渗透海水淡化预处理设备，以超滤作为主体，将当下常用的海水淡化预处理工艺优化为取水、絮凝反应和浸没式超滤膜过滤为一体，简化了预处理流程。在浙江省玉环县华能玉环电厂对其进行了中试研究。１实验部分１．１材料与仪器乐清湾沿岸海水（受到潮汐的影响，原水悬浮物浓度可达上千ｍｇ／Ｌ，同时浊度变化范围极大，可以在很短的时间内，由几十ＮＴＵ上升至上千ＮＴＵ），试验期间海水浊度的情况见图１（受仪表量程所限，原水浊度超出量