海水軟化過程中超濾預處理中試實驗研究.pdf

1、水污染和水資源短缺已成為制約社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的世界性問題。海水淡化作為一種解決水資源短缺的重要戰(zhàn)略手段，在世界范圍內(nèi)正發(fā)揮著越來越重要的作用。合理的預處理是海水淡化裝置成功運行的決定性因素之一。以超濾代替?zhèn)鹘y(tǒng)預處理技術應用于海水淡化，研究不同材質超濾膜的運行狀況，解決運行過程中的實際問題(膜污染等)，具有理論和應用的雙重意義。本論文的研究內(nèi)容以超濾作為海水淡化預處理工藝的應用研究為主，試驗采用兩種截留分子量分別為80，000(膜材質為

2、聚醚砜，編號為UFI)和20，000(膜材質為聚砜，編號為UFII)的中空纖維超濾膜組件，分別采用死端和錯流兩種過濾模式對膠州灣海水進行預處理實驗。通過試驗和實際工程應用表明，超濾系統(tǒng)完全適用于海水淡化預處理工藝，技術性與經(jīng)濟性都是可行的。主要內(nèi)容和結論如下： 1.通過考察砂濾和旋流器對濁度的去除效果，得出：砂濾對濁度的平均去除率在76％，旋流器為14％。因此采用砂濾作為超濾前預處理措施。 2.死端過濾模式的中試試驗

3、，考察了兩種超濾膜最佳操作參數(shù)以及對濁度的去除效果，分析了超濾系統(tǒng)產(chǎn)水通量以及出水污染指數(shù)(SDI15)隨時間的變化情況。發(fā)現(xiàn)UFI的性能優(yōu)于UFII膜，對濁度的去除率達到100％，其出水SDI15值在2.0左右，且產(chǎn)水水質基本不隨進水水質變化而變化，完全滿足SWRO進水濁度小于0.1NTU，SDI15值小于3的要求。在對UFI膜進行的長期運行穩(wěn)定性考察的過程中，對超濾膜的化學清洗策略進行了初步研究，并得出最佳的化學清洗方法為：先用0.

4、5％的NaOH(分析純)+200mg/LNaClO(pH=12.82)浸泡1小時+沖洗2小時，后用0.1％的HCl(分析純)(pH=2.25)浸泡1小時+沖洗2小時，通量恢復率可達98.62％。整個實驗過程中，產(chǎn)水回收率都達到95％以上。驗證了超濾作為海水淡化預處理工藝的技術可行性。 3.錯流過濾模式的的中試試驗，主要進行了操作參數(shù)(回收率、產(chǎn)水流量和過濾周期)的優(yōu)化研究，得出其最佳運行工況為：最佳回收率為80％，最佳產(chǎn)水流量

5、為1200L/h及最佳過濾周期為30min。并對錯流模式的超濾系統(tǒng)進行了短期穩(wěn)定性考察。從能耗和化學藥品消耗兩個方面，簡要分析了死端和錯流兩種過濾模式的直接運行費用，為大型海水淡化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)參考。試驗結果表明，死端過濾模式下的噸水成本要低于錯流模式，其噸水成本為0.42元/噸。 4.對錯流模式運行的超濾過程建立“通量－進水水質”數(shù)學模型，記錄多組一定溫度下超濾進水濁度、進水CODMn和相應的超濾產(chǎn)水通量。通過對實驗數(shù)據(jù)進行線