海水軟化過程中超濾預(yù)處理中試實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、水污染和水資源短缺已成為制約社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)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(yù)處理是海水淡化裝置成功運(yùn)行的決定性因素之一。以超濾代替?zhèn)鹘y(tǒng)預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于海水淡化，研究不同材質(zhì)超濾膜的運(yùn)行狀況，解決運(yùn)行過程中的實(shí)際問題(膜污染等)，具有理論和應(yīng)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(yù)處理工藝的應(yīng)用研究為主，試驗(yàn)采用兩種截留分子量分別為80，000(膜材質(zhì)為

2、聚醚砜，編號(hào)為UFI)和20，000(膜材質(zhì)為聚砜，編號(hào)為UFII)的中空纖維超濾膜組件，分別采用死端和錯(cuò)流兩種過濾模式對(duì)膠州灣海水進(jìn)行預(yù)處理實(shí)驗(yàn)。通過試驗(yàn)和實(shí)際工程應(yīng)用表明，超濾系統(tǒng)完全適用于海水淡化預(yù)處理工藝，技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性都是可行的。主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 1.通過考察砂濾和旋流器對(duì)濁度的去除效果，得出：砂濾對(duì)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(yù)處理措施。 2.死端過濾模式的中試試驗(yàn)

3、，考察了兩種超濾膜最佳操作參數(shù)以及對(duì)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(shí)間的變化情況。發(fā)現(xiàn)UFI的性能優(yōu)于UFII膜，對(duì)濁度的去除率達(dá)到100％，其出水SDI15值在2.0左右，且產(chǎn)水水質(zhì)基本不隨進(jìn)水水質(zhì)變化而變化，完全滿足SWRO進(jìn)水濁度小于0.1NTU，SDI15值小于3的要求。在對(duì)UFI膜進(jìn)行的長期運(yùn)行穩(wěn)定性考察的過程中，對(duì)超濾膜的化學(xué)清洗策略進(jìn)行了初步研究，并得出最佳的化學(xué)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(shí)+沖洗2小時(shí)，后用0.1％的HCl(分析純)(pH=2.25)浸泡1小時(shí)+沖洗2小時(shí)，通量恢復(fù)率可達(dá)98.62％。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，產(chǎn)水回收率都達(dá)到95％以上。驗(yàn)證了超濾作為海水淡化預(yù)處理工藝的技術(shù)可行性。 3.錯(cuò)流過濾模式的的中試試驗(yàn)，主要進(jìn)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(yùn)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(duì)錯(cuò)流模式的超濾系統(tǒng)進(jìn)行了短期穩(wěn)定性考察。從能耗和化學(xué)藥品消耗兩個(gè)方面，簡要分析了死端和錯(cuò)流兩種過濾模式的直接運(yùn)行費(fèi)用，為大型海水淡化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)參考。試驗(yàn)結(jié)果表明，死端過濾模式下的噸水成本要低于錯(cuò)流模式，其噸水成本為0.42元/噸。 4.對(duì)錯(cuò)流模式運(yùn)行的超濾過程建立“通量－進(jìn)水水質(zhì)”數(shù)學(xué)模型，記錄多組一定溫度下超濾進(jìn)水濁度、進(jìn)水CODMn和相應(yīng)的超濾產(chǎn)水通量。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線