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 膜分离应用技术
超滤膜用于海水淡化预处理
中国超滤膜技术网2012-09-25

超滤可以简单地理解为与膜孔径大小有关的物理筛分过程,它以膜两侧的压力差为推动力,以超滤膜为过滤介质,允许水、无机物、无机盐及小分子物质透过膜而阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过,以达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。

     为验证超滤运行状况及其产水是否满足海水淡化反渗透(SWRO)的进水要求,对我国由南至北三处海水进行了超滤试验,这三处分别是温州乐清湾、青岛胶州湾、唐山京唐港。

试验主要的指标有:膜通量、跨膜压差、率产水SDI15、产水浊度。进行试验的膜组件主要是OMEXELL膜组件,青岛胶州湾试验中对OMEXELL、KOCH、NORIT、INGE四种膜组件进行了对比性试验。其中OMEXELL为外压式,其他三种为内压式。通过中试试验确认各品牌超滤作为SWRO系统预处理的实际运行效能与标称性能的差异,并从适用性、安全性、经济性及可操作性等方面进行综合考核。

试验条件及方法

1试验流程

海水→原水箱→原水泵→超滤装置→超滤产水箱→外排

2 试验装置及规模

超滤中试试验装置一套,进水量:9.0-20.0 m3/h (25℃)

其中含下列四种膜,并联同时试验。

OMEXELLTM-SFP2660 超滤膜一支(外压式、膜材质PVDF、有效膜面积33m2)

KOCH V8072-35-PMC超滤膜一支,(内压式、膜材质PS、膜面积50.6m2)

Norit S-225FSFCPVC超滤膜一支,(内压式、膜材质PES、膜面积40m2)

Inge Dizzer 5000超滤膜一支,(内压式、膜材质PES、膜面积45m2)

以及相关的SDI测试仪、浊度仪、温度计、余氯测试盒,在线pH 计、压力表、浮子流量计,各种玻璃仪器等。

试验主要内容

(1)中试进行前后,各超滤组件性能测试;

(2)在相同的进水条件和工艺参数下运行,进行初步性能评价;

(3)稳定运行各超滤组件,进行性能综合评价;

(4)在恶劣水质条件下,进行高负荷运行效果评价;

(5)各超滤组件清洗方式和清洗效果评价。

试验数据及分析

乐清湾海水淡化预处理超滤试验,采用OMEXELL膜组件进行试验,试验结果如下(见图1、图2、图3):

 

胶州湾海水淡化预处理超滤试验

采用OMEXELL、KOCH、NORIT、INGE四种膜组件同时进行并联试验,共分三阶段进行:第一阶段试验,摸索确定各支膜的合适的参数,为下阶段试验确定条件;第二阶段试验,进行组件完整性测试,以考察超滤膜是否存在断丝、泄漏等。在相同进水水质下,按照第一阶段试验所选择的最佳工艺参数运行,考察不同厂家的超滤组件作为SWRO 系统预处理的实际运行效能;第三阶段试验,在相同进水水质下,各膜在较高通量(100L/m2

.hr)且均不添加化学药剂条件下运行,考察不同厂家超滤膜的抗污染性及膜的实际性能,并从适用性、安全性、经济性及可操作性等方面进行综合评价。具体试验结果汇总如下(见图4、图5、图6) :

 

 

 

 

试验数据分析

从上述试验数据来看,海水直接进超滤,在合适的运行参数下超滤在化学清洗周期内运行稳定,跨膜压差上升趋势缓慢,且其产水水质稳定,能满足SWRO的进水水质要求。此外各家膜组件由于材料和工艺的不同,试验中表现的性能略有差异(但均能满足SWRO要求)。

4 结论

本文通过试验研究、归纳分析得出以下结论:

(1)随着膜技术的日趋成熟和完善、成本的降低, 膜法海水淡化技术将逐步被国人所接受,  应用海水淡化反渗透(SWRO)技术必然成为沿海城市和地区解决淡水资源短缺的有效方案。

(2)大量的试验表明,超滤(UF)用在海水淡化预处理(SWRO)是可行的,处理后水质稳定且出水能完全满足SWRO的进水水质要求。如:上述试验中,所选择的多种超滤膜出水SDI15值一般均在3.5以下,且稳定可靠,好于常规多介质过滤器工艺的出水水质。

(3)随着超滤技术的发展,成本的降低,新的膜材料的开发,能耗的降低及工艺过程的不断完善,其所具有的高效、节能、环保等优势日益显露,必将得到更大的推广和应用。

 

华北电力大学经济管理系

幸莉仙   周  闽

 





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