摘要：海水淡化预处理的效果在一定程度上取决于反渗透系统的性能，这种现象在部分水质较差的地点更为明显。诸多相关案例证明在海水淡化预处理中加入超滤能够让淡化效果明显好转。但当前的超滤预处理工艺正在不断发展过程中，为了能够让处理所得到的结果更好，应针对不同条件做出不同的系统设计。在部分情况下，需要结合超滤和传统的预处理技术这两种方法。为了得到如何能够有效处理渤海湾地区海水的以超滤为技术核心的集成预处理工艺，某公司在渤海湾地区进行了三次中试。在这三次当中，有两次使用了直接超滤的处理工艺，一次使用了混凝和超滤集成的预处理工艺。结合现场的不同情况，将其分为了不同的阶段。
关键词：超滤；海水淡化
引言
某公司一共进行了三次海水淡化预处理中试，每次试验过程都使用了不同的系统来进行超滤，其中包含加压式、浸没式、超滤与传统方法相互结合的各种模式。中试的具体目的是找到一种能够把超滤当成核心工艺的海水预处理方法，应用在渤海湾海水淡化预处理工艺当中。
1.实验内容
1.1实验过程
为了确保试验数据的真实可靠，三次试验都使用了24h不间断的运行方式，三次试验的具体条件各不相同，有两组的试验地址在海水引潮湾附近，将海水直接抽入超滤系统的原水罐当中，使用了连续膜过滤系统、浸没式膜过滤系统。另外一组则使用了混凝沉淀预处理和超滤相互结合的方式，海水被抽水泵从海平面一米之下的地点抽到相关设备当中，相关设备当中使用三氧化铁当成混凝剂，经过处理之后的海水抽入中间水箱，最终通向CMF系统当中。
CMF的中央处理单元是中空纤维，同时配合上相对应的管路、闸门以及自动清洗装置等，设备当中同时还有化学加药装置，从而使其能够形成连续的闭环系统。SMF使用的是开放式的中空纤维膜元件，膜元件放置在盛满水的膜池中，用真空泵所形成的的抽吸引发负压，从而达到净化的效果。实验当中使用了多种方法从而让膜污染得到控制，同时也可以用来让膜通量得到恢复。
1.2超滤膜装置
测试当中使用了中空纤维超滤柱式膜。CMF当中使用的是UOF-4D型号，SMF系统当中使用的是SMF-4型号。
2.测试条件
2.1原水分析
实验当中针对原水使用了周期性的检测，检测结果表明原水当中的水质伴随着季节所产生的变化比较明显。
2.2水温
海水的温度在很大程度上会对超滤系统的运行产生各种影响，所以在评价膜比通量的时候，一定要校正温度。本次实验当中的海水伴随着季节所产生的温度变化十分明显，温度在-2℃到+31℃之间变化。
2.3原水浊度
实验地点的不同会导致原水浊度产生明显的变化。未经过预处理的两组中试是在板结泥地海岸地区进行的试验，很容易受到潮汐的影响，高浊度的海水没有经过任何的处理，直接从大海当中抽取，进入到原水水箱，浊度在2-70NTU之间。
经过混凝预处理之后，海水的浊度逐渐降低，最终降低到5NTU之下，分布在2-3NTU之间。
3.超滤系统的性能
3.1未经过预处理的CMF系统性能
因为现场的不同的操作条件，所以超滤系统也会产生不一样的性能。由于原水的质量比较差，冬天的温度较低，夏天会产生很多的有机污染物，所以实验当中超滤的膜通量设置在45-60L/(H`m2)。
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因为实验当中拥有不同的通量，所以试验具体分成了下面四个阶段，不同阶段的通量不同：1.45LMH 2.50LMH 3.60LMH 4.50LMH.
在第一个阶段当中，因为水温的温度很低，达到了冰点，所以跨膜的压差从85kPa增加到了100kPa。在第二阶段当中，水温逐渐上升，TMP便从原来的75kPa降低到了随后的50kPa。最后逐渐趋向稳定。在第三阶段当中，TMP出现了一定程度上的波动现象，经过对设备进行清洗之后，逐渐稳定。在第四阶段，因为温度不断的下降，导致TMP上升频率加快，产生了更为明显的波动。
3.2没有经过预处理的SMF系统的性能
相比较没有进行预处理的CMF系统来说，SMF系统拥有更稳定同时数据更低的TMP，这足以证明SMF在水的质量比较差的情况之下优于CMF。然而SMF系统的驱动力来源于大气压力，所以最大工作压力只能够到达100kPa，不能用在流量和TMP比较高的情况下，所以仍然具备一定的局限性。
3.3没有经过与处理得CMF系统性能
相比较没有经过与处理得CMF实验来说，经过传统预处理后进行的CMF试验拥有更加良好的实验条件，拥有比较理想并且比较稳定的混凝沉淀效果，能够让超滤系统当中进水的浊度控制在1.5-5.0NTU之间。
和传统的预处理技术进行有机结合，能够让超滤系统展现其独特的优越性，经过温度校正之后，拥有比较稳定的膜比通量。在整个试验进行的过程当中，膜比通量都能够长时间处于一个比较高的数值当中。就算是温度比较低的情况，超滤系统仍绕拥有较高的膜比通量，这足以证明相比较单独超滤系统来说传统的预处理模式相结合的超滤系统拥有十分明显的优异性。
3.4膜污染与清洗
超滤系统当中的膜污染主要包含胶体以及颗粒对于膜的污染和堵塞，生物或有机物以及部分其他重金属离子对膜产生的污染。
结合不同的污染源，实验使用多种方法对膜污染进行控制以及让膜通量得到恢复。
膜天膜的气水反洗技术能够达到效果比较好的清洗效果，在没有经过预处理的CMF以及SMF实验中，其周期20min到1h之间一次，在经过预处理的实验当中，周期是30min到1h之间一次。
化学加强反洗所使用的主要化学试剂是次氯酸钠。通常情况，CEB能够使膜比通量恢复10%到20%左右。
考虑到膜污染状况的不同，实验使用了不同的试剂进行清洗，最终结果表明盐酸以及柠檬酸相互结合能够有效的去除掉重金属污染。
4.实验结果
对本次试验当中超滤系统的掺水进行浊度检测，没有经过预处理的超滤系统拥有比较高的进水浊度，就算是进水的质量比较差，也能够产生比较稳定的水质，产生水的浊度平均为0.08NTU，SMF的产水浊度在0.08-0.17NTU之间。
而经过混凝沉淀预处理的CMF系统拥有相对来说比较好的进水质量，产水的浊度基本稳定在0.07-0.12NTU之间。
5.结论
尽管三组实验当中的各种条件存在着十分巨大的差异，但是使用效率比较高的物理以及化学的膜清洗技术之后，能够让超滤系统的性能保持在一个相对比较稳定的情况之下，就算是进水的质量较差，浊度较高，超滤系统仍然能够工作。
相比较单独超滤而言，和混凝沉淀相互结合的超滤系统能够在较为苛刻的条件之下平稳运行。超滤系统和以往所使用的传统与处理技术进行有机结合，能够让超滤设备更加充分的发挥自己的优势。因为在进行操作的时候需要针对系统的稳定性以及长期运行的成本进行考虑，所以讲传统的混凝沉淀和超滤系统相结合效果较好，并且十分合理。
参考文献：
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论文作者:于新民
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/21
标签：超滤论文; 系统论文; 浊度论文; 通量论文; 海水论文; 海水淡化论文; 较高论文; 《防护工程》2018年第21期论文;