反渗透海水淡化预处理方法浅析

朱军

大唐集团淮南洛河发电厂   安徽省淮南市   232008

摘要：海水淡技术最初是为世界上沿海缺乏淡水的居民用水提供保障，在海水淡化工作中，反渗透膜在促进海水淡化工作的顺利进行中起到了重要作用，但是，在实际运行中，预处理技术、膜堆设计优化、膜材料研究等会对于其效果产生影响。本文主要分析了反渗透海水淡化预处理方法，为反渗透系统的设计提供参考。

关键词：预处理方法；海水淡化；反渗透

前言：在反渗透海水淡化工程中，首先要对其进行预处理，其处理效果对于反渗透膜以及整个海水淡化工程的质量具有重要影响，因此，研究其具有重要意义。下面，本文就反渗透海水淡化预处理的各种方法的具体进行探索。

1 概述

为清洁海水，剔除当中的大颗粒有机物质、微生物、细菌以及水悬浮物等，平衡海水酸碱度，减少微溶盐沉淀和金属氧化物沉淀，对海水进行了反渗透淡化预处理。根据反渗透膜的相关参数以及系统实际运行情况可知，该系统的正常运转需要满足以下五个指标：首先，要保证之前小于五的进水SDI，最好不超过三；其次，要保证不超过1NTU 的进水浊度，最好不超过零点二；第三，要保证不超过零点一毫克每升的余氯；第四，要尽量避免作用具有污染的化学物质，尤其防止污染膜；最后，要保证水温不超过四十五摄氏度，最好在二十摄氏度到三十摄氏度之间。

根据相关数据可知，目前，反渗透预处理措施运用广泛，根据下图数据，可知近年来反渗透预处理方法的运用情况。虽然，目前相关专家越来越重视对于微滤以及超滤的探索，但是，实际上，由于膜法预处理要求过高的成本投入，目前，被广泛运用的仍然是传统预处理方法

2 传统预处理方法

2.1 混凝澄清

通过设置混凝澄清方法在过滤预处理时能够较好的解决原有水质波动以及原水水质不良等情况，减少水体的冲击力度，为之后的水处理提供基础，该方法也有利于整个系统处理效果的提高及水利用效率的提高。该方法又包括混凝部分以及澄清部分，根据所需要的效果可以对于需要投入的药剂量进行调整，对此，可调整混凝部分的级数的设置；另外，对于澄清部分可以进行气浮以及沉淀两种具体方法的设置，这一部分主要是依据所针对的污染物以及原水水质进行选择的。

2.1.1 混凝沉淀

截止到目前为止，大多数混凝沉淀所使用的设备为高密度沉淀池、机械加速澄清池以及混凝沉淀池这三种，其具体的不同之处在于混凝段原理的不同。高密度沉淀池这种沉淀工艺设备具有高度集成性，整体功能比较完整，包括浓缩、沉淀、絮凝以及混合，利用回流污泥以及相应的药剂，将水中的悬浮物进行凝聚，增加其密度，使其提现速度进一步加快。机械加速澄清池在发挥作用时，通过机械作用进行搅拌，提高泥渣循环速度，以促使泥渣和水中原来的固体杂质能够和絮凝在接触之后发生分离沉淀的反应。混凝沉淀池主要对于水力进行了利用。这种浓缩污泥外循环能够提高反应池的固体浓度，同时能够增大进泥絮凝能力。其中，高密度沉淀池以及混凝沉淀池都属于浅池，利用斜板进一步加大了整体面积，保证其能够满足之后的需求。

2.1.2 气浮

加压溶气气浮中回流溶气工艺是现在水处理领域中运用最多的一种工艺。气浮池包括了清水区、排渣区、分离区、接触反应区以及絮凝区。在整个气浮当中，最为重要的就是气固。气浮对于天然有机物具有很强的去除功能，可以对于百分之九十的油污以及百分之九十以上的藻类细胞进行去除，相比较来水，混凝沉淀只能对于百分之六十到百分之九十的天然有机物进行去除。这也是气浮一个较大的特点。但是，由于藻类物质沉淀困难，且其颗粒较大，可能会对其造成堵塞，从而影响过滤器的使用寿命。

目前，气浮以其控制便利、占地面积小等特点，运用广泛。但是，其进出水分布不均，解决困难。同时，气浮耗电量较大，这主要是由于气浮需刮泥机、压缩空气设备、释气装置以及溶气装置等设备，所需能源较多。

2.2 介质过滤

上述，本文就混凝澄清相关内容进行了分析，根据数据可知，其并不能够完全清除悬浮杂质，而介质过滤能够对其进行完全清楚。介质过滤包括多介质过滤以及单介质过滤，依据其不同的设备型式，可以分为压力式过滤以及重力式过滤。其中，重力式过滤又包括了移动罩滤池、Ｖ型滤池、无阀滤池、双阀滤池以及普通快滤池等。压力式过滤具有较强的耐压能力，过滤速度较高，通常流速在10m/h—20m/h.其中，多介质过滤器可以用于1—10NTU的进水。随着反渗透海水淡化工程的进一步扩大，中东区域由于成本方面的考虑大范围利用卧式砂滤，但这种方式受到进水水质的影响比较严重，在进行作用时，其效果相对较差，因此，部分项目结合使用两种方式。

介质过滤所使用的滤料包括三层滤料、双层滤料以及单层滤料，Ｖ型滤池选择利用均粒径石英砂进行作用，通常情况下，设置0.9米—1.5米的滤层厚度，设置0.9毫米—1.2毫米的有效粒径；在过滤速度达到八米每小时到十二米每小时时，应合理增加其滤层厚度，保证出水浊度不超过2NTU。其三层滤料具体情况如下表所示：

层次	滤料	滤层厚度/毫米	粒径/毫米
下层	磁铁矿砂	70	0.25—0.5
中层	石英砂	230	0.5—0.8
上层	无烟煤	450	0.8—1.6

3 膜预处理法

近年来，膜预处理技术得到了进一步发展，根据相关数据可知，悬浮颗粒以及胶体会对于反渗透膜造成损害。

3.1 有机超滤膜

超滤UF能够很好解决其污染物，去除其中的细菌、泥沙、悬浮物以及病毒。根据数据显示，超滤过滤水不会过多污染反渗透装置。截止到目前为止，最长使用的超滤膜材料是聚醚砜以及聚偏氟乙烯；过滤方式包括外压式以及内压式；运行模式包括错流过滤以及全流过滤，依据悬浮物含量对于运行模式进行具体的调整，一般来说，利用错流过滤来应对悬浮物含量较高的情况。超滤膜组件包括压力式以及浸没式，最初，介于其具有较强的兼容性以及较高的抗冲击能力，浸没式组件运用范围更为广泛，然而，随着制膜材料的进一步发展，压力式组件的运用得到了扩大。截止到目前为止，市场上的超滤膜组件更多的是压力式组件。

无机陶瓷膜包括平板陶瓷膜以及管式陶瓷膜，特点为耐有机溶剂化学侵蚀、耐酸碱以及耐高温，其中，由于其具有较高的耐有机溶剂化学侵蚀和耐酸碱性，运用广泛。同时，由于其不易老化、可高压反冲洗、分离效率高、抗微生物污染能力强、化学稳定性好等特点，其可用于生物制品过滤、食品、废水处理以及饮用水净化等各个方面。

结论：本文主要分析了陶瓷膜、超滤、介质过滤、气浮以及混凝沉淀这几种比较常见的预处理技术，介绍其技术特点、关键性能参数等方面，通常情况下，市场上所使用的预处理方法为膜预处理方法和传统预处理方法组合而成的。在具体使用时，应根据所需进行组合选择。

参考文献：

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[2]李红剑.反渗透海水淡化处理工艺分析与研究[J].中国高新科技,2018(17):64-66.

[3]马颖颖,衣守志,曲达.反渗透海水淡化的预处理方法研究进展[J].杭州化工,2007(04):21-23.