專利名稱：一種反滲透海水淡化超濾預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水淡化領(lǐng)域，具體涉及一種反滲透海水淡化的預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
目前海水淡化技術(shù)主要有以低溫多效為代表的熱法和以反滲透為代表的膜法。反 滲透技術(shù)的基本原理為進(jìn)水加壓后進(jìn)入膜組件，一部分透過(guò)膜，其中的離子被截留產(chǎn)生淡 水；另一部分不透過(guò)膜形成濃水。反滲透技術(shù)在應(yīng)用中不產(chǎn)生相變化，操作簡(jiǎn)易。隨著反滲 透膜價(jià)格的降低，降低能耗技術(shù)的進(jìn)步，反滲透在海水淡化技術(shù)中占的比例逐漸增大。反滲 透技術(shù)的核心為反滲透膜，該反滲透膜的核心作用為分離水和離子。反滲透膜對(duì)進(jìn)水水質(zhì) 有一定要求，進(jìn)入反滲透前必須進(jìn)行預(yù)處理，去除海水中的固體顆粒、細(xì)菌、藻類等雜質(zhì)，以 防止反滲透膜的污染。海水反滲透的預(yù)處理技術(shù)包括常規(guī)工藝和膜法預(yù)處理兩種方法。常規(guī)工藝主要有 混凝_沉淀_砂濾技術(shù)，膜法主要有超濾和微濾技術(shù)。超濾技術(shù)的基本原理為篩分原理，進(jìn) 水經(jīng)過(guò)加壓后過(guò)濾，水經(jīng)過(guò)膜孔流過(guò)超濾膜，大于膜孔的顆粒被膜截留。和常規(guī)工藝相比， 超濾和微濾技術(shù)主要有占地面積小、出水水質(zhì)穩(wěn)定和藥劑成本低的優(yōu)點(diǎn)。其主要問(wèn)題為膜 污染問(wèn)題，即隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)膜的阻力增加。膜污染導(dǎo)致超濾膜運(yùn)行壓力的增加或者 產(chǎn)水量的降低，必須采用化學(xué)清洗來(lái)恢復(fù)其性能。頻繁的化學(xué)清洗降低運(yùn)行穩(wěn)定性，減少膜 的壽命，提高運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)超濾技術(shù)在海水淡化預(yù)處理領(lǐng)域應(yīng)用的問(wèn)題，提供一種能夠 控制超濾膜膜污染現(xiàn)象、延長(zhǎng)超濾膜使用壽命的海水淡化預(yù)處理的方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到一種反滲透海水淡化超濾預(yù)處理方法，向海水中加入混凝劑，在經(jīng)過(guò)水力攪拌和 機(jī)械攪拌聯(lián)合混凝后，不經(jīng)沉淀直接通過(guò)超濾膜進(jìn)行超濾，其中包含對(duì)超濾膜的化學(xué)強(qiáng)化 反沖洗。其中混凝劑優(yōu)選為氯化鐵、硫酸鐵、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、氯化鋁或聚合氯化 鋁，混凝劑的投加量以混凝劑中的金屬元素計(jì)一般為0. 5 40mg/L。本發(fā)明的水力攪拌通過(guò)將投加了混凝劑的海水經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)彎頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。水力 攪拌后的原水，進(jìn)入原水罐中，原水在原水罐中的停留時(shí)間為2 IOmin ；機(jī)械攪拌通過(guò)在 原水罐中轉(zhuǎn)速為200 1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌漿實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為200 600轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明的超濾膜為浸沒(méi)式超濾膜，采用死端過(guò)濾，通量為0. 8-1. 5m3/m2/d，優(yōu)選通 量為0. 8-1. 3m3/m2/d,過(guò)濾周期為30-60min，反沖洗流速為1. 0-1. 5m3/m2/d,反沖洗時(shí)間 為0. 5 4min，優(yōu)選反沖洗時(shí)間為1 2min。運(yùn)行過(guò)程中包括化學(xué)強(qiáng)化反沖洗，頻率為1 次/天至1次/7天，優(yōu)選為1次/2天。上述化學(xué)強(qiáng)化反沖洗步驟為在反沖洗過(guò)程中，在膜池中投加氧化劑40 500mg/L，氧化劑可采用次氯酸鈉、雙氧水，優(yōu)選次氯酸鈉。浸泡20 40min，排水后，再次進(jìn)行反沖洗。
本發(fā)明可能是通過(guò)以下原理實(shí)現(xiàn)的經(jīng)過(guò)混凝處理后，尺寸在1微米到100000U的 有機(jī)物可能是造成膜污染的主要物質(zhì)。而采用本專利的技術(shù)后，混凝劑在膜表面形成濾餅 層吸附污染超濾膜的污染物，從而保護(hù)膜免受污染。同時(shí)當(dāng)采用化學(xué)強(qiáng)化反沖洗時(shí)，濾餅層 及污染物被取出，防止了濾餅層的污染。本發(fā)明通過(guò)彎頭及機(jī)械攪拌充分混凝后，克服再進(jìn) 行沉淀的常識(shí)，直接進(jìn)行超濾，最后在強(qiáng)化反沖洗的配合下，起到了優(yōu)異的效果。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為(1)聯(lián)合水力攪拌和機(jī)械攪拌，提高了混凝攪拌的效率；(2)采用混凝和化學(xué)強(qiáng)化反沖洗，控制膜污染的增長(zhǎng)；(3)和常規(guī)工藝相比，混凝后不需要沉淀池，減少了占地面積約2/3。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式測(cè)試方法(I)SDI 污泥污染指數(shù)，采用0. 45微米過(guò)濾測(cè)定，對(duì)比前后15min，過(guò)濾500ml水 過(guò)濾時(shí)間；(2) CODMn 堿式高錳酸鉀法(3)濁度HACH濁度計(jì)測(cè)定頻率1次/2天實(shí)施例1 在某海水中應(yīng)用本工藝。海水受到輕微污染，水質(zhì)平均值見(jiàn)下表。海水中投加氯 化鐵4mg/L (以Fe計(jì))，海水加入混凝劑后，經(jīng)過(guò)一個(gè)360度彎頭后進(jìn)行水力攪拌后，然后進(jìn) 入原水罐中，采用600轉(zhuǎn)/min的快速攪拌漿進(jìn)行混凝，原水在該罐中水力停留時(shí)間為4min， 混凝后海水打入膜池中；超濾膜采用浸沒(méi)式超濾膜，通量1.0m/d，過(guò)濾時(shí)間30min，反沖洗 時(shí)間lmin，反沖洗通量1. 3m/d ；每?jī)商爝M(jìn)行一次化學(xué)強(qiáng)化反沖洗，在反洗水中投加次氯酸 鈉200mg/L，浸泡20min后，重新進(jìn)行一次反沖洗；產(chǎn)品水濁度小于0. 1NTU, SDI小于3，CODtfa 去除率為30%，可以直接進(jìn)入反滲透系統(tǒng)；膜污染得到有效控制，連續(xù)運(yùn)行60天未進(jìn)行化 學(xué)清洗。 實(shí)施例2 向原水(海水)中投加20mg/L (以Fe計(jì))硫酸鐵混凝劑，經(jīng)過(guò)兩個(gè)彎頭后進(jìn)行水 力攪拌后，然后進(jìn)入原水罐中，采用400轉(zhuǎn)/min的快速攪拌漿進(jìn)行混凝，原水在原水罐中的停留時(shí)間為6min;然后進(jìn)入超濾膜中。超濾膜為PVDF浸沒(méi)式超濾膜，采用死端過(guò)濾，通量 1.2m7m2/d，運(yùn)行周期30min，反沖洗流量為1. Im7m2/d，每三天進(jìn)行一次化學(xué)強(qiáng)化反沖洗， 在反洗水中投加次氯酸鈉300mg/L，浸泡30min后，重新進(jìn)行一次反沖洗后重新開(kāi)始運(yùn)行。 出水產(chǎn)品水濁度低于0. INTUjSDI小于3，可以直接進(jìn)入反滲透系統(tǒng)。膜污染得到有效控制， 連續(xù)運(yùn)行60天未進(jìn)行化學(xué)清洗。對(duì)比例1 采混凝-沉淀工藝作為超濾預(yù)處理，超濾膜為PES壓入式超濾膜，采用死端過(guò)濾，通量0.7m7m2/d，運(yùn)行周期30min，反沖洗流量為1. Im7m2/d，無(wú)化學(xué)強(qiáng)化反沖洗。連續(xù)運(yùn)行 15天后，運(yùn)行壓力超出運(yùn)行上限，必須進(jìn)行化學(xué)清洗。
權(quán)利要求
一種反滲透海水淡化超濾預(yù)處理方法，其特征在于，向海水中加入混凝劑，在經(jīng)過(guò)水力攪拌和機(jī)械攪拌聯(lián)合混凝后，不經(jīng)沉淀直接通過(guò)超濾膜進(jìn)行超濾，其中包含對(duì)超濾膜的化學(xué)強(qiáng)化反沖洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其特征在于，所述的混凝劑為氯化鐵、硫酸鐵、 聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、氯化鋁或聚合氯化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)處理方法，其特征在于，所述的混凝劑的投加量以混凝 劑中的金屬元素計(jì)為0. 5 40mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其特征在于，所述的水力攪拌通過(guò)將投加了混 凝劑的海水經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)彎頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其特征在于，機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速為200 1000轉(zhuǎn) /分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其特征在于，所述的超濾膜為浸沒(méi)式超濾膜，其 通量為0. 8 1. 3m7m2/d，過(guò)濾周期為30 60min,反沖洗流速為·1. 0 1. 5m3/m2/d,反沖 洗時(shí)間為0. 5 4min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其特征在于，所述的化學(xué)強(qiáng)化反沖洗的頻率為1次/天至1次/7天。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的預(yù)處理方法，其特征在于，所述的化學(xué)強(qiáng)化反沖洗的步驟 為在反沖洗過(guò)程中，在膜池中投加氧化劑40 500mg/L，浸泡20 40min，排水后，再次進(jìn) 行反沖洗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)處理方法，其特征在于，所述的氧化劑為次氯酸鈉或雙氧水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種反滲透海水淡化超濾預(yù)處理方法，向海水中加入混凝劑，在經(jīng)過(guò)水力攪拌和機(jī)械攪拌聯(lián)合混凝后，不經(jīng)沉淀直接通過(guò)超濾膜進(jìn)行超濾，其中包含對(duì)超濾膜的化學(xué)強(qiáng)化反沖洗。本發(fā)明聯(lián)合水力攪拌和機(jī)械攪拌，提高了混凝攪拌的效率；采用混凝和化學(xué)強(qiáng)化反沖洗，控制膜污染的增長(zhǎng)；和常規(guī)工藝相比，混凝后不需要沉淀池，減少了占地面積約2/3。
文檔編號(hào)C02F1/44GK101844837SQ20091002609
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者常春, 楊瑜芳, 桂波 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司