淺談超濾技術在反滲透海水淡化預處理中的應用

與我國稀缺的淡水資源相對的是眾多的人口數量，我國人均淡水占有率僅占世界人均水資源占有率的四分之一，特別是在沿海地區，淡水資源更是十分短缺。反滲透技術屬于當前世界上較為先進的技術，因其具有和節能環保的特點，在全球范圍內得到廣泛的推廣和應用。反滲透技術不但是解決淡水資源危機的有效途徑而且已經成為海水淡化技術的核心。

1相關定義概述

1.1超濾技術

超濾作為一種膜分離技術過程，是目前世界水處理領域研究的熱點之一。主要由篩除機理去除水中雜質，在壓力作用下，水從高壓側透過膜到低壓側，水中大分子及微粒組分被膜阻擋，水逐漸濃縮后以液體的形式排出。

1.2反滲透預處理技術

預處理在反滲透海水淡化程序中是一個至關重要步驟。預處理的目的是通過混凝沉淀工藝除去海水中的懸浮生物、有毒物質和細菌，調節原水酸堿值和水溫，防止金屬氧化物和微溶鹽的沉淀等，使進水達到超濾進水要求，隨后通過超濾系統的處理，再達到反滲透的進水要求。反滲透法原理，如圖1-1

圖1-1"反滲透法原理

1.3海水淡化

海水淡化即利用海水脫鹽，是分離海水中鹽和水的工程。從海水中取出鹽，或者說除去海水中的鹽，都可以達到淡化的目的。如圖1-2"海水淡化系統工藝流程

圖1-2"海水淡化系統工藝流程

2超濾的技術優點

（1）超濾是一種綠色物理分離技術，其分離機理主要是篩分和擴散作用。

（2）超濾技術可有效去除幾乎全部致病微生物。

（3）超濾可以較有效地去除原水中的有機物。

（4）超濾是通過膜孔直接篩除去除水中污染物，對污染物的去除有極好的穩定性。

（5）超濾采用的操作壓力為0.1～0.4MPa，小于納濾膜的操作壓力，能耗較低。

（6）水通過超濾膜的過濾時間很短，超濾膜設備的容積很小。

（7））超濾設備可實現工業化生產和自動化控制，日常運行和維護管理較方便。

3超濾技術預處理工藝

3.1超濾技術預處理的必要性

由于反滲透膜不能直接對原水進行操作處理，原水中的成分會對滲透膜造成損害，縮短其使用壽命。各種細微顆粒、多種多價陽離子及微生物還會對膜造成污染和淤堵。反滲透膜的進水水質要求如圖1.3所示。

圖1-3反滲透進水水質要求

由此可見，只有達到規定標準的進水水質才能使用反滲透膜進行操作。為了滿足這一要求，必須采取適當的預處理工藝，完善的預處理流程是保證超濾技術反滲透長期有效順利進行的關鍵。

3.2確定預處理工藝

通過SDI或FMI兩種指數來表示預處理的效果。原水水質的好壞程度和變化特點決定了預處理的工藝系統是否復雜，所以，在選擇預處理工藝系統之前有必要對原水水質進行分析，在操作過程中要檢測水質的各種數據指標。

3.2.1常規預處理工藝

典型的常規預處理流程主要有：絮凝、沉淀、過濾、消毒等。如圖1-4"反滲透常規預處理流程

圖1-4"反滲透常規預處理流程

常規預處理方法被廣泛應用于海水淡化程序之中，特點是：花費高，占地大，過濾過程繁瑣復雜。更重要的是，常規預處理方法無法對細和膠體顆粒形成天然屏障，起到保護RO膜、延長其壽命的作用，而且出水量和出水水質受原水水質影響極大，不能滿足RO進水水質對穩定性的要求。

3.2.2非常規預處理工藝

超濾作為RO的預處理工藝，可構成UF/RO集成技術，新型的毛細管型UF膜可以處理高度污染的淺層海水。過濾過程是以膜兩側壓差為原動力，以機械篩分原理為基礎的一種海水分離過程，使用壓力通常為0.03～

0.6MPa，篩分孔徑為0.005～0.1微米，截留分子量為1000～500000道爾頓，可確保RO在高通量和高截留率下操作。作為反滲透的前端處理工藝，超濾能夠使水的品質快速打到反滲透進水要求，為反滲透長期有效的運行創造必要的條件，但同時也要注意超濾膜化學清洗時殘留的氯根的處理，氯根會導致反滲透膜的氧化，降低處理效果，因此使用時要格外注意。

3.3超濾用作反滲透預處理的優勢

①超濾技術可以降低投資成本。超濾可以明顯改善進水的預處理水質，從而降低對反滲透膜的污染和傷害，提升其運行流速，降低投資費用。預處理效果較差導致的微粒沉積就是導致反滲透膜的受到污染的重要原因之一，用SDI指標可以顯示發生這類污染的概率。從濁度和SDI上看，UF的過濾效果更好更穩定。如圖1-5"SDI指數對反滲透膜性能的影響。

圖1-5"SDI指數對反滲透膜性能的影響