超濾—反滲透處理高鹽度水試驗研究

李佳麗+楊非

摘 要：通過不同進水條件研究超濾-反滲透系統(tǒng)的出水水質(zhì)以及系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，出水水質(zhì)主要包括濁度、硬度、電導(dǎo)率等。

關(guān)鍵詞：超濾；反滲透；出水水質(zhì)；穩(wěn)定性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.234

0 引言

海水淡化、苦咸水淡化、地下水利用等是解決我國水資源緊缺的重要環(huán)節(jié)，膜分離技術(shù)因其無相變、高效、節(jié)能、工藝簡單等特點，在我國水資源持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中起著越來越重要的作用[1]。因此本文對超濾/反滲透雙膜法工藝進行了試驗研究，考察超濾和反滲透的凈水效果以及運行的穩(wěn)定性[2]。

1 試驗工藝流程

試驗工藝流程見圖1。

2 試驗裝置

2.1 超濾試驗裝置

本次試驗采用的超濾系統(tǒng)主要由潛水泵、進液泵、自吸泵、膜組件、化學(xué)加藥系統(tǒng)、自控系統(tǒng)組成。

2.2 超濾裝置操作方法

本次試驗超濾設(shè)備具體操作方法如下：

（1）操控設(shè)備進入手動操作狀態(tài)，檢查設(shè)備排空閥是否處于關(guān)閉狀態(tài)。

（2）打開膜轉(zhuǎn)盤的出液閥，同時啟動清洗狀態(tài)，保持膜轉(zhuǎn)盤緩慢旋轉(zhuǎn)。

（3）啟動潛水泵，河水通過管道進入旋轉(zhuǎn)過濾設(shè)備中，待液面達到溢流口后啟動出液泵。

（4）開啟高速旋轉(zhuǎn)運行至設(shè)備正常出液（30min左右）。

（5）進液與調(diào)試完成后，操控設(shè)備進入自動運行狀態(tài)。

（6）設(shè)備進入周期運轉(zhuǎn)，每周期抽液8min和停抽1min，抽液時電機以正常速度運轉(zhuǎn)，停抽時電機高速運轉(zhuǎn)。

（7）觀察壓力表的變化情況，并調(diào)節(jié)自吸泵出液閥門，使周期內(nèi)的壓力保持在安全壓力以內(nèi)，若操作壓力過大，需通過減小出液流量來降低操作壓力。

2.3 超濾試驗方案

具體試驗方案如下：

（1）設(shè)置進水TDS分別為10000mg/L、5000mg/L、2500mg/L、小于2500mg/L，記錄超濾-反滲透進出水濁度、硬度、電導(dǎo)率等指標。

（2）不同進水TDS情況下記錄超濾-反滲透運行壓力和流量的變化情況。

（3）分別用堿洗、酸洗、先堿洗后酸洗的清洗方式對超濾膜進行清洗，記錄超濾膜通量恢復(fù)情況。

3 反滲透試驗裝置

本裝置的主要目的是將經(jīng)過超濾處理后進入中間水箱的水進行脫鹽，本次試驗所用反滲透裝置包括原水泵、保安過濾器、高壓泵、反滲透膜組件、CIP水箱、CIP水泵。

3.1 反滲透裝置操作方法

（1）沖水排氣。首次啟動系統(tǒng)前，須確保原水泵、保安濾器、高壓泵和膜殼內(nèi)空氣已經(jīng)排盡，需手動啟動原水泵徹底沖洗高壓泵及所有管路。

（2）調(diào)節(jié)進水電磁閥，使反滲透出水達到設(shè)計值。

（3）觀察產(chǎn)水電導(dǎo)率，參數(shù)合格后表明裝置開始正常運行。

3.2 反滲透試驗方案

本試驗?zāi)康氖茄芯糠礉B透處理高鹽度水和苦咸水的效果以及通過運行參數(shù)的變化考察反滲透裝置的運行穩(wěn)定性。

（1）設(shè)置進水TDS分別為10000mg/L、5000mg/L的模擬高鹽度水，TDS為2500mg/L、小于2500mg/L的模擬苦咸水，記錄反滲透產(chǎn)水水濁度、硬度、電導(dǎo)率等指標。

（2）不同進水TDS情況下記錄反滲透運行壓力和流量的變化情況。

4 結(jié)論

（1）在不同的進水TDS條件下，超濾對污染物的去除率分別為：濁度97%、硬度20%、電導(dǎo)率20%～30%之間、超濾產(chǎn)水SDI平均值為0.5NTU，超濾產(chǎn)水水質(zhì)滿足反滲透進水要求，對濁度有很好的去除效果，對硬度和電導(dǎo)率的去除效果一般。試驗運行過程中，超濾設(shè)備壓力隨著時間的增加而升高，說明隨時間的增加超濾膜被污染的程度越來越深，同時膜通量越來越小，當(dāng)壓力升高到0.08MPa時需要對膜進行清洗。分別用酸洗、堿洗、先堿洗后酸洗的方式對超濾膜進行了清洗，試驗結(jié)果表明先堿洗后酸洗對膜污染的去除效果最好。

（2）反滲透對濁度平均去除率為47.5%，對硬度平均去除率為97%，去除效果顯著，脫鹽率高達99%以上。產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，離子去除效果好，能夠滿足飲用水要求。反滲透運行過程中壓力、進出水流量均穩(wěn)定在一定值，系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定。

參考文獻：

[1]孫巍.反滲透水處理技術(shù)的試驗研究[D].大連理工大學(xué)，2006.

[2]劉彥濤.超濾_反滲透雙膜法在海水淡化中的應(yīng)用研究[D].清華大學(xué)，2015.

作者簡介：李佳麗（1993-），女，山西沁水縣人，碩士，研究方向：水文學(xué)及水資源管理。