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1、高级水质淡化预处理周武旋2,赵江萍1纪晓声'ZHOUWu-xuan,ZHAOJiang-ping,JIXiao-sheng（1•广西柳州市环境保护局，广西柳州545006；2.广西柳州市坏境保护监测站，广西柳州545001；3.中国科学院宁波材料技术与工程研究所,?315201）摘要：为了将膜住物反应器运用到集成海水淡化系统的预处理小，本文研究不同操作条件下的的浸没式超滤膜如何去除海水中存在的天然的有机物.・・・关键词：脱盐集成膜系统海水淡化预处理浸没式超滤海水淡化一肓以来都是推动可持续发展的一项热点技术，通过增加淡
2、水水质和提高淡水冋收率，减少污水排放对环境的影响和膜污染的发生，从而降低海水淡化的成本。使用高级的询处理和后处理技术对反渗透的污水进行处理，从而实现污水零排放的理念，达到环境的和谐。Feedwater表1集成膜海水淡化处理系统根据这-•概念，压力张动的集成膜系统（纳滤NF,微滤-MF和超滤-UF）,被用于反渗透和膜膜结晶的预处理。在这个系统屮，应用反渗透法，含有少量杂质的水的回收率能够增加到95%以上。由以上可以得出，高级水的预处理操作对于减少或消除海水中天然的（有机的）海洋物质或者源于人工产生的冇机污染物來说是十分
3、必要的，并月•具冇以下优势：（1）减少膜的冇机杂质和生物污垢污染，（2）能够避免对结晶动力学和结品性能的影响。从这方面讲，膜生物反应器MBR（下文简称MBR）将会很受欢迎。虽然已经证明膜生物反应器MBR能够去除市政废水中的冇机元素,但在海水淡化中引进MBR有两个主要原因：（1）它在介质和含盐最高的环境下能够保持很高的效率，一些研究表明化学需氧量的移除时将会对传统的膜牛物反应器产牛-巨大的盐水冲击，其他研究表明膜生物反应器能够通过海洋原地岩微牛物的作用有效的去除可被牛:物降解的物质；（2）它的成本。用MBR处理含有高有
4、机负载的废水需要较高的初期投资，但用MBR处理海水却不存在这个问题，因为海水的有机碳浓度范围在1.0mg/L-3.0mg/LZfH],在低于总冇机碳含量的条件下在水下装置中应用膜生物反应器就符合成木效益了。因此，在图1屮介绍了研究浸没式超滤膜分离体系的初步方法。1方法1.1材料及其构造:膜呈竖直排列，放在一个最大工作容量为20L的小型设备里，膜面积是0.068m2,膜纤维冇不均匀结构，聚瞇矶中空纤维聚集在密封的模板的一边。模型的外层不被包裹，使纤维在通风的条件下更自由的运行，从而能减少膜污染。1.2方法:过滤：采用从
5、外到里的过滤模式。运行设备底部的空气压缩机使之沿着扩散器曝气（8L/min）,污染物通过一个蠕动泵穿过设备流向一个流出水槽。反冲洗：川反冲洗泵和纯净水操作。进风管插到设备中当必要时使空气脉冲式的检查模块的整合性。在水下操作（图2）。腐殖酸或醋酸钠加到水里是为了增加初始的总有机碳含量从而增强生物活性。海水经过污水净化设备处理后排到河里。表2实验所用设备结构图水质测定：米用离子色谱仪分析离子组成TOC测定:采用TOC分析仪并依照标准程序测定。测定是在恒定的透膜压力或恒定的膜通量而且连续或间歇性的通气模式下进行的。测定前通
6、过用纯水进行一系列的增压或减压过滤來进行膜压实，压实是将膜结构进行压缩。根据公式(1),此时膜组件的过滤阻力rti不同的跨膜压力对纯水的通最决定的。rTMPJ=卩是透过水的粘度，R：是总的膜电阻，与实验初期模件本身电阻一致。公式(1)也町被用來计算在实验过程中膜污染在水渗透时所增加的阻力。膜的表面用SEM进行检查。2结果和讨论图1农明了在加压或减压的循环进行下膜的渗透性随着跨膜压差的变化情况。从三次连续的循环中可以明显的看到膜压实导致的滞后现象。跨膜压差是由于固态聚合物的力学形变使膜的渗透率降低。8(EdM—8q/」
7、)guEQUUWd■1stCycle-Increasing■ls，Cycle-Decreasing□2ndCycle-Increasingo2ndCycle・Decreasing田3rdCycle-Increasinge3rdCycle・Decreasing□田•□f•:M•N田use—20—30—40图1海水过滤实验前膜材料的压缩由于中空纤维膜有不均匀的结构，增加压力引起了多空支撐层的致密化，导致表层的增厚。因此膜越厚，渗透率越低。每一次循环中可以观察到渗透率的降低超过压缩时间。在第一次循环中,当TMP从5KPa增
8、加至I」45KPa时，Lp几乎减少T50%；在第一次的松弛循环中,当TMP维持在5KPa时,Lp降到原始值的40%；在连续循环中,当TMP维持在5KPa时,第二次循环和第三次循环比初始值分别降低了22%和19%；当Lp降到低于原始值的15%,压缩循环就完成了，这要发生在第5次循坏Z后。在压缩末期，Lp固定在一个数值上，但这个数值低于生产商预测的
