渤海湾反渗透海水淡化预处理新工艺

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1、渤海湾反渗透海水淡化预处理新工艺14海水淡化技术（SWRO）使用以来，淡化水的回收率只有30%!40%。为了提高SWRO的回收率、防止污染反渗透膜，要求对海水进行严格的预处理。天津市属极度缺水城市，大力发展海水淡化是天津市实现可持续发展的先决条件。而天津地处渤海湾，海岸淤泥堆积，比邻大型港口和工业基地，又有海河和排污河河水进入渤海，所有这些因素造成渤海海水污染严重，预处理难度较大。在国外，Merrilee等人认为中空纤维超滤膜预处理效果较好，出水水质稳定。Hassan等人的研究结果证明纳滤在预处理海水时透过液的SDI<1。在国内已有多家单位对海水淡

2、化预处理进行研究，如龙泽波等认为利用混凝+澄清+砂滤+超滤或砂滤+超滤工艺作为反渗透预处理处理渤海海水是可行的。张敬东等利用涡流低脉动混凝技术对高浊度海水进行中试预处理，可有效絮凝沉降海水中悬浮物。刘耀璘等采用混凝FeCl3混凝和粉末活性炭吸附及微滤用于反渗透预处理也取得了较为满意的结果。2003年，天津市组织相关研究单位联合攻关并建立了1000m3/d反渗透海水淡化示范工程。天津科技大学承担了该项目的预处理部分，采用混凝、沉淀、多介质过滤、连续微滤的预处理工艺。经过近两年的试验，我们总结了该试验中的不足之处，对原有工艺进行了改进。2005年在天津

3、市科委的支持下，又建成了100m3/d海水预处理装置，并进行了连续三个月的运行考核，本研究就新工艺与原工艺的出水水质及运行成本进行了比较。1实验部分1.1原海水水质试验期间原海水浊度变化范围为15.42"70NTU,一般为34.54NTU。CODMn变化范围为4.1#6.1mg/L，一般为4.76mg/L。总铁含量变化范围为0.543$0.9mg/L，一般为0.782mg/L。pH值变化范围为7.9%8.4，一般为8.0。1.2工艺流程图1和图2分别为新预处理和原预处理工艺的流程图。由图1可看出自然沉淀池的海水经海水提升泵提升，与经计量泵计量的混凝

4、剂、杀菌剂在射流器中充分混合后进入斜板沉淀池，斜板沉淀池出水直接进入砂滤器过滤。而由图2可以看出原工艺采用平流沉淀池和多介质过滤器，混凝剂、杀菌剂采用泵前加药方式。   1.3试验方法取驴驹河防潮闸处海水，对不同时间、温度、水质的海水在投加等量混凝剂、杀菌剂的条件下,采用两种工艺进行对比试验。混凝剂为聚合硫酸铁(液体)，加药量30mg/L，杀菌剂次氯酸钠加药量4mg/L。测定浊度采用HANNALP2000-11型散射光浊度计，铁含量采用邻菲啰啉比色法，COD采用高锰酸钾氧化法。2.改进方法加药后混合效果的重要影响因素之一是流速，在高浊度海水中，泥沙

5、浓度很高,更应强调混凝剂的快速、均匀混合，使药液与悬浮颗粒充分接触。药液投加浓度很高时，会发生两种高浓度液相的自我封闭现象，很难瞬时混合，降低配制药液浓度又很不经济，且操作复杂。原工艺采用在海水取水泵前加混凝剂、杀菌剂的方法，由于泵内混合时间短、混凝反应不充分，致使混凝沉淀效果不够理想。混凝后矾花较小、絮体松散易碎。新工艺中增设的射流器解决了这一问题。它是利用射流负压原理发展起来的一种多用途曝气混合方式，利用流体传递能量和质量，由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成，具有一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出，使压力能转化为速度能，在喷嘴出口区域形成真空，从

6、而将被抽介质吸引出来，二股介质在扩压管内进行混合及能量交换，并使速度能还原成压力能，最后以高于大气压力而排出。原海水通过射流器产生了巨大的剪应力，与来自计量泵的药液剧烈碰撞，在瞬间完成充分混合，为混凝剂在斜板沉淀池中的充分完全反应创造条件。斜板沉淀池与传统平流沉淀池相比具有表面负荷高，去除率高，停留时间短，占地面积小等优点。