超濾—反滲透處理高鹽度水試驗(yàn)研究

李佳麗+楊非

摘 要：通過(guò)不同進(jìn)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(yùn)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(guó)水資源緊缺的重要環(huán)節(jié)，膜分離技術(shù)因其無(wú)相變、高效、節(jié)能、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在我國(guó)水資源持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中起著越來(lái)越重要的作用[1]。因此本文對(duì)超濾/反滲透雙膜法工藝進(jìn)行了試驗(yàn)研究，考察超濾和反滲透的凈水效果以及運(yùn)行的穩(wěn)定性[2]。

1 試驗(yàn)工藝流程

試驗(yàn)工藝流程見(jiàn)圖1。

2 試驗(yàn)裝置

2.1 超濾試驗(yàn)裝置

本次試驗(yàn)采用的超濾系統(tǒng)主要由潛水泵、進(jìn)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(yàn)超濾設(shè)備具體操作方法如下：

（1）操控設(shè)備進(jìn)入手動(dòng)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(kāi)膜轉(zhuǎn)盤(pán)的出液閥，同時(shí)啟動(dòng)清洗狀態(tài)，保持膜轉(zhuǎn)盤(pán)緩慢旋轉(zhuǎn)。

（3）啟動(dòng)潛水泵，河水通過(guò)管道進(jìn)入旋轉(zhuǎn)過(guò)濾設(shè)備中，待液面達(dá)到溢流口后啟動(dòng)出液泵。

（4）開(kāi)啟高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行至設(shè)備正常出液（30min左右）。

（5）進(jìn)液與調(diào)試完成后，操控設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

（6）設(shè)備進(jìn)入周期運(yùn)轉(zhuǎn)，每周期抽液8min和停抽1min，抽液時(shí)電機(jī)以正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)，停抽時(shí)電機(jī)高速運(yùn)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(mén)，使周期內(nèi)的壓力保持在安全壓力以內(nèi)，若操作壓力過(guò)大，需通過(guò)減小出液流量來(lái)降低操作壓力。

2.3 超濾試驗(yàn)方案

具體試驗(yàn)方案如下：

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

（2）不同進(jìn)水TDS情況下記錄超濾-反滲透運(yùn)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(duì)超濾膜進(jìn)行清洗，記錄超濾膜通量恢復(fù)情況。

3 反滲透試驗(yàn)裝置

本裝置的主要目的是將經(jīng)過(guò)超濾處理后進(jìn)入中間水箱的水進(jìn)行脫鹽，本次試驗(yàn)所用反滲透裝置包括原水泵、保安過(guò)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(dòng)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(dòng)啟動(dòng)原水泵徹底沖洗高壓泵及所有管路。

（2）調(diào)節(jié)進(jìn)水電磁閥，使反滲透出水達(dá)到設(shè)計(jì)值。

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

3.2 反滲透試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)?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(guò)運(yùn)行參數(shù)的變化考察反滲透裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。

（1）設(shè)置進(jìn)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(biāo)。

（2）不同進(jìn)水TDS情況下記錄反滲透運(yùn)行壓力和流量的變化情況。

4 結(jié)論

（1）在不同的進(jìn)水TDS條件下，超濾對(duì)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(jìn)水要求，對(duì)濁度有很好的去除效果，對(duì)硬度和電導(dǎo)率的去除效果一般。試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中，超濾設(shè)備壓力隨著時(shí)間的增加而升高，說(shuō)明隨時(shí)間的增加超濾膜被污染的程度越來(lái)越深，同時(shí)膜通量越來(lái)越小，當(dāng)壓力升高到0.08MPa時(shí)需要對(duì)膜進(jìn)行清洗。分別用酸洗、堿洗、先堿洗后酸洗的方式對(duì)超濾膜進(jìn)行了清洗，試驗(yàn)結(jié)果表明先堿洗后酸洗對(duì)膜污染的去除效果最好。

（2）反滲透對(duì)濁度平均去除率為47.5%，對(duì)硬度平均去除率為97%，去除效果顯著，脫鹽率高達(dá)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(yùn)行過(guò)程中壓力、進(jìn)出水流量均穩(wěn)定在一定值，系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫巍.反滲透水處理技術(shù)的試驗(yàn)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(jiǎn)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。