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反渗透脱盐技术作为海水淡化工程适用的主要方法之一,由于过程不发生相的转化,及新型能量回收装置的采用,与其他淡化方法相比优势明显。在渤海近岸海域实施大规模的反渗透海水淡化工程,海水的净化——预处理工艺是目前制约其发展的瓶颈,开展此项研究意义重大。针对渤海海域表层海水污染严重的特点,本文以预处理工艺出水满足反渗透膜进水要求为目的,进行了预氧化混凝静态烧杯试验,混凝—过滤/超滤试验。 在海水预氧化混凝处理过程中,作者考察了不同混凝工艺参数、氧化剂和混凝剂种类、投加量对混凝效果的影响。研究结果表明:水温对混凝效果影响显著。氧化剂高铁酸钾具有优异的除藻、降COD、除浊效果。单独使用高铁酸钾,沉后除藻率大于70%;与混凝剂FeCl3配合使用,除藻率大于80%;均高于单独使用FeCl3的沉后除藻率。且K2FeO4除藻反应较快,投加5min后除藻率可达40~60%。高铁酸钾的强氧化性使混凝过程去除海水CODMn的效率大幅提高,当高铁酸钾投加浓度为5mg/l时,混凝沉淀后海水CODMn的去除率达到40%。 次氯酸钠、高锰酸钾和高铁酸钾都具有明显的氧化助凝效果。在小剂量时,次氯酸钠与高铁酸钾除藻效果基本一致;当加大投加量至2mg/l后,高铁酸钾的除藻助凝效果优于次氯酸钠。而高锰酸钾在投加<1mg/l时,除藻率略高于次氯酸钠和高铁酸钾,但继续加大投药量后无明显提高,且色度明显加大。在藻类爆发时,以高铁酸钾为最佳。 在混凝—过滤/超滤试验中,对海水的悬浮物、微生物和胶体被介质过滤和超滤截留的效果进行了比较。介质过滤能够有效降低海水的浊度(<1.0NTU),但海水的淤塞密度指数SDI仍然较高。超滤具有极高的浊度去除效果,不管进水水质如何变化,其出水浊度均小于0.05NTU。在有机物的处理方面,超滤能够部分降低CODMn(去除率小于40%)。在混凝—沉淀的基础上,经超滤处理后海水的淤塞指数SDI<3,能够满足反渗透进水指标。 实验研究了影响超滤膜性能衰减的主要因素,探索出能够有效维持长期稳定运行的超滤装置操作参数。超滤试验结果表明,采用部分浓水排放操作方式(排放浓水/进水>5%),能够在膜表面形成错流,可以将污染物质冲出膜元件,减轻超滤膜的污染。在超滤膜起始透过速率601/m2.h以内,采用工作30~40分钟,反冲洗30秒钟,正冲洗30秒钟的操作方式能够较长时间维持膜良好的截留和透水性能。