渤海灣反滲透海水淡化預(yù)處理新工藝
海水淡化技術(shù)（SWRO）使用以來，淡化水的回收率只有 30%!40%。為了提高 SWRO 的回收率、防止污染反滲透膜，要求對(duì)海水進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理。
天津市屬極度缺水城市，大力發(fā)展海水淡化是天津市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的先決條件。而天津地處渤海灣，海岸淤泥堆積，比鄰大型港口和工業(yè)基地，又有海河和排污河河水進(jìn)入渤海，所有這些因素造成渤海海水污染嚴(yán)重，預(yù)處理難度較大。
在國(guó)外， Merrilee等人認(rèn)為中空纖維超濾膜預(yù)處理效果較好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。Hassan 等人的研究結(jié)果證明納濾在預(yù)處理海水時(shí)透過液的SDI<1。在國(guó)內(nèi)已有多家單位對(duì)海水淡化預(yù)處理進(jìn)行研究，如龍澤波等認(rèn)為利用混凝+澄清+砂濾+超濾或砂濾+超濾工藝作為反滲透預(yù)處理處理渤海海水是可行的。張敬東等利用渦流低脈動(dòng)混凝技術(shù)對(duì)高濁度海水進(jìn)行中試預(yù)處理，可有效絮凝沉降海水中懸浮物。劉耀璘等采用混凝FeCl3 混凝和粉末活性炭吸附及微濾用于反滲透預(yù)處理也取得了較為滿意的結(jié)果。
2003 年，天津市組織相關(guān)研究單位聯(lián)合攻關(guān)并建立了1000m3/d反滲透海水淡化示范工程。天津科技大學(xué)承擔(dān)了該項(xiàng)目的預(yù)處理部分，采用混凝、沉淀、多介質(zhì)過濾、連續(xù)微濾的預(yù)處理工藝。經(jīng)過近兩年的試驗(yàn)，我們總結(jié)了該試驗(yàn)中的不足之處，對(duì)原有工藝進(jìn)行了改進(jìn)。2005 年在天津市科委的支持下，又建成了 100m3/d 海水預(yù)處理裝置，并進(jìn)行了連續(xù)三個(gè)月的運(yùn)行考核，本研究就新工藝與原工藝的出水水質(zhì)及運(yùn)行成本進(jìn)行了比較。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1原海水水質(zhì)
試驗(yàn)期間原海水濁度變化范圍為 15.42"70NTU,一般為34.54NTU。 CODMn 變化范圍為 4.1#6.1mg/L，一般為 4.76mg/L。總鐵含量變化范圍為0.543$0.9mg/L，一般為 0.782 mg/L。 pH值變化范圍為 7.9%8.4，一般為 8.0。
1.2工藝流程
圖 1和圖 2分別為新預(yù)處理和原預(yù)處理工藝的流程圖。由圖 1可看出自然沉淀池的海水經(jīng)海水提升泵提升，與經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量的混凝劑、殺菌劑在射流器中充分混合后進(jìn)入斜板沉淀池，斜板沉淀池出水直接進(jìn)入砂濾器過濾。而由圖 2可以看出原工藝采用平流沉淀池和多介質(zhì)過濾器，混凝劑、殺菌劑采用泵前加藥方式。
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1.3試驗(yàn)方法
取驢駒河防潮閘處海水，對(duì)不同時(shí)間、溫度、水質(zhì)的海水在投加等量混凝劑、殺菌劑的條件下,采用兩種工藝進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)；炷齽榫酆狭蛩徼F (液體)，加藥量 30mg/L，殺菌劑次氯酸鈉加藥量4mg/L。測(cè)定濁度采用HANNA LP2000-11 型散射光濁度計(jì)，鐵含量采用鄰菲啰啉比色法， COD 采用高錳酸鉀氧化法。
2.改進(jìn)方法
加藥后混合效果的重要影響因素之一是流速，在高濁度海水中，泥沙濃度很高,更應(yīng)強(qiáng)調(diào)混凝劑的快速、均勻混合，使藥液與懸浮顆粒充分接觸。藥液投加濃度很高時(shí)，會(huì)發(fā)生兩種高濃度液相的自我封閉現(xiàn)象，很難瞬時(shí)混合，降低配制藥液濃度又很不經(jīng)濟(jì)，且操作復(fù)雜。原工藝采用在海水取水泵前加混凝劑、殺菌劑的方法，由于泵內(nèi)混合時(shí)間短、混凝反應(yīng)不充分，致使混凝沉淀效果不夠理想；炷蟮\花較小、絮體松散易碎。新工藝中增設(shè)的射流器解決了這一問題。它是利用射流負(fù)壓原理發(fā)展起來的一種多用途曝氣混合方式，利用流體傳遞能量和質(zhì)量，由噴嘴、吸入室、擴(kuò)壓管三部分組成，具有一定壓力的工作流體通過噴嘴高速噴出，使壓力能轉(zhuǎn)化為速度能，在噴嘴出口區(qū)域形成真空，從而將被抽介質(zhì)吸引出來，二股介質(zhì)在擴(kuò)壓管內(nèi)進(jìn)行混合及能量交換，并使速度能還原成壓力能，最后以高于大氣壓力而排出。原海水通過射流器產(chǎn)生了巨大的剪應(yīng)力，與來自計(jì)量泵的藥液劇烈碰撞，在瞬間完成充分混合，為混凝劑在斜板沉淀池中的充分完全反應(yīng)創(chuàng)造條件。斜板沉淀池與傳統(tǒng)平流沉淀池相比具有表面負(fù)荷高，去除率高，停留時(shí)間短，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
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