纳滤海水软化中试及其长期稳定性运行的研究

发布时间：2020-05-30 13:38

【摘要】：海水(苦咸水)软化是解决我国淡水资源短缺问题的有效途径之一。本课题拟结合国家战略需求,积极探索全膜法海水软化集成膜技术,降低产水成本,推动海水软化技术的产业化发展。纳滤作为海水软化的主要技术之一,可有效去除海水中二价离子,其既可作为反渗透等工艺的预处理部分,从而降低其结垢和有机污染等现象,提高系统回收率；又可直接作为工业化软化海水工艺加以利用,如海上油田的采油配聚用水。本实验着重于集成膜法海水软化工艺,在胶州湾现场进行海水软化试验研究,其中纳滤系统共采用两种工艺——模式1和模式2,其研究主要包括：考察在不同操作及清洗条件下纳滤预处理工艺——自清洗-超滤工艺的稳定性等问题,并优化预处理操作参数；考察操作压力、进水流量、产水的回收率等操作参数对纳滤海水软化性能的影响,对该工艺的运行成本进行了估算,确定纳滤最佳操作参数；考察了纳滤膜对有机物和营养盐的去除性能；对该中试装置进行了长期稳定性实验,从而验证中试成撬装备的运行稳定性、经济性和海上使用的适应性。研究表明,研制的100m3/d集成膜法海水软化装置具有良好的运行稳定性,其能够应对复杂的水质环境变化,产水稳定可靠,具体结论如下： (1)中试试验中,自清洗-超滤工艺作为纳滤的预处理工艺,其产水完全可以满足纳滤的进水要求,且产水水质稳定,不受原海水水质影响。该预处理工艺对海水中的有机物和营养盐有一定的去除效果,这对降低纳滤膜的污染有一定的意义。 (2)本实验共设计了两种纳滤工艺,同时考察了操作压力、进水流量、回收率以及能量回收装置等操作工艺对两种纳滤工艺的膜通量和回收率的影响。结果显示,操作条件对两种纳滤工艺的膜通量和回收率均有影响。模式1的产水量大,但产水水质较差,难以满足海上油田配聚用水的要求；模式2产水量较小,但产水水质很好,其钙、镁离子含量总和小于25mg·L-1,且操作条件对其影响很小。 (3)纳滤膜对有机物均有较好的去除性能,对DOC的平均去除率在80%以上,对UV254的平均去除率在70%以上,其对营养盐和总磷、总氮有一定的去除性能。 (4)100m3/d集成膜软化装置在3.5MPa下运行的总电能耗约为3.86kWh/m3,运行成本约3.83元/,产水总投资成本约0.94元/,产水总成本约为4.77元/。 (5)在长期稳定性试验中,所研制的100m3/d集成膜法海水软化装置具有良好的运行稳定性,能够应对复杂的水质环境变化,产水稳定可靠。本实验对纳滤膜法海水软化工业具有十分重大的意义,为该技术的最终产业化推广应用奠定了坚实的基础。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P747

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