[发明专利]陶瓷膜海水预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化及海水净化技术，尤其是一种海水淡化及海水净化中陶瓷膜海水预处理方法。

背景技术

全球水资源的96.5％是海洋咸水，仅有3.5％为淡水；而淡水的2.5％为极地平川，只有1％可供人类使用。海水中除了3％左右的无机盐和有机物等之外，其中97％是淡水。海水的总体积约13.7亿立方公里，可以说是取之不尽，用之不竭的水资源。开发利用海水资源，发展海水利用产业，是解决沿海地区水资源危机的唯一出路。

海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。是通过物理、化学或物理化学方法等实现的。主要途径有两条，一是从海水中取出水的方法，二是从海水中取出盐的方法。前者有蒸馏法，反渗透法、冰冻法、水合物法和溶剂萃取法等，后者有离子交换法、电渗析法、电容吸附法和压渗法等。但到目前为止，实际应用的仅有蒸馏法，反渗透法和电渗析法。

可靠的预处理系统是保证海水淡化系统正常运行的关键技术，尤其是反渗透海水淡化技术，由于海水中除了含有大量的盐外，还有大小不等的有机、无机、微生物颗粒。如果将取来的海水直接采用反渗透膜进行脱盐处理，这些海水中的悬浮物、胶体物质和可溶性有机高分子聚集在膜的表面会使膜受到污染；微生物和细菌会使膜受到侵蚀；微生物和细菌的残体还会以固体形式析出附着在膜的表面，使膜性能衰减，加大了其处理负担，导致膜的透水率下降，出水水质变差，严重影响了反渗透膜的使用寿命，因而预处理技术即成为RO膜运行的关键技术。

目前，国内外海水淡化预处理工艺十分繁多，针对不同的水质，预处理工艺也各有不同之处，主要为絮凝、沉淀、过滤(浅层过滤、深层过滤)工艺。各种不同絮凝、沉淀、砂滤技术的组合，构成了不同的初步预处理工艺。采用微滤、超滤膜对絮凝、沉淀、砂滤后海水的处理为深度预处理。目前国内外海水淡化深度预处理技术大都采用高分子微滤、超滤膜技术，由于高分子膜丝易污染、易断丝、膜通量衰减快等特点，在海水淡化预处理技术应用的过程中，受到限制。中国发明专利“反渗透海水淡化微滤膜预处理方法”(专利号zL 01129466.3)采用的是钛或不锈钢金属微滤膜。“海水淡化中陶瓷膜预处理方法”(授权公告号CN 1228252C)对孔径为0.1～10μm的陶瓷微滤膜在海水淡化预处理过程中的应用进行了表述。“海水淡化中陶瓷膜预处理方法”(公开号CN 1736905A)对孔径为10～100nm的陶瓷超滤膜在海水淡化预处理过程中的应用进行了表述。事实上，由于海水体系成分复杂，海水中的离子氯离子含量较高，会腐蚀金属膜，影响膜的正常使用；微滤膜在处理海水时会产生膜孔严重堵塞的现象，降低了微滤膜的渗透通量，频繁清洗，使得预处理过程无法长期稳定运行；而且微滤膜的出水中仍含有一部分污染反渗透膜的物质如SDI大于3，随着运行时间的增长，这类物质的富集将对反渗透过程将产生非常严重的膜孔污染，降低了反渗透膜的渗透通量，减小了膜的使用寿命，增大了反渗透海水淡化的综合成本。授权公告号CN 1228252C专利，只采用陶瓷超滤膜对初步预处理后的海水进行深度预处理，操作压力高、膜通量低、膜污染快、运行成本高，成为制约陶瓷膜在海水预处理工艺中得以大规模应用的主要原因。

近年来，无机陶瓷微滤膜、超滤膜以其抗污染、膜通量高、膜使用寿命长等特点，备受关注。利用陶瓷优异的材料特性和分离性能进行海水预处理，不但可提高出水水质，降低操作费用，而且最大程度保障反渗透海水淡化系统稳定连续运行。克服高分子有机微滤膜膜孔堵塞严重，渗透通量低，频繁化学清洗、膜丝易断等问题。无机陶瓷微滤膜和超滤膜的组合使用，将使反渗透海水淡化成为可能。

发明内容

本发明的目的是：为了解决现有海水淡化预处理系统效率低、效果差、成本高的问题，尤其是为了克服单独采用微滤膜、超滤膜处理海水造成膜孔严重堵塞，渗透通量低，频繁化学清洗等问题及高分子膜膜丝易断，膜维修、更换频繁的问题，利用陶瓷超滤膜优异的材料特性和分离性能，通过多介质过滤、微滤、超滤单元的组合进行海水预处理，进一步提高出水水质，保证膜组件长周期、高通量运行，减少单一品种膜污染负荷，降低操作费用，最大程度保障反渗透海水淡化系统稳定连续运行。

本发明的技术方案是：

本发明的陶瓷膜海水预处理方法，是由多介质过滤器、陶瓷微滤膜单元和陶瓷超滤膜单元组成，采用浊度小于15NTU的海水，加压至0.1～0.5MPa后，依次送入串联的多介质过滤器、陶瓷微滤膜单元和陶瓷超滤膜单元对海水进行预处理。处理后海水可供反渗透海水淡化技术所用。