[发明专利]一种基于芬顿反应的高效海水淡化预处理方法

说明书

本发明提供了一种基于芬顿反应的高效海水淡化预处理方法，包括以下步骤：用酸将待处理海水pH调节为1~6，加入硫酸亚铁和H₂O₂两种芬顿试剂，混合均匀后氧化反应20~100min；用碱将氧化后的海水pH调节为7~10，按照0.1~5mg/L的量加入助凝剂，并搅拌絮凝反应10~20min；絮凝后海水通过沉淀过程进行泥水分离，沉淀时间为20~60min；最后用过滤器对沉淀上清液进行过滤，得到预处理后产水。本发明提供的海水淡化预处理方法具有较好的浊度和有机物去除效果，且方法成熟、成本低、维护方便、运行稳定，解决了低温、高浊度和高有机物海水的预处理效果差等问题，在热法和膜法海水淡化领域均具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，尤其涉及海水淡化工程中的海水预处理方法。

背景技术

目前，我国沿海城市正在大力发展滨海经济，建立经济区、引进大量企业，用水需求量激增，然而沿海地区往往地下水资源匮乏，淡水资源短缺，严重制约当地经济发展，但是由于地处海边，又有发展海水淡化产业得天独厚的优势。通过发展海水淡化产业，为我国沿海经济区提供补充水源不仅具有重要性和紧迫性，而且是确保用水安全和经济持续增长所必需的重要措施。

海水淡化过程中淡化系统对进水水质有较高要求，必须对进料海水进行适当的预处理，从而使海水中的各种杂质得以除去或降低到一定程度，进而减少对海水淡化系统的不利影响。然而部分区域海水受到海洋生物、养殖活动等影响，会导致有机物含量较高，而常规海水预处理工艺，如絮凝、微滤、超滤、砂滤等都很难有效降低有机物，将会给海水淡化的预处理过程带来较大难题，进而影响海水淡化工程的推广。

通过常用预处理方法很难使海水满足进水要求，而针对高有机物海水预处理方面的研究又较少。有国内外研究人员采用臭氧和紫外氧化技术处理养殖海水，可以有效降低其中的COD和氨氮含量。有研究人员将微生物固定化技术养殖废水处理，通过选择性地固定对氮、磷等营养物有很强吸收能力的微生物，开发高效生物处理装置提高养殖废水中废物的转化率或降解效率。从目前的研究结果来看，大都处于实验研究阶段，在实际应用中还存在很多问题。

此外，传统海水淡化预处理过程无法应对低温高浊度的海水，而北方黄渤海区域，冬季时间长温度低，给海水淡化工程带来较大麻烦，而渤海海水水质较差，受潮汐、风浪等影响海水浊度较高，最高达到上千NTU，同时由于沿海经济的发展，部分海域海水有机物含量较高，这是传统预处理过程不会考虑的问题，因此通过常规方法也就难以降低有机物和浊度，无法满足海水淡化的进水要求。因此，急需开发出一种简单高效、成本低廉的低温、高浊度、高有机物海水的预处理方法。

芬顿氧化技术通过H₂O₂和Fe²⁺作用产生具有极强氧化能力的·HO，将水中的部分大分子有机物氧化为小分子有机物，破坏某些有机物的不饱和键，从而使有机物含量降低。该技术除了具有较强氧化作用，还具有混凝作用，既是指反应中生成的Fe(OH)₃胶体具有絮凝、吸附功能，也可去除水中部分有机物。由于反应中生成的Fe(OH)₃胶体絮凝效果不是很好，故加入一定量的高分子絮凝剂以增强体系的絮凝效果。该技术具有反应迅速、设备简单、处理效率高等优点，为了提高处理效果和降低处理费用，还可以联合使用絮凝法，进一步降低水中的浊度和COD。因此，芬顿氧化技术已经成为一种值得注意和信赖的水处理技术。

发明内容

为克服低温、高浊度、高有机物海水在海水淡化过程预处理效果不佳的问题，本发明提供一种基于芬顿氧化技术的高效海水淡化预处理方法，主要包括以下步骤：