[发明专利]一种海水淡化集成工艺

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化领域，具体涉及一种海水淡化集成工艺。

背景技术

随着水处理膜技术的日益发展及膜成本的不断下降，反渗透膜法海水淡化技术以其能量消耗低，效果可靠，自动化程度高等优势逐渐成为了海水淡化领域最具前景的技术。但是反渗透系统在实际应用中为一集成技术，通常包括预处理，反渗透系统及后处理三个部分。其中预处理的效果如何对反渗透系统的成败起到非常关键的作用。

目前来说微滤或超滤作为反渗透的预处理技术已经得到越来越广泛的应用。然而微滤或超滤仍要面临膜污染问题，膜污染导致超滤膜运行压力的增加或者产水量的降低，必须采用化学清洗来恢复其性能。频繁的化学清洗降低运行稳定性，降低膜的寿命，增加了运行成本。

因此，为了保证微滤/超滤系统的稳定运行，常常采用较为复杂的预处理工艺，如专利“膜集成海水淡化工艺(申请号：200710017966.6)”记述了微滤/超滤之前增加了预氧化、混凝等工艺，这样虽然可以实现后续微滤/超滤的稳定运行，但也存在许多问题：

(1)投资运行成本的增加：过于复杂的预处理系统会增加微滤/超滤处理部分的整体运行费用及初期投资。

(2)运行维护问题：超滤可以实现较高的自动化度，但是如果预处理过于繁复，会给日常的运行增加不利。

(3)混凝剂副作用：通常在微滤/超滤膜前会使用混凝工艺提高有机物去除效果，但是如果混凝剂投加过量，过多的混凝絮体会造成膜快速堵塞，而且混凝剂还有可能进入后续的反渗透系统，造成反渗透系统的严重污堵问题。

因此，针对这种情况，如果能够试验简化工艺，同时又能通过运行工况的优化实现膜的稳定运行，那么对于整个海水淡化系统的风险性，自动化程度及费用削减都有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对膜集成技术在海水淡化处理领域应用中存在的问题，提供一种能够有效控制膜污染、延长膜的使用寿命，并且经济的海水淡化集成工艺。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种海水淡化集成工艺，海水直接进入浸没式超滤处理系统，超滤出水通过低压泵增压后经过两级保安过滤器，再通过高压泵升压后进入反渗透系统，最后进行消毒处理，最终生产出淡水；其中浸没式超滤处理系统由供水泵、浸没式超滤膜、过滤水泵、反冲洗水泵、空压机和化学药剂强化清洗程序组成。

需要强调的是在本发明中，所述的浸没式超滤系统采用直接过滤的方式，没有使用任何常规预处理工艺，也不投加任何混凝剂或氧化剂。

浸没式超滤处理系统优选使用高强度和抗化学腐蚀性的高分子材料，考虑到其耐污性及对进水的要求，进一步优选聚偏氟乙烯，膜的孔径在0.1～0.01μm之间。而且浸没式过滤系统耐污性强，对进水要求低，进水浊度控制在200NTU以下即可。

为了确保超滤系统长期可靠的运行，本发明中浸没式超滤处理系统的化学药剂强化清洗程序采用反冲洗与空气擦洗，并且和定期低浓度化学药剂强化清洗过程相配合的运行方法。反冲洗与空气擦洗为每30～60分钟进行一次。低浓度化学药剂强化清洗的间隔时间为每1～15天一次，所述化学药剂选自于次氯酸钠，氢氧化钠，盐酸，硫酸，柠檬酸，草酸或硝酸中的一种或多种，药剂浓度相当于超滤膜常规在线化学清洗的1/20～1/10。

低浓度化学药剂强化清洗过程的具体方法为将配制好的药剂通过超滤处理系统的反冲洗系统加入膜池中，然后浸泡10-20分钟，在浸泡过程中，每隔30秒至5分钟进行5秒的空气擦洗。再将水排掉。之后为了防止氧化性药剂对后续反渗透系统的影响，在进行反冲洗的同时加入还原性药剂，其中还原性药剂优选SBS(亚硫酸氢钠)，浸泡1～5分钟后将药液排掉，最后再进行1～2次反冲洗过程。这种间歇性低浓度的药液清洗运行方式可以及时去除超滤膜表面的初期污染物质，防止污染物质的不断累积压实。有助于超滤系统长期稳定的运行。而且此种运行方式还对超滤膜表面起到定期消毒的作用，防止了微生物对超滤膜的污染。因此此种运行方式不但可以适用于污染较严重的海水，而且可以实现高通量的运行。

之后，超滤出水经过低压泵升压后进入两级保安过滤器，防止微小颗粒对反渗透膜的影响。然后保安过滤器出水经过高压泵进入反渗透系统，反渗透系统可以根据出水要求选择合适的级数。

最后，为了防止产品水在输送过程中的细菌滋生，反渗透出水需要进行消毒处理，最终生产出淡水；消毒方式选自于液氯、二氧化氯、臭氧或紫外线消毒。

综上，本发明的优点为：

(1)集成化的超滤+反渗透过滤系统；