[发明专利]一种苦咸水淡化过程中抑制膜元件结垢的方法

说明书

技术领域

本发明属于苦咸水淡化技术领域，具体涉及一种苦咸水淡化过程中抑制膜元件结垢的方法。

背景技术

淡水资源的获取是人类面临的一个重大环境和生存课题，各国都很重视对这方面的技术研发和投入。全球水平衡中，地下苦咸水含量占地下水资源量的一半以上，这类非常规水资源越来越被认为在不久的将来，是一种潜在重要的且可供替代的饮用水水源。常见的苦咸水淡化工艺包括：反渗透、纳滤、正渗透和电渗析，这些膜分离过程以操作压力梯度作为驱动力，不伴随大量热能的变化，具有节能、可连续操作和便于自动化等特点，因此受到越来越多的青睐。目前，工业应用领域中以苦咸水反渗透淡化技术最为常见。

通常在反渗透苦咸水淡化过程中，膜元件易受到给水中某些污染物的污染而导致分离性能下降和操作成本提高。苦咸水多取自地下深井，经过多介质的过滤作用（砂质、粘土和岩石等），给水中的许多颗粒物质和一些有机物被除去，而且随着膜法预处理技术的进步，胶体、悬浮固体和大部分的微生物能够被超滤膜较有效地去除，有机物特别是大分子有机物能够被超滤膜大部分截留。另外，海水中总溶解固体含盐量中主要由一价Na⁺和Cl^?构成，而苦咸水总溶解固溶体含盐量中通常是由二价成垢离子Ca²⁺、CO₃^2?和SO₄^2?构成。在反渗透苦咸水淡化工艺中，溶解性无机盐的浓缩因子一般在4-10之间。因此，反渗透苦咸水淡化过程中最可能遇到的困扰是膜面无机结垢，而无机结垢是影响膜法苦咸水淡化产水回收率和淡化成本的最主要因素。因此，研发苦咸水淡化过程中增加产水回收率和抑制膜面无机结垢的新工艺，对于大幅度降低产水成本具有重要的意义。

公开号为US 5690829的专利公开了一种逆流工艺，用于清洗膜面的尘埃微粒。采用逆流操作后，尘埃微粒堆积最严重的末段膜组件的出水断面得到原水的物理冲洗作用后，前置于膜分离组件的常规预处理装置可以免除，从而减少了系统工艺流程的占地面积和造水成本。该技术的缺点是没有考虑到进水成分的复杂性和不同污染物在膜面的特定污染成因，同时也没有考虑到清洗膜面尘埃微粒和启动逆流工艺的精确临界条件。公开号为CN 101053776A 的专利公开了一种阻垢剂存在下阻滞反渗透膜结垢的切换流向方法，将若干支膜壳串联起来构成反渗透单元。反渗透系统运行过程中，在小于膜结垢诱导期的时间间隔内，交替改变原水在膜单元内的流向，以此破坏膜表面建立起来的高浓度边界层，延长结垢诱导期，从而抑制反渗透膜结垢，通过监测计算最后一支膜壳的渗透系数，进而得到对膜结垢的阻滞程度。该技术的缺点是没有考虑到反渗透膜元件运行过程中浓差极化现象的绝对存在，忽略了膜元件两端本体溶液和膜面处的结垢趋势差异，并且以膜产水流量或渗透系数下降作为监测手段来表征反渗透膜结垢，混淆了包括无机污染、有机污染、微生物污染和胶体颗粒污染在内的膜污染和膜面无机结垢的概念，从而使计算结果缺乏严密的科学性。另外，添加阻垢剂的必选步骤增加了预处理工艺和环境污染成本。

公开号为CN 102294174A、CN 102712512A、CN 101754934A的专利分别公开了反渗透膜化学清洗方法，不同程度降低了膜结垢现象；用于改善膜过滤系统，特别是水或废水处理工艺中的渗透性和通量的方法以及组合物达到控制膜结垢的方法；膜生物反应器系统中调节各种过程变量用于控制膜过滤器结垢的方法。这些方法均为通过改变操作参数和增加化学清洗达到抑制反渗透膜面无机结垢的目的。

发明内容

本发明为解决现有膜法苦咸水淡化工艺中，增加产水回收率时突出面临的反渗透膜面结垢的问题而提供了一种苦咸水淡化过程中抑制膜元件结垢的方法。

本发明的技术方案为：一种苦咸水淡化过程中抑制膜元件结垢的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）苦咸水原水经过多介质过滤或膜法预处理后，达到产水水质SDI15≤3.0和浊度≤0.01NTU的要求后进入膜淡化装置进水箱；