[发明专利]一种苦咸水淡化过程中抑制膜元件结垢的方法

摘要

本发明公开了一种苦咸水淡化过程中抑制膜元件结垢的方法，本发明的技术方案要点为：通过自适性非原位无机垢监测装置和结垢预测装置分别监测末段膜壳内浓水侧膜元件膜面处达到临界结垢条件和预测到末段浓水侧膜元件膜面处出现无机结垢现象，实现进水流体的逆转，破坏膜元件表面形成的浓度边界层，进而抑制膜元件的表面结垢，最大限度增加产水的回收率。

主权项

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；（2）将3‑12支膜壳串联起来构成多段反渗透组件，每支膜壳的进出口两端分别安装有止退环将膜元件固定于膜壳内，其中膜元件为反渗透膜或纳滤膜，多段反渗透组件呈锥形排列，多段反渗透组件的首尾段膜壳内的浓水分别通过阀门依次连接于反渗透高压泵、保安过滤器、增压泵和膜淡化装置进水箱，并且多段反渗透组件的首尾段膜壳内的浓水分别通过阀门汇入反渗透浓水排放通道，在该反渗透浓水排放通道上分别通过阀门连接有自适性非原位无机垢监测装置和结垢预测装置，其中自适性非原位无机垢监测装置由规格为7.5cm×2.5cm×2.7mm的板框式RO膜池组成；（3）将多段反渗透组件中各支膜壳的渗透液管道连接起来，汇入膜法苦咸水淡化系统产水通道，并最终进入淡化水箱；（4）运行系统，启动反渗透高压泵，原水在多段反渗透组件中按正向流动，即从第一支膜壳流入，从最后一支膜壳流出，渗透液进入淡化水箱，浓水用于预处理装置的物理冲洗；（5）当自适性非原位无机垢监测装置和结垢预测装置分别监测到最后一支膜壳内浓水侧膜元件膜面处达到临界结垢条件和预测到末段浓水侧膜元件膜面处出现无机结垢时，启动进水流体逆转工艺，使原水在多段反渗透组件中改变流向按反向流动，即原水从最后一支膜壳流入，从第一支膜壳流出，渗透液进入淡化水箱，浓水用于预处理装置的物理冲洗，其中自适性非原位无机垢监测装置和结垢预测装置的实现过程分别为：每隔5分钟，采用扫描电镜‑能量色散谱对板框式RO膜池中膜表面的无机晶体分别进行形貌、定性和定量分析，精确判断是否有膜面结垢出现，当启动周期性进水流体逆转工艺后，仍可通过板框式RO膜池对第一支膜壳内浓水侧膜面处的无机结垢实现自适性监测；每隔2分钟，依据板框式RO膜池进水成分计算成垢离子活度，结合浓差极化理论，预测浓水侧膜面处结垢出现与否，当浓水侧膜面处的朗格利尔指数LSI或斯蒂夫&戴维稳定指数S&DSI大于零时，或者基于Pitzer电解质溶液理论预测到浓水侧膜面处的难溶盐过饱和度指数SI大于1时，表明临界结垢条件出现；（6）当进水流体逆转工艺运行至自适性非原位无机垢监测装置和结垢预测装置分别监测到第一支膜壳内浓水侧膜元件膜面处达到临界结垢条件和预测到末段浓水侧膜元件膜面处出现无机结垢时，再次启动周期性进水流体逆转工艺，破坏膜元件表面形成的浓度边界层，进而抑制膜元件的表面结垢，最大限度增加产水的回收率。