【摘要】：海水(苦咸水)軟化是解決我國(guó)淡水資源短缺問(wèn)題的有效途徑之一。本課題擬結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略需求,積極探索全膜法海水軟化集成膜技術(shù),降低產(chǎn)水成本,推動(dòng)海水軟化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。納濾作為海水軟化的主要技術(shù)之一,可有效去除海水中二價(jià)離子,其既可作為反滲透等工藝的預(yù)處理部分,從而降低其結(jié)垢和有機(jī)污染等現(xiàn)象,提高系統(tǒng)回收率；又可直接作為工業(yè)化軟化海水工藝加以利用,如海上油田的采油配聚用水。 本實(shí)驗(yàn)著重于集成膜法海水軟化工藝,在膠州灣現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行海水軟化試驗(yàn)研究,其中納濾系統(tǒng)共采用兩種工藝——模式1和模式2,其研究主要包括：考察在不同操作及清洗條件下納濾預(yù)處理工藝——自清洗-超濾工藝的穩(wěn)定性等問(wèn)題,并優(yōu)化預(yù)處理操作參數(shù)；考察操作壓力、進(jìn)水流量、產(chǎn)水的回收率等操作參數(shù)對(duì)納濾海水軟化性能的影響,對(duì)該工藝的運(yùn)行成本進(jìn)行了估算,確定納濾最佳操作參數(shù)；考察了納濾膜對(duì)有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽的去除性能；對(duì)該中試裝置進(jìn)行了長(zhǎng)期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),從而驗(yàn)證中試成撬裝備的運(yùn)行穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和海上使用的適應(yīng)性。 研究表明,研制的100m3/d集成膜法海水軟化裝置具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性,其能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜的水質(zhì)環(huán)境變化,產(chǎn)水穩(wěn)定可靠,具體結(jié)論如下： (1)中試試驗(yàn)中,自清洗-超濾工藝作為納濾的預(yù)處理工藝,其產(chǎn)水完全可以滿足納濾的進(jìn)水要求,且產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定,不受原海水水質(zhì)影響。該預(yù)處理工藝對(duì)海水中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽有一定的去除效果,這對(duì)降低納濾膜的污染有一定的意義。 (2)本實(shí)驗(yàn)共設(shè)計(jì)了兩種納濾工藝,同時(shí)考察了操作壓力、進(jìn)水流量、回收率以及能量回收裝置等操作工藝對(duì)兩種納濾工藝的膜通量和回收率的影響。結(jié)果顯示,操作條件對(duì)兩種納濾工藝的膜通量和回收率均有影響。模式1的產(chǎn)水量大,但產(chǎn)水水質(zhì)較差,難以滿足海上油田配聚用水的要求；模式2產(chǎn)水量較小,但產(chǎn)水水質(zhì)很好,其鈣、鎂離子含量總和小于25mg·L-1,且操作條件對(duì)其影響很小。 (3)納濾膜對(duì)有機(jī)物均有較好的去除性能,對(duì)DOC的平均去除率在80%以上,對(duì)UV254的平均去除率在70%以上,其對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽和總磷、總氮有一定的去除性能。 (4)100m3/d集成膜軟化裝置在3.5MPa下運(yùn)行的總電能耗約為3.86kWh/m3,運(yùn)行成本約3.83元/,產(chǎn)水總投資成本約0.94元/,產(chǎn)水總成本約為4.77元/。 (5)在長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)中,所研制的100m3/d集成膜法海水軟化裝置具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性,能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜的水質(zhì)環(huán)境變化,產(chǎn)水穩(wěn)定可靠。 本實(shí)驗(yàn)對(duì)納濾膜法海水軟化工業(yè)具有十分重大的意義,為該技術(shù)的最終產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P747

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