【摘要】：由于淡水資源日益緊張、淡水資源短缺問題的加劇，海水淡化技術(shù)的重要性日益突顯。集成膜法海水淡化技術(shù)憑借著自身的優(yōu)勢(shì)在海水淡化技術(shù)中占居著重要地位并逐漸發(fā)展成熟，現(xiàn)已被許多沿海城市廣泛應(yīng)用于生活和飲用水的淡化，并在海上油田石油開采中也有十分重要的應(yīng)用。本文是基于海上油田采油配聚的課題背景下，利用膠州灣近海海域海水，通過集成膜法海水軟化過程的研究，為進(jìn)一步海水淡化及油田注水開發(fā)提供優(yōu)質(zhì)水源。 本文著重進(jìn)行了基于納濾軟化的集成膜法海水軟化的試驗(yàn)研究和納濾過程阻垢劑的影響研究，主要包括：利用集成膜法小試和中試裝置開展了操作壓力、進(jìn)水溫度、濃水循環(huán)比等參數(shù)變化對(duì)膜性能的影響研究；二級(jí)納濾海水淡化過程及應(yīng)用探究；納濾-反滲透耦合技術(shù)過程工藝研究；阻垢劑對(duì)納濾過程的影響試驗(yàn)探究。 集成膜法海水軟化小試試驗(yàn)研究表明，操作壓力較進(jìn)水溫度、濃水循環(huán)比等參數(shù)對(duì)納濾膜產(chǎn)水通量和水質(zhì)影響顯著。隨著操作壓力的升高，產(chǎn)水通量線性增加，而各離子的截留率也呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)，但是當(dāng)操作壓力升高到一定時(shí)，由于膜面濃差極化等原因，造成產(chǎn)水各離子截留率上升趨勢(shì)變緩；當(dāng)溫度變化時(shí)，產(chǎn)水通量變化較大，產(chǎn)水水質(zhì)隨溫度變化較小。隨著濃水循環(huán)比的增加，回收率有所提高，但是產(chǎn)水水質(zhì)下降，這是由于進(jìn)水中混有一部分濃水，使得總進(jìn)水水質(zhì)變差，這也說明了實(shí)際應(yīng)用過程中要綜合考慮回收率和產(chǎn)水水質(zhì)等各方面因素。 二級(jí)納濾試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)一級(jí)納濾操作壓力為2.0~3.2MPa，二級(jí)納濾在較低的操作壓力2.5MPa下能夠達(dá)到50~80L·m~(-2)·h~(-1)的產(chǎn)水通量，極大地提高了產(chǎn)水能力。 納濾-反滲透耦合技術(shù)綜合了納濾技術(shù)與反滲透技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，納濾膜過程在較高的操作壓力3.0MPa下可為反滲透提供更優(yōu)質(zhì)的進(jìn)水，從而使反滲透在較低的操作壓力為3.0MPa下即能夠獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)水TDS為18mg·L~(-1)。 二級(jí)納濾及納濾-反滲透耦合技術(shù)，使得海上平臺(tái)可以充分利用海水來獲取低TDS的生活及生產(chǎn)用水，解決了海上油田淡水資源短缺的問題。 隨著回收率的提高，膜面污染逐漸嚴(yán)重，制約了集成膜法海水軟化技術(shù)的應(yīng)用。加入阻垢劑是降低納濾過程污染的一個(gè)重要解決方案，本研究通過重點(diǎn)考察不同阻垢劑對(duì)納濾膜過程的影響，探究適于納濾過程的專用阻垢劑，并通過優(yōu)化操作參數(shù)，保證納濾過程長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)膜的使用壽命，保障膜的優(yōu)良性能，，降低海水軟化噸水成本。隨著阻垢劑濃度的增加，產(chǎn)水水質(zhì)逐漸變優(yōu)，當(dāng)納濾過程操作壓力為3.0MPa，進(jìn)水溫度為25℃，阻垢劑濃度為4mg·L~(-1)時(shí)，產(chǎn)水通量達(dá)17.23L·m~(-2)·h~(-1)。通過有無阻垢劑的對(duì)比試驗(yàn)表明，在較適宜的阻垢劑添加量4mg·L~(-1)時(shí)，可以延緩膜面的結(jié)垢形成，降低通量下降趨勢(shì)。 本課題的研究，為面向海上油田的海水納濾軟化的實(shí)際工業(yè)化應(yīng)用提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和可行性論證，具有很好的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

集成膜法海水軟化試驗(yàn)及阻垢劑對(duì)納濾過程的影響研究2 試驗(yàn)流程及分析方法2.1 試驗(yàn)流程簡(jiǎn)介本部分納濾試驗(yàn)采用了兩套裝置，其中一套為 5m3·d-1的小試裝置，一套為100m3·d-1的中試裝置。2.1.1 納濾小試裝置及工藝流程小試裝置的實(shí)物照片如圖 2-1 所示。

圖 2- 2 二級(jí)式納濾中試裝置工藝流程圖-水箱，2，6， 8，10-泵，3，7-保安過濾器，4-超濾膜元件，9-一級(jí)納濾元件，11-二級(jí)納濾元件，12-流量計(jì)Fig.2-2 The flow diagram of dual-pass NF membrane system1，5-water tank; 2，6， 8，10-pump; 3， 7-cartridge filter ; 4-UF module;9- 1stpass NF module; 11-2ndpass NF module; 12-flowmeter 納濾-反滲透耦合工藝流程利用中試納濾裝置的納濾產(chǎn)水作為反滲透進(jìn)水，構(gòu)成納濾-反滲透工藝。
【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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本文編號(hào)：2709466