CN1228252C - 海水淡化中陶瓷膜预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种海水淡化中陶瓷膜预处理方法。即将海水加压后进入由释然(CěRAM INSIDE)陶瓷膜组成的微滤单元，从微滤单元流出的透过液即可完全满足反渗透膜系统的要求。本发明的处理方法的特点是：能适应海水的腐蚀性环境；能方便地截留海水的藻类、胶体及其它固体；系统稳定，投资和操作费用低但陶瓷膜寿命长；系统产生的处理水质量极高。

Description

海水淡化中陶瓷膜预处理方法
发明领域
本发明涉及海水淡化技术，特别是一种海水淡化中陶瓷膜预处理方法。
背景技术
水是所有生命机体的组成物质，也是生命代谢活动所必需的物质，对于人类来说，水又是生产活动的重要资源。地球上水的总量约为1.4×1018米3。其中97％在海洋中。其余依次分布在冰川和高山积雪、深层地下水、淡水湖泊、咸水湖和内海、浅层地下水、大气、河流和生物体。由于人类社会的发展和人类活动对大自然的种种干预，淡水资源的短缺已构成人类社会进一步发展的瓶颈。如今人们已经认识到向海洋索取水是解决淡水短缺的最终途径。但海水与淡水不同，其盐度为江水的300倍，雨水的400倍，故不能直接拿来饮用。据测定，海水的主要盐份如下(以千分之几表示)：
                氯化物        18.980
                硫酸盐        0.649
                重碳酸盐      0.140
                溴化物        0.065
                硼酸盐        0.026
                氟化物        0.001
                钠            10.556
                镁            1.272
                钙            0.400
                钾            0.380
                锶            0.013
由此可见，海水中主要溶解物的总量约为3.5％(重量)，必需使水中含盐量小于1000PPm时才符合饮用水的标准。
海水淡化技术已经历经数十年的发展，目前使用较多的为反渗透(RO)膜技术和多级闪蒸技术。由于RO膜技术能提供最高纯度的水，故在其技术开发的初期即用于海水和苦盐水的淡化。十多年来，此种海水淡化技术已有了长足的进展。海水淡化系统通常由三部分组成：预处理、RO过程和后处理。其中RO过程为系统的核心，而预处理则为成功实施RO过程的前提。如果没有预处理，海水中的悬浮物(其中包括泥浆、胶体、海藻和微生物)和金属沉淀物等会沉积在RO膜的表面，从而导致RO膜流通量的急剧下降，甚至使膜失效。
目前国内外通用的海水预处理技术系由以下过程所组成：海水进入沉淀池，沉淀物沉降到池的底部；加石灰和硫酸铁，使水中未沉降的颗粒物形成絮凝物而沉降，另外亦使水中的部分钙沉淀而出；加硫酸以调节水的PH值为中性；用多介质过滤器以截留水的细颗粒；用孔径为5μm的高分子滤芯，作为预处理的终极过滤，使预处理后的水达到RO膜的要求，此种淡化的预处理技术颇为繁复，其经济性亦较差；终极过滤所用的高分子滤芯是不能再生的，故需频频更换(当海水中悬浮物和沉淀物较多时，1-2周内滤芯即全部被堵死)，这样一来，既增加了材料的消耗，亦使系统难以实施稳定操作；在处理海藻时，需加入一定量的化学品，而这种化学品又需在后面的工序中除去，从而增加了过程的复杂性；现有的预处理技术对海水的水质适应性差，亦即，当进料海水的水质波动较大时，经预处理的水质常常达不到RO的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷而提供一种具有能适应海水的腐蚀性环境、能方便地截留海水中的藻类、胶体及其它固体、系统稳定、投资和操作费用低但陶瓷膜寿命长、系统产生的处理水质量极高的陶瓷膜预处理方法。
本发明的海水淡化中陶瓷膜预处理方法包括在常温下，将海水加压到0.1-0.4MPa后直接进入陶瓷膜组成的微滤单元，海水中的悬浮物和沉淀物被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即可完全满足RO膜系统的要求，从而取代了传统预处理技术繁复的工艺过程。
其中，所述陶瓷膜为市售产品释然(CěRAM INSIDE”)陶瓷膜，孔径范围为0.1-10μm。它以特种陶瓷为基材，并涂覆氧化锆的活性层，此种氧化锆层呈品型结构，孔障率高，比表面大，因而具有极强的吸附能力。本释然陶瓷膜的其特点如下：清洗方便。经清洗后，膜能回复到初始状态；其寿命比高分子膜和金属膜长；其价格低于金属膜；有卓越的耐腐蚀性能；能适应PH 0-14的环境；适合中等和大处理量的场合；在能耗、滞留量和占地面积方面达到最佳的权衡；单支膜管的表面积大；最高耐温到150℃；最高爆破压力超过90巴。
所述陶瓷膜组数为2-4。
所述海水在陶瓷膜单元中的流速为0.1-6米/秒。
所述被处理海水的PH值为0-14。
本发明的海水淡化中陶瓷膜预处理方法具有以下很大的优越性：
1、省去了颗粒的自然沉降过程。
2、省去了颗粒的絮凝沉降过程。
3、无需另加化学品，因而也不需要后序的除去化学品的过程。
4、陶瓷膜洗涤方便，耐腐蚀性好，使用寿命为5-10年，大减少了运行费用。
5、能适应进料海水的多种情况，特别是较高固体含量的情况。
6、动力消耗低。
7、能提高RO的产水能力。
下面结合实施例进一步描述本发。
具体实施方式
实施例1
一种海水淡化中陶瓷膜预处理方法，它包括在常温下，将海水加压到0.3MPa后直接进入由法国达米(Tami)公司所产的释然陶瓷膜组成的微滤单元，海水中的悬浮物和沉淀物被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即可完全满足RO膜系统的要求。
该微滤单元的膜孔径为0.5μm；海水在微滤单元中的流速为3.5米/秒；所述陶瓷膜组数为3；被处理海水的PH值为6。
实施例2
一种海水淡化中陶瓷膜预处理方法，它包括在常温下，将海水加压到0.2MPa后直接进入由法国达米(Tami)公司所产的释然陶瓷膜组成的微滤单元，海水中的悬浮物和沉淀物被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即可完全满足RO膜系统的要求。
该微滤单元的膜孔径为8μm；海水在微滤单元中的流速为5米/秒；所述陶瓷膜组数为3；被处理海水的PH值为6。

Claims (3)

1、一种海水淡化中陶瓷膜预处理方法，其待征是在常温下将海水加压到0.1-0.4MPa后进入由数组陶瓷膜组成的微滤单元，海水在陶瓷膜单元中的流速为0.1-6米/秒，从微滤单元流出的透过液即可完全满足反渗透膜系统的要求；其中所述的陶瓷膜以陶瓷为基材，该基材表面涂覆有氧化锆的活性层而形成膜，膜孔径范围为0.1-10μm。
2、如权利要求1所述的预处理方法，其特征是所述膜组数为2-4。
3、如权利要求1所述的预处理方法，其特征是被处理海水的pH值为0-14。
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