采用新的前处理法和改进膜性能

　 曲线（测试时进水温度为18℃，水通量为8到11gfd），由图可见，当水通量一定时，进水压力随回收率的增加而增加。这是由于平均进水含盐量和渗透压增加而造成的。在进行压力计算时，由于考虑到膜元件有污染及压缩的可能，因而假定水通量衰减系统为20%。图4为与图3的进水压力数值相对应的特殊功耗值。该功耗计算是假定系统中要装高效泵和能量回收涡轮机。假定这两个设备的效率是83%，所用电机效率是93%。（这样的高效设备现已有供应，并在1997年投产的一个2.1mgd的海水淡化装置上起用。）如图4所示，当水通量一定，回收

　　率为50%，对应的特殊功耗为最小值。如果将设计回收率定为55%，通量为11gfd，其结果是高压泵的特殊功耗从4.2kwh/m³增加到4.6kwh/m³，图中的进水温度为18℃，即18℃时，设计参数变化将造成特殊功耗有0.4kwh/m³的差异，如果进水温度为28℃，上述二种设计的特殊功耗仅有0.3kwh/m³的差异，由此可见，温度变化对功耗的影响不大。表2是标准条件（基础设计）和高回收率、产水通量设计时的系统制水成本细目的比较。

　　表2  在RO海水淡化系统中回收率和水通量二参数的不同

　　对产品水成本的影响

　　计算水的费用的几个参考因素为：8%的利率、设备寿命20年、更换8”海水淡化膜元件的费用$800、维修费（设备费的3%）、电费$0.06/kwh、工厂开工效率95%等，除此之外，还要把前处理系统中使用的化学试剂，如：氯、无机絮凝剂、聚合物、亚硫酸氢钠、阻垢剂等费用计算进去，最后，估算生产出水的总费用。虽然提高回收率、增加水通量可以减少费用，但是，要想使膜的性能在高水通量时仍能保持稳定，就必须保证进水质量，对进水进行充分的前处理。总之，利用降低投资费用、改进操作条件等手段，大约可使制水的成本降低8%。

　　通常进水压力限定为70巴，这是受压力容器的额定值所限，而与膜的稳定性及卷式膜元件的结构无关：在加里福尼亚有一个规模很大的海水淡化装置，在该装置中海水淡化膜元件已在进水压力为75-80巴的条件下运行了很长时间。同时还进行过在合理设计元件结构和压力容器条件下，使膜元件成功地运行在压力约为120巴的大规模海水淡化设备上，因而当进水温度在一个适当的范围内，进水压力超过83巴(1200psi)对膜元件的长期性能不会有影响。

　　常规的前处理工序

　　进行前处理的目的是希望通过这一工序降低进水的污染物含量，提高进水水质，使给水水质能够保证膜元件的长期、稳定性能。在海水淡化系统中，膜污染现象会日益严重，其原因主要是因为在进水中存在着胶体和颗粒物质、溶解有机物以及细菌的滋长。在苦咸水淡化系统中位于尾部的膜元件上偶然能发现无机物形成的垢，但对大多数海水淡化系统不会出现这一问题，同样，由于较低的回收率以及高离子强度和低浓度的碳酸氢根离子，因此浓水中也非常不易形成难溶盐的沉淀，由于颗粒、有机物及微生物生长而引起的膜污染通常位于系统前部的膜元件上，根据文献6、7的观点，由于离子强度高，产品水通量大的原因，而加快了胶体污染现象的发生。海水中的高离子强度会减少胶体颗粒及颗粒与膜表面之间的相互排斥力，另外由于渗透水所形成的垂直于膜表面的驱动力将使胶体颗粒和有机大分子沉积在膜表面间隙形成污染层。当系统的进水源是海水时，由于水中离子强度高，同时又有胶体及溶解有机物的存在，因而即使在低通量时膜污染的速度也要比系统净化苦咸水时快得多。因为膜受到了污染，使其水通量和盐透过率均受到影响，当污染情况严重时，水通量降低，在这种情况下，要想使产水量达到设计要求，就必须增加进水压力。一般情况下，盐的透过率也会同步增加，而最终造成产水含盐量增高。颗粒或微生物等污染的最终结果是进水渠道阻塞和压力损失增加。

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