超滤技术在黄河水预处理中的应用研究
李红梅
宁夏电力科技教育工程院（宁夏银川 750001）
[摘 要] 用超滤技术处理经过预沉淀、絮凝、澄清的黄河水作为反渗透进水，在理论上是可行的，为了进一步验证超滤技术处理黄河水的可行性及其优越性，进行了小规模生产性试验，试验结果表明超滤出水完全能满足反渗透的进水要求。
[关键词] 超滤；反渗透；预处理
Abstract: use the ultrafiltration technique processing has been prepared to precipitate, the yellow river water
that clarify the conduct and actions is anti- to permeate into the water, is viable theoretically for the sake of further
verifying possibility and its superiorities of the ultrafiltration technique processing yellow river water, carry on
the small scale production to experiment, experiment the result to express that a water of ultrafiltration can satisfy
completely anti- request into the water permeate.
Key word: ultrafiltration; reverse osmosis; prepare the processing
1 前言
近年来火力发电厂锅炉补给水预处理中使用反渗透的越来越多，但是在处理黄河水的实际应用中遇到一些问题，由于黄河水随季节的变化水质波动较大，其中含盐量的变化范围在500～900mg/L，近几年黄河水水量减少，且污染加剧使水质严重恶化。特别在冬季低温期间，水中的泥砂颗粒极细微，难以进行有效絮凝沉淀。当絮凝条件不适宜时，其水质严重污染反渗透膜，使反渗透无法正常运行，迫使已用黄河水作为锅炉补给水的电厂改用深井水。
为解决用黄河水作为电厂锅炉补给水时反渗透膜污染问题，进行了“介质过滤＋超滤+反渗透”工艺方案的小规模生产性试验研究。试验在宁夏大坝电厂化学分场进行，从2003 年6月28 日起设备开始运行，至2003 年12 月23 日试验结束，其结果表明不同时期的超滤出水完全能满足反渗透的进水要求。
反渗透膜结垢和污染的原因，主要是膜表面会被胶体、淤泥、胶体硅、有机物、金属氧化物及氢氧化物以及生物的生长污染，并被浓缩盐水中过量的溶解盐沉淀而结垢。超滤作为反渗透的预处理（过滤），主要是去除水中的悬浮物、胶体物、细菌和病毒、有机物，保证反渗透的运行稳定和降低反渗透的运行成本。
2 工艺流程及试验装置
试验的目的是验证超滤技术应用于黄河水的适用性、可靠性以及对黄河水的处理效果；超滤出水水质（浊度、SDI、COD 等）是否能满足反渗透的进水要求，是否能改善反渗透的运行状态；确定“介质过滤＋超滤+反渗透”系统的最佳运行工况，为工业化系统的设计及运行提供依据。
试验工艺流程为：
原水→絮凝沉淀→（双阀滤池出水）→ 原水箱→超滤提升泵→盘式过滤器→超滤膜元件→中间水箱→反渗透提升泵→精密过滤器→增压泵→反渗透膜元件→产品水箱试验机选用东莞新纪元微滤设备有限公司设备，包括超滤单元系统和反渗透单元系统。
盘式过滤器：其过滤精度为120um，作为超滤膜元件的预过滤，以防止超滤膜元件不可恢复的堵塞。
超滤系统采用的是HYDRAcap 中空纤维超滤膜元件（1 个膜元件），是工业化的标准膜元件，其过滤膜面积为46m2，运行最大压差为20psi，其平均截留分子量为150000 道尔顿，中空丝化学成分为聚醚砜，是一种耐有机污染的亲水性材料，过滤方式为内压式全流过滤。超滤单元系统的运行方式为变频恒压运行。
精密过滤器：其过滤精度为5μm，为了去除水中大的悬浮物和胶体物，防止反渗透膜元件的污堵。
反渗透膜元件采用的是海德能的CPA3 反渗透标准化的工业膜元件，选用的是两只8 寸的反渗透膜元件，两只膜元件串联使用，最大回收率为30%（工业化运行为75%），最大产水量为2 t/h，运行最大压差为20psi。由于反渗透处理技术相对比较成熟，能够用软件模拟其运行状况。在中试过程中选用两只膜元件能够很好地反映出工业化生产时反渗透膜元件的污染情况，运行参数也能很好反映工业化运行状况。
CPA3 反渗透膜元件其材质为芳香族聚酰胺复合膜，该膜将透水性与脱盐性实现了最佳结合，其有效过滤面积为400 平方英尺。可以有效去除水中的SiO2 和TOC。
3 试验过程
试验分阶段进行，数据包括超滤进水水质，超滤出水水质，反渗透浓水水质，反渗透出水水质等。
3.1 超滤单元系统
超滤单元系统的不同阶段的水质及运行工艺参数见表1，周期内超滤出水流量及浊度变化曲线见图1，超滤进、出水浊度变化曲线见图2。

图1 表明，由于超滤单元系统采用变频恒压运行，膜的压差为恒定值，无论进水水质如何变化，在每一试验周期内的流量和出水水质相当稳定，超滤膜元件未受任何污染。
图2 表明，阶段内超滤出水浊度基本稳定，其值不随进水的变化而变化，能够很好地保证反渗透的运行。