[发明专利]控制反渗透膜生物污染的海水预处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，更为具体地说，涉及一种控制反渗透膜生物污染的海水预处理方法及系统。

背景技术

反渗透海水淡化工艺中，反渗透膜污染可直接导致反渗透膜的更换频率和运行成本增加。反渗透膜污染主要有无机物污染、有机物污染和生物污染三种。其中生物污染是由于微生物在反渗透膜表面的沉积和生长而形成的一层粘性生物膜，其生长受到微生物数量和营养物质量的影响。反渗透膜生物污染清洗困难，甚至可能造成反渗透膜性能的不可恢复，是反渗透海水淡化技术实施过程中面临的一个重要难题。

目前的膜法海水淡化工艺，主要从两个方面控制反渗透膜的生物污染。一方面采用投加杀菌剂（例如次氯酸钠、液氯）的方式杀死微生物。这种方式通常发生在海水预处理的前段，可以有效地控制进入反渗透膜的微生物数量。另一方面，在预处理过程中尽量去除有机物，降低微生物生长所需要的营养物质含量。上述两种方式虽然能够在一定程度上减缓反渗透膜生物污染，但存在不足。反渗透膜对氧化型杀菌剂敏感，因此在投加杀菌剂杀死微生物后，需要在进入反渗透膜之前的海水中加入还原剂还原，一旦杀菌剂不存在，微生物在适宜的环境下会重新生长，仍然会在反渗透膜处产生生物污染。此外，预处理也不能完全去除有机污染物，这些物质进入反渗透系统后在膜表面积累，在造成反渗透膜有机物污染的同时也为微生物生长提供营养来源，从而促使生物膜的形成。

最近的研究表明，TEP（Transparent Exopolymer Particles的缩写,透明胞外聚合物颗粒）是膜生物污染发生的重要“启动因子”。TEP是存在于多种水体中的一种微小的、由多糖结构构成的胶状物质，其来自于微生物碎屑或水生生物的分泌物，具有很强的粘性，粒径在0.4～200μm之间。海水淡化过程中，预处理中未能有效去除的TEP会进入反渗透系统，引发反渗透膜的生物污染。

TEP导致反渗透膜生物污染的机理有以下两方面：1、TEP具有很强的粘性，可直接粘附在反渗透膜上，对反渗透膜性能造成损害；2、TEP由于具有很强的粘性，很容易粘附微生物并为其提供营养来源，带有微生物的TEP在反渗透膜表面粘附和生长，形成生物膜，导致膜生物污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制反渗透膜生物污染的海水预处理方法及系统，以较有效地控制海水淡化过程中反渗透膜的生物污染。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

控制反渗透膜生物污染的海水预处理方法，包括以下步骤：

对海水初级预处理；

对经过初级预处理的海水正电吸附过滤，所述正电吸附过滤通过带有正电荷的过滤材料实现。

优选的，上述海水预处理方法中，还包括：

对经过正电吸附过滤的海水进行保安过滤。

优选的，上述海水预处理方法中，还包括：

采用强酸或/和强碱化学清洗所述过滤材料。

控制反渗透膜生物污染的海水预处理系统，包括：

用于对海水初级预处理的初级预处理单元；

与所述初级预处理单元连通，用于正电吸附过滤经初级预处理的海水的正电吸附过滤单元，所述正电吸附过滤单元具有带正电荷的过滤材料。

优选的，上述海水预处理系统，所述正电吸附过滤单元的滤材为中空圆柱状滤芯。

优选的，上述海水预处理系统，所述正电吸附过滤单元装填有滤料。

优选的，上述海水预处理系统，所述正电吸附过滤单元的滤材为中空圆柱状滤棒。

优选的，上述海水预处理系统中，所述正电吸附过滤单元包括：

外壳，所述外壳为两端密封的圆筒状结构，且顶端部位设置有海水进口；

滤材，所述滤材设置在所述外壳的内腔中，所述滤材为中空圆柱状结构，且中空部位设置有沿所述滤材的轴线方向延伸的集水管，所述集水管一端密封，另一端开通；所述外壳和所述滤材的外圆柱面形成滤前腔，所述集水管与所述外壳形成滤后腔，所述外壳与所述集水管的开通端相对的部位设置有海水出口，所述滤材由带正电荷的过滤材料制成。

优选的，上述海水预处理系统，还包括用于对所述正电吸附过滤单元化学清洗的清洗装置。

优选的，上述海水预处理系统中，所述清洗装置包括：

与所述正电吸附过滤单元的海水进口连通的第一清洗管，所述第一清洗管上设置有第一开关阀；

设置在所述正电吸附过滤单元的海水进水管道上的第二开关阀；

设置在所述正电吸附过滤单元的海水出口的第二清洗管，所述第二清洗管上设置有第三开关阀；