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苦咸水(Brackish water,BW),由于含较高的盐分,严重影响到以其为饮用水源的居民的生产与生活,而以纳滤(Nanofiltration,NF)/反渗透(Reverse osmosis,RO)技术为主的新型水处理脱盐技术正受到越来越多的关注。本文主要针对苦咸水,采用纳滤/反渗透技术,分别从膜参数、预处理工艺以及中试运行三个方面优化,为纳滤/反渗透的实际应用提供一定的参考。通过WAVE和IMSDesign模拟,考察了纳滤/反渗透系统在不同回收率条件下运行效能情况,为后续中试试验的膜参数选取与优化提供理论指导。回收率指的是膜系统中产水占进水的百分比,原则上,回收率越大,膜系统产水效果越好。但模拟结果表明,当回收率由50%上升到80%时,纳滤膜的脱盐率平均值从93.10%下降到85.16%,反渗透膜的脱盐率平均值从99.30%下降到97.58%;纳滤膜的渗透率平均值从6.48 LMH/bar降低到5.02 LMH/bar,反渗透膜的渗透率平均值从3.31 LMH/bar降低到2.75 LMH/bar;纳滤膜的吨电耗平均值由0.29 KWh增加到0.36 KWh,反渗透膜的吨电耗平均值由0.54 KWh增加到0.62 KWh。采用浓水回流的方法提高回收率,则相应回流的浓水量增多,膜前渗透液的浓度也会变大,能耗会相应增加,产水效果亦会变差,但相应单位原水水耗会降低,可为缺水地区提供借鉴意义。实验考察了岸滤(Bank filtration,BF)、粉末活性炭(Powdered activated carbon,PAC)吸附与超滤(Ultrafiltration,UF)三种预处理工艺,对滤膜的污染调控性能研究。结果表明,就总有机碳(Total organic carbon,TOC)去除率而言:岸滤去除率为41.50%,粉末活性炭吸附产水为40.37%,超滤产水为48.15%;预处理产水效果:超滤好于岸滤,而岸滤又好于粉末活性炭吸附。就三种预处理工艺与纳滤相连,运行50 h纳滤膜的比通量而言:岸滤与纳滤耦合比通量为0.785,粉末活性炭吸附与纳滤耦合为0.778,超滤与纳滤耦合为0.793。对膜污染的缓解仍然是超滤最好。经过比较,超滤预处理工艺,由于产水水质较好,对后续膜污染的缓解效果更佳,且产水水质稳定,适用的水质范围较广,可选为后续中试试验的预处理方案。结合软件模拟对纳滤/反渗透膜参数优化以及实验室小试对预处理工艺优化的理论经验,中试试验对比了以集成超滤作为预处理的纳滤/反渗透系统的产水性能与经济性差异。结果表明,当回收率由50%上升到80%时,纳滤膜的平均脱盐率从97.25%下降至94.07%,反渗透膜的脱盐率从99.43%下降至99.05%;纳滤膜的渗透率平均值从5.44 LMH/bar降低到4.61 LMH/bar,反渗透膜的渗透率平均值从2.90 LMH/bar降低到2.53 LMH/bar;纳滤膜的电耗平均值由0.64 KWh增加到0.76 KWh,反渗透膜的电耗平均值由1.91 KWh增加到2.06 KWh。相较于反渗透,纳滤的产水水量较高,能耗较低,产水水质也能达到用水标准,而且其建设成本与运行成本也更为经济,故选择纳滤作为当地深度水处理工艺较为合适。另外中试试验对比了阻垢剂投加前后,膜通量的变化情况。结果表明阻垢剂的投加,能显著地减缓膜污染,保证纳滤/反渗透系统在较高的通量下运行,对实际纳滤/反渗透膜系统的优化运行有一定的借鉴意义。