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【摘要】反渗透膜的使用寿命与预处理后的海水SDI值有着密切的关系。本文针对印尼亚齐项目地区雨季时正常的海水浊度变化范围，通过做一系列的试验，找到了不同范围的海水浊度变化与所需药品种类及量的最佳对应关系，为机组的后续运行、维护提供参考。
【关键词】海水SDI值反渗透膜海水预处理 加药量
中图分类号：P747文献标识码： A
一引言
亚齐项目海水预处理系统的设计，在海水通过预处理系统后，进海水淡化反渗透膜之前的海水SDI（污染指数）值一直维持在4.8-5.0左右，离反渗透膜生产厂家要求的海水进水最高SDI值不超过5.0相当接近，不但会加大膜化学清洗的频率，同时直接影响膜的使用寿命。而进反渗透膜前的海水SDI值与海水在预处理中的絮凝、沉淀的效果密切相关，故需要改善海水预处理部分的絮凝、沉淀效果，降低进反渗透膜之前的SDI值，以达到对反渗透膜的保护，延长对膜化学清洗的时间间隔，提高经济性。
二、海水SDI值降低的试验
目前水处理中常用的混凝剂有铁盐（聚铁、三氯化铁等）和铝盐（聚铝、硫酸铝等）两种，详见表1：
表1、水处理常用混凝剂
系统原设计使用铁盐作混凝剂，如图一所示：
系统调试初期海水预处理的加药量为絮凝剂15mg/L、助凝剂为0.1mg/L，海淡多介质过滤器出水SDI值始终保持在5.0左右（SDI膜片测量），且会由于取水口海水的浊度不同，投加药量不确定，从而影响SDI值的稳定性，不能满足反渗透长期进水要求。
经与调试人员共同讨论、分析，该地区的海洋等环境条件与国内的沿海有差异，按国内常规设计，不能完全满足要求，需要对设计进行完善。
首先需找到海水浊度不同的情况下，通过做烧杯试验确定最佳的药品投加量。其次，更换混凝剂的种类（铁盐更换成铝盐），重复做烧杯试验确定最佳的药品投加量。比较两种混凝剂的效果，并找到当海水浊度变化幅度范围内，最佳的投药量关系；最后，调整加药位置，检验混凝、沉淀的效果；
第一步，FeCl3作混凝剂，N9901 作助凝剂进行一系列烧杯试验，根据取水口的海水浊度变化，逐渐调整加药量，找到海水浊度变化范围与最佳投药量之间的关系，得出结论。
当取水口海水浊度在 2–6 NTU范围时，试验数据详见表2：
表2：加药浓度与絮凝效果对照表
注：絮凝粒径这一列，“+”越多说明矾花越大；沉淀时间这一列，“+”越多说明沉淀时间越长。
从上表的试验数据可以得知，当取水口海水浊度值為2 - 6 NTU范围时，混凝剂与助凝剂的最佳加药量为：
FeCl3 = 20 – 30 mg/L
N 9901 = 0.2 – 0.3 mg/L
当采用铁盐作为混凝剂，投药量在试验测定的最佳投药量时，用SDI膜片测定的进反渗透膜之前的海水SDI值为4.7-5.01之间。
第二步，更换混凝剂的种类，用N 3276（铝盐）作混凝剂，N9901 作助凝剂进行一系列烧杯试验，根据取水口的海水浊度变化，逐渐调整加药量，找到海水浊度变化范围与最佳投药量之间的关系，并与使用铁盐作混凝剂的效果和加药量进行比较，得出结论。
当取水口海水浊度在 2–6 NTU范围时，试验数据见表3：
表3：加药浓度与絮凝效果对照表
注：絮凝粒径这一列，“+”越多说明矾花越大；沉淀时间这一列，“+”越多说明沉淀时间越长。
从上表的试验数据可以得知，当取水口海水浊度值为2 - 6 NTU范围时，混凝剂与助凝剂的最佳加药量为：
N 3276 = 6 – 8 mg/L
N 9901 = 0.05 – 0.07 mg/L
当采用铝盐作为混凝剂，投药量在试验测定的最佳投药量时，用SDI膜片测定的进反渗透膜之前的海水SDI值为3.40、3.41、3.43（分别为2、3、4#多介质过滤器的出口产水的测量值）。
当取水口海水浊度在6–10 NTU范围时，试验数据如表4：
表4：加药浓度与絮凝效果对照表
注：絮凝粒径这一列，“+”越多说明矾花越大；沉淀时间这一列，“+”越多说明沉淀时间越长。
从上表的试验数据可以得知，当取水口海水浊度值为6 - 10 NTU范围时，混凝剂与助凝剂的最佳加药量为：
N 3276 = 8 – 12 mg/L
N 9901 = 0.07 – 0.1 mg/L
当采用铝盐作为混凝剂，投药量在试验测定的最佳投药量时，用SDI膜片测定的进反渗透膜之前的海水SDI值为3.5-4.0之间。
根据上面的试验比较，认为 N 3276（铝盐）作为混凝剂更符合本项目水处理实际需要。
三调整加药点试验
前期系统使用的加药点方式在管道混合器（离絮凝沉淀池约25米）上加入混凝剂和助凝剂，在絮凝沉淀池入口加入助凝剂和次氯酸钠，经分析认为加药的位置可以进行改进。海水中胶体絮凝、沉淀的过程如下图所示：
由于整个混凝过程可以分为两个阶段：混合阶段和反应阶段，而水力条件的配合对这两个阶段非常重要。混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚，在此阶段并不要求形成大的絮凝体。反应阶段要求使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体，且反应阶段的搅拌强度或水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低，避免结大的絮凝体被打碎。
根据上原理可以得出混凝剂与助凝剂不需要在同一个混合器中同时加入，同时加入反而会影响水中胶体絮凝、沉淀效果，且浪费助凝剂，故助凝剂应在混凝过程的反应阶段加入比较合理。根据以上分析将本加药点进行调整为：在管道混合器上加入混凝剂，在絮凝沉淀池入口加入助凝剂以检验效果。
在保持进水流量、浊度和加药量不变的前提下，对絮凝沉淀池出口海水的浊度进行测量，比较调整加药位置前、后的浊度值，以确认加药点调整的效果。测量数据如下（平均值）：
表5：加药点位置调整前后海水浊度对照表
注：絮凝沉淀池分左右两侧，互为备用，“右一”是指沉淀池右侧出口第一测点的海水浊度测量值，“左一”是指沉淀池左侧出口第一测点的海水浊度测量值。
根据上述的实验数据可以得知，调整后的加药方式对海水中的胶体絮凝、沉淀起到了一定的促进作用，但是效果不是特别明显。
五结语
通过上述一系列试验，找到了取水口处不同的海水浊度范围与所需加药量的最佳匹配关系，为本项目预处理系统的正常运行、维护提供了宝贵的借鉴资料。
1、由于进一级反渗透膜之前的海水SDI值基本可以维持在4.0以下，可以降低多介质过滤器的反洗、正洗频率，节省了冲洗水源，提高系统的利用率；
2、进入一级RO反渗透膜的SDI值低，对反渗透膜本身是一个保护，可以提高膜的使用寿命，延长膜的化学清洗周期。亚齐项目的海水淡化系统自调试完成正常运行后，系统已经稳定运行了10个月未进行化学清洗（产水率、出力略有降低），超出了新机组第一次反渗透膜化学清洗时间一般不超过六个月经验值（国内运行经验和厂家的说明书都推荐反渗透膜第一次化学清洗时间为六个月——新运行反渗透系统的各项性能指标下降较快），但为了保证安全运行而又节省系统运行和维护的成本，经与膜生产厂家确定本项目化学清洗周期定为8个月。
参考文献：
［1］《排水工程》第四版，张自杰主编，顾夏声主审，中国建筑工业出版社出版。
［2］《污水处理能耗与能效》[美]W.F.OWEN，章北平、车武译，金儒霖校，能源出版社出版。
［3］《现代工业水处理技术与应用》，李本高主编，中国石化出版社；
【关键词】海水SDI值反渗透膜海水预处理 加药量
中图分类号：P747文献标识码： A
一引言
亚齐项目海水预处理系统的设计，在海水通过预处理系统后，进海水淡化反渗透膜之前的海水SDI（污染指数）值一直维持在4.8-5.0左右，离反渗透膜生产厂家要求的海水进水最高SDI值不超过5.0相当接近，不但会加大膜化学清洗的频率，同时直接影响膜的使用寿命。而进反渗透膜前的海水SDI值与海水在预处理中的絮凝、沉淀的效果密切相关，故需要改善海水预处理部分的絮凝、沉淀效果，降低进反渗透膜之前的SDI值，以达到对反渗透膜的保护，延长对膜化学清洗的时间间隔，提高经济性。
二、海水SDI值降低的试验
目前水处理中常用的混凝剂有铁盐（聚铁、三氯化铁等）和铝盐（聚铝、硫酸铝等）两种，详见表1：
表1、水处理常用混凝剂
系统原设计使用铁盐作混凝剂，如图一所示：
系统调试初期海水预处理的加药量为絮凝剂15mg/L、助凝剂为0.1mg/L，海淡多介质过滤器出水SDI值始终保持在5.0左右（SDI膜片测量），且会由于取水口海水的浊度不同，投加药量不确定，从而影响SDI值的稳定性，不能满足反渗透长期进水要求。
经与调试人员共同讨论、分析，该地区的海洋等环境条件与国内的沿海有差异，按国内常规设计，不能完全满足要求，需要对设计进行完善。
首先需找到海水浊度不同的情况下，通过做烧杯试验确定最佳的药品投加量。其次，更换混凝剂的种类（铁盐更换成铝盐），重复做烧杯试验确定最佳的药品投加量。比较两种混凝剂的效果，并找到当海水浊度变化幅度范围内，最佳的投药量关系；最后，调整加药位置，检验混凝、沉淀的效果；
第一步，FeCl3作混凝剂，N9901 作助凝剂进行一系列烧杯试验，根据取水口的海水浊度变化，逐渐调整加药量，找到海水浊度变化范围与最佳投药量之间的关系，得出结论。
当取水口海水浊度在 2–6 NTU范围时，试验数据详见表2：
表2：加药浓度与絮凝效果对照表
注：絮凝粒径这一列，“+”越多说明矾花越大；沉淀时间这一列，“+”越多说明沉淀时间越长。
从上表的试验数据可以得知，当取水口海水浊度值為2 - 6 NTU范围时，混凝剂与助凝剂的最佳加药量为：
FeCl3 = 20 – 30 mg/L
N 9901 = 0.2 – 0.3 mg/L
当采用铁盐作为混凝剂，投药量在试验测定的最佳投药量时，用SDI膜片测定的进反渗透膜之前的海水SDI值为4.7-5.01之间。
第二步，更换混凝剂的种类，用N 3276（铝盐）作混凝剂，N9901 作助凝剂进行一系列烧杯试验，根据取水口的海水浊度变化，逐渐调整加药量，找到海水浊度变化范围与最佳投药量之间的关系，并与使用铁盐作混凝剂的效果和加药量进行比较，得出结论。
当取水口海水浊度在 2–6 NTU范围时，试验数据见表3：
表3：加药浓度与絮凝效果对照表
注：絮凝粒径这一列，“+”越多说明矾花越大；沉淀时间这一列，“+”越多说明沉淀时间越长。
从上表的试验数据可以得知，当取水口海水浊度值为2 - 6 NTU范围时，混凝剂与助凝剂的最佳加药量为：
N 3276 = 6 – 8 mg/L
N 9901 = 0.05 – 0.07 mg/L
当采用铝盐作为混凝剂，投药量在试验测定的最佳投药量时，用SDI膜片测定的进反渗透膜之前的海水SDI值为3.40、3.41、3.43（分别为2、3、4#多介质过滤器的出口产水的测量值）。
当取水口海水浊度在6–10 NTU范围时，试验数据如表4：
表4：加药浓度与絮凝效果对照表
注：絮凝粒径这一列，“+”越多说明矾花越大；沉淀时间这一列，“+”越多说明沉淀时间越长。
从上表的试验数据可以得知，当取水口海水浊度值为6 - 10 NTU范围时，混凝剂与助凝剂的最佳加药量为：
N 3276 = 8 – 12 mg/L
N 9901 = 0.07 – 0.1 mg/L
当采用铝盐作为混凝剂，投药量在试验测定的最佳投药量时，用SDI膜片测定的进反渗透膜之前的海水SDI值为3.5-4.0之间。
根据上面的试验比较，认为 N 3276（铝盐）作为混凝剂更符合本项目水处理实际需要。
三调整加药点试验
前期系统使用的加药点方式在管道混合器（离絮凝沉淀池约25米）上加入混凝剂和助凝剂，在絮凝沉淀池入口加入助凝剂和次氯酸钠，经分析认为加药的位置可以进行改进。海水中胶体絮凝、沉淀的过程如下图所示：
由于整个混凝过程可以分为两个阶段：混合阶段和反应阶段，而水力条件的配合对这两个阶段非常重要。混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚，在此阶段并不要求形成大的絮凝体。反应阶段要求使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体，且反应阶段的搅拌强度或水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低，避免结大的絮凝体被打碎。
根据上原理可以得出混凝剂与助凝剂不需要在同一个混合器中同时加入，同时加入反而会影响水中胶体絮凝、沉淀效果，且浪费助凝剂，故助凝剂应在混凝过程的反应阶段加入比较合理。根据以上分析将本加药点进行调整为：在管道混合器上加入混凝剂，在絮凝沉淀池入口加入助凝剂以检验效果。
在保持进水流量、浊度和加药量不变的前提下，对絮凝沉淀池出口海水的浊度进行测量，比较调整加药位置前、后的浊度值，以确认加药点调整的效果。测量数据如下（平均值）：
表5：加药点位置调整前后海水浊度对照表
注：絮凝沉淀池分左右两侧，互为备用，“右一”是指沉淀池右侧出口第一测点的海水浊度测量值，“左一”是指沉淀池左侧出口第一测点的海水浊度测量值。
根据上述的实验数据可以得知，调整后的加药方式对海水中的胶体絮凝、沉淀起到了一定的促进作用，但是效果不是特别明显。
五结语
通过上述一系列试验，找到了取水口处不同的海水浊度范围与所需加药量的最佳匹配关系，为本项目预处理系统的正常运行、维护提供了宝贵的借鉴资料。
1、由于进一级反渗透膜之前的海水SDI值基本可以维持在4.0以下，可以降低多介质过滤器的反洗、正洗频率，节省了冲洗水源，提高系统的利用率；
2、进入一级RO反渗透膜的SDI值低，对反渗透膜本身是一个保护，可以提高膜的使用寿命，延长膜的化学清洗周期。亚齐项目的海水淡化系统自调试完成正常运行后，系统已经稳定运行了10个月未进行化学清洗（产水率、出力略有降低），超出了新机组第一次反渗透膜化学清洗时间一般不超过六个月经验值（国内运行经验和厂家的说明书都推荐反渗透膜第一次化学清洗时间为六个月——新运行反渗透系统的各项性能指标下降较快），但为了保证安全运行而又节省系统运行和维护的成本，经与膜生产厂家确定本项目化学清洗周期定为8个月。
参考文献：
［1］《排水工程》第四版，张自杰主编，顾夏声主审，中国建筑工业出版社出版。
［2］《污水处理能耗与能效》[美]W.F.OWEN，章北平、车武译，金儒霖校，能源出版社出版。
［3］《现代工业水处理技术与应用》，李本高主编，中国石化出版社；