王文华,赵 瑾,司晓光,姜天翔,马宇辉,王勋亮,王 静 (国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192)

海水淡化是解决沿海国家和地区水资源短缺的重要途径,双膜法(超滤+反渗透)海水淡化具有设备简单、操作方便、易于自动控制等突出优点,是当前主流的海水淡化工艺之一.该系统运行过程中超滤膜的有机污染和反渗透膜的生物污染是面临的主要问题,特别是在赤潮爆发时期,海洋微藻大量繁殖对双膜法海水淡化系统运行造成的重大影响已受到广泛关注[1-3].作为世界上赤潮多发国家之一,2016年我国海域共发现赤潮68起,其中东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)引发的赤潮累计面积最大,约占五分之二[4].随着我国海水淡化规模的不断扩大,探索赤潮爆发期间海水淡化系统的稳定运行方案十分必要.

藻类在生长及新陈代谢过程中释放的藻类有机物(algal organic matter,AOM)含有较高比例的亲水性多糖和蛋白质类有机物[5-6],是造成超滤膜通量衰减的主要物质[7-9].吸附预处理是缓解超滤膜有机污染的主要措施之一,粉末活性炭[10-12]、树脂[13-14]、热化氧化铝颗粒(heated aluminum oxide particles, HAOPs)[15]等吸附材料利用其发达的孔隙结构能够强化有机物的去除,减缓超滤膜的污染速率.通常吸附预处理需要设置单独的吸附处理单元,存在占地面积大、基建投资费用高等问题.

近年来有研究者将吸附材料直接预沉积在超滤膜上[16-18],利用其在超滤膜表面形成的滤饼层结构不仅能强化有机物的截留作用,还能有效缓解膜……