沿海地区是我国人口最多、经济最发达的地区。淡水资源的日趋紧缺是沿海地区的可持续发展面临的严峻问题之一。而海洋有着巨大的水资源，海水淡化是解决沿海地区水资源短缺和繁荣沿海经济的重要措施之一。因此，海水淡化正在显示出独特的优势和良好的前景。欲使海水淡化系统长期安全运行，海水正确预处理是非常重要的。海水超滤作为预处理工艺，具有出水水质好、性能稳定、能耗低等特点，已在海水淡化领域得到广泛应用，在反渗透系统中越来越显示其优越性，成为现代反渗透系统预处理中的首选。

本文针对超滤工艺进行中型规模的现场试验，在自然海水水质条件下，测定超滤膜组件的产水SDI 和浊度、总铁、胶硅、CODMn 指标，分析膜的产水水质及其运行的稳定性，并判定超滤工艺对海水预处理的适用性。

一、试验装置

海水淡化预处理超滤工艺中试系统采取的工艺流程如下：

海水→原水泵→混凝装置→清水箱→清水泵→超滤膜组件→超滤产水箱中试现场共有四支超滤膜的中试装置，编号为A 膜、B 膜、C 膜、D 膜。其中A 膜、B 膜为内压式中空纤维膜，C 膜、D 膜为外压式中空纤维膜。四种中空纤维超滤膜的主要工艺参数如表1所示：

二、试验结果及分析

（一）超滤产水的SDI 和浊度

图1 和图2显示，内压式膜出水SDI 和浊度较为稳定，A 膜SDI 值稳定在2.2～2.8 之间，产水浊度开始在0.07NTU～0.1NTU 之间波动，3 月13 日到3 月18 日因为更换膜组件停止运行6 天，其他停运皆因为调试之故。更换新膜之后基本稳定在0.07NTU，在停止CEB 工艺之后，也不见有波动。B膜SDI 值除个别值达到3，绝大部分稳定在2.2～2.8 之间，产水浊度也稳定在0.07～0.1NTU 之间。因此，说明进水中的微粒和悬浮物基本被超滤膜截留和吸附，表明两支超滤膜均具有良好的去除浊度的效果。从图中可以看出，试验开始时浊度波动较大，稳定运行后出水浊度趋于稳定，表明超滤膜内表面形成普通反洗和化学加强反洗无法去除的滤饼层需要一定的运行时间，当滤饼层形成以后超滤膜的出水非常稳定。

浊度是超滤进水条件的一个重要指标，其值越低，对后面的膜污染影响越小，且稳定性会更高。外压式超滤由于其进水方式是从外表面向内表面过滤，决定了它比内压式更能抗冲击负荷，可以比内压式有更高的进水浊度。C 膜出水浊度在0.07～0.1NTU 之间波动，D 膜出水浊度在0.06～0.12NTU 之间波动，总体上看外压式超滤膜出水浊度也很稳定，并能使浊度保持在一个较低的水平。试验开始时C 膜SDI 值逐渐增大，稳定运行后出水SDI 值趋于稳定，在2.0～2.8 之间波动；D 膜因为采用双皮层结构，所以SDI 值较其他超滤膜要小得多，全部稳定在1 以下。

（二）超滤对Fe 的去除

图3 和图4 显示：四种超滤膜出水铁含量变化范围均为0～80μg/L。A 膜产水铁含量平均值为50μg/L，平均去除率为97.1%；B 膜产水铁含量平均值为72.9μg/L，平均去除率为96.1%；C 膜产水铁含量平均值为29.μg/L，平均去除率为98.8%；D膜产水铁含量平均值为39.8μg/L，平均去除率为97.9%。在进水中铁含量较大的条件下，四种膜对铁均保持较高的去除率，在96.1％～98.8％之间，且出水的铁含量比较稳定，表明四种膜对去除铁均具有良好的效果。总体上看，外压式超滤膜对铁离子的去除率要优于内压式。铁离子在膜组件中由于渗透压和浓差等因素，在膜前以胶体的形式沉积下来被去除，透过膜组件的基本是离子态的铁，因而铁的去除率相应比较稳定。值得提出的是，各膜对铁的去除率随进水中铁含量的增高而增高，这就说明了四种膜对进水铁有较好的抗冲击负荷能力。

（三）超滤对硅的去除

图5 和图6 显示：A 膜产水胶硅含量平均值为0.17mg/L，平均去除率为92.2%；B 膜产水胶硅含量平均值为0.15mg/L，平均去除率为93%；C 膜产水胶硅含量平均值为0.17mg/L，平均去除率为92.7%；D 膜产水胶硅含量平均值为0.18mg/L，平均去除率为91.8%。进水中胶硅在0.8～3.2mg/L 之间变化，平均为2.3mg/L。四支超滤膜出水胶硅变化基本一致，在试验期间变化范围为0～0.4mg/L。平均去除率为92.4%。说明超滤膜对试验海水胶硅的去除效果很好。