首页 应用案例 某海水淡化预处理项目
应用案例 · 海水淡化

纳米气泡 × 海水淡化预处理
1160 m³/h 超滤膜污染治理

高浊度海水稳定运行 24 天,产水浊度 < 0.2 NTU、SDI < 3,CIP 化学清洗周期与改造前持平——1 套 300 m³/h 纳米气泡旁路设备,向 5 个膜池分别 PID 投加。

项目规模 1160 m³/h
膜塔 90 个
纳米气泡设备 1 × 300 m³/h
5 膜池 旁通投加
01 / 项目

海水淡化预处理系统

本项目采用碳化硅超滤膜作为海水淡化反渗透(SWRO)的前置预处理。90 个膜塔分 5 个膜池并列运行,平均通量 180 LMH,单池设计产水 240 m³/h。

设备类型
300 m³/h 纳米气泡设备 × 1 套
安装位置
一期海水泵出口旁通
系统结构
5 膜池 × 18 膜塔 = 90 塔
运行模式
5 膜池分别 PID 投加,共享 1 套设备
纳米气泡发生器现场实拍

纳米气泡发生器 · 现场实拍

海水进水水质

高浊度、高 TDS 的严苛进水

272 mg/L
悬浮物
12–340 NTU
浊度波动
22,320 mg/L
氯化物
7.86
pH

溶解氧 4.4 mg/L · 化学需氧量 52 mg/L · 硫酸盐 2,657 mg/L · 钠/钙/镁 11,129 / 392 / 1,045 mg/L

02 / 痛点

海水淡化预处理,膜污染比想象中更棘手

海水中悬浮物、油脂、藻类、有机物共存,对超滤膜是系统性挑战。进水浊度大幅波动时,膜污染周期会显著缩短。

1

悬浮物高达 272 mg/L,浊度 12–340 NTU 大幅波动

原水受潮汐、季节、取水口工况影响,浊度可能在数小时内从 30 NTU 翻涨至 300 NTU 以上,膜前端负荷瞬间失控。

2

高 TDS 海水加速膜表面结垢与污染

氯化物 22,320 mg/L,钙、镁、硫酸盐共存,膜通量衰减快,过滤阻力上升明显。

3

反洗 / 排污 / CEB 频繁,化学清洗周期短

原系统每 40 min 反洗、6 次反洗后排污、18 次排污后 CEB,CIP 化学浸泡清洗约 20–25 天/次;浊度波动时这一节奏被进一步压缩。

4

单膜池实际产水低于设计值

膜污染导致单膜池难以稳定达到 240 m³/h 设计产水,膜池溢流口频繁溢流。

03 / 方案

旁路纳米气泡系统 · 不动原膜路线的最小改造

在原海水泵出口干管上增加一路旁通,引入 1 套 300 m³/h 纳米气泡设备,将压缩空气切割为 50–200 nm 级微纳气泡,与海水混合后分配至 5 个膜池。

海水取水12–340 NTU
海水泵5 bar
纳米气泡旁通1×300 m³/h
超滤膜池90 塔 · 5 池
SWROSDI < 3
气源
压缩空气,10 L/min
气源压力
5.5 bar
进水压力
5 bar
设计水量
300 m³/h(实测 240 m³/h 稳定)
纳米气泡旁路系统

旁路纳米气泡系统 · 现场

04 / 原理

为什么纳米气泡能抑制海水膜污染?

通过共振腔内的极速旋转、切割、碰撞等极限物理运动,把气液切割成 50–200 nm 级超饱和混合液,纳米气泡占比 > 55%。

1

极限切割 · 50–200 nm

气体在共振腔内经历极速旋转、剪切、碰撞,被切割成 50–200 纳米级气泡,纳米气泡占比超过 55%。

2

溃灭冲击 · 高温高压

微纳气泡在膜表面附近溃灭,瞬间释放冲击波与微射流,破坏污染层结构。

3

絮体增大 · 上浮去除

微气泡附着在悬浮物和絮体上,使其体积增大、上浮力增强,被物理性带出膜池水面。

4

抑藻 · 减少生物污染

羟基自由基与高氧微环境抑制藻类繁殖,从源头降低膜生物污染速率。

前端海水通过投加纳米气泡后,产水流量得到提升,膜污染得到比较好的抑制,进水流量满足并且稳定在 240 m³/h,膜池溢流口已经无溢流。在反洗频率、排污频率、CEB 清洗频率与未投加纳米气泡之前不变的情况下,进水浊度波动较大时,超滤膜仍然可以满足设计需求产水量,出水水质稳定,CIP 化学浸泡清洗周期基本维持在 20–25 天/次不变。

— 项目验收结论
05 / 数据

真实运行数据 · 24 天连续稳定

A 膜池连续运行 24 天;C 膜池连续运行 14 天仍在继续。

240 m³/h
单膜池稳定产水(达设计值)
24
A 膜池连续运行不污染
<0.2 NTU
产水浊度
<3
SDI(淤泥密度指数)
20-25 天/次
CIP 周期(与原持平)
1
300 m³/h 设备,5 池共享

改造后运行节奏

过滤周期
40 min 过滤 → 1 次反洗
排污
6 次反洗后一次
CEB 清洗
18 次排污后一次
CIP 浸泡
20–25 天/次
产水浊度
< 0.2 NTU
SDI
< 3

关键里程碑

A 膜池投入 PID 运行
纳米气泡投加,产水提至 240 m³/h
C 膜池投入 PID 运行
验证多套系统独立运行稳定性
进水浊度大波动 76–340 NTU
产水仍稳 240 m³/h
A 膜池完成 24 天运行
CIP 周期与投加前持平
C 膜池继续运行至 14 天
截至验收时仍在稳定运行
现场实拍

纳米气泡在水中的实际效果

纳米气泡喷射 1 纳米气泡喷射 2
膜池实拍 膜池对比实验 超滤对比

水中细密的乳白色气液混合流,是纳米气泡发生器在水处理过程中的典型工作状态

适用场景

这套技术还适用于这些场景

基于同一套纳米气泡旁路路线,可灵活应用于其他高浊度、高 TDS 膜法水处理系统。

海水 / 苦咸水淡化预处理

SWRO / BWRO 前置 UF,降低 SDI 至 3 以下,抑制膜生物污染。

工业循环水旁滤

化工、电力、钢铁循环水系统,控制微生物、降低排污频次。

膜法水处理前段

MBR、超滤、反渗透系统前端,延长化学清洗周期。

高浊度水源

河道、水库、湖滨取水,季节性浊度大幅波动时保障稳定供水。

水产养殖循环

工厂化养殖水循环,高密度下维持溶氧、抑制病原微生物。

零排放分盐预处理

高盐废水膜浓缩段前处理,提高膜通量稳定性、降低清洗成本。

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