水是生命的源泉，是地球上不可替代的寶貴的自然資源，是人類賴以生存和發展的不可缺少的基本物質，同時也是一個國家綜合國力的戰略性的經濟支撐。當前，水污染和水資源短缺已成為世界性問題，成為制約社會進步和經濟發展的瓶頸，引起了世界的普遍關注。全世界總貯水量為13.6億km3，地球表面有2/3被水覆蓋，但是其中97.5%是海水，在余下的2.5%的淡水中又有87.1%是人類難以利用的兩極冰蓋、冰川。據估計fll，世界每年可供利用的淡水為0. 09億至0.14億km3，但水量分布極不均勻。美洲水量最充裕，而非洲和西亞則嚴重缺水。目前，世界上有80個國家約巧億人口面臨淡水不足，其中26個國家(主要是發展中國家)約3億人完全生活于缺水狀態。國際上，1972年，聯合國第一次人類環境會議發出“水將導致嚴重的社會危機”的呼吁。1994年，近80個國家的環境部長出席的國際首次飲用水和環境會議上，呼吁各國采取一致行動，像解決臭氧問題那樣，認真解決水資源危機。2000年3月召開的第二屆水資源論壇與部長級會議上，通過了《海牙宣言》，制定了確保水資源的相關計劃[f2l我國多年平均水資源總量為28000億m3m，居世界第6位，但年人均水資源量僅2200m3，約為世人均水資源量的1/4，屬于全球14個嚴重缺水的國家之一[fllo沿海地區包括沿海11個省、市、自治區，土地面積約為130萬km2，占全國的13.5%，居住了全國40%的人口，提供了60%以上的國民生產總值，擁有的淡水資源卻只占全國的26%}3}，年人均水資源量大部分低于SOOm3。青島是我國嚴重缺水的沿海城市之一，年人均水資源量僅334m30 2003年青島市原水用量達到10. 63億m3m，而目前全市現有水資源可利用量僅為10.55億m3m(含引黃濟青客水量1.11億m3)，水資源缺口為0.08億立m3;預計到2010年青島市原水需求總量將達到13.05億m3m，供需缺口將達.42億 m3[1] o    在這水危機和水污染的時代，淡水資源短缺已成為一個嚴峻的問題。從總體上講，解決缺水問題必須節流與開源并舉。但是，隨經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高，即使嚴格控制用水，未來的水資源短缺形勢仍十分嚴峻。因此，在節水同時，重視開發水源也很重要。    面對浩瀚的海洋，發展海水淡化技術、向海洋要淡水是全世界解決水資源短缺的共同趨勢。早在上世紀50年代，為解決“水的危機”，美國從1952年起專設鹽水局，74年后轉為資源技術局，不斷推進水資源和脫鹽的技術進步[[4]。經過近50年的研究、開發和產業化，形成蒸餾法和膜法兩大主流技術，海水淡化不僅技術上可行，而且經濟上也可接受，發展十分迅速。大多數國家由于水資源問題的口益突出，都直接卷入了海水淡化的發展潮流[f2l。目前，世界上無論中東的產油國家還是西方的發達國家，都十分重視海洋經濟、發揮海岸優勢，建設有相當規模的海水淡化廠或海水淡化示范裝置。從上世紀七十年代至今，世界范圍內海水淡化的裝機容量以高于6%的速度增長。青島市地處黃海之濱，環抱膠州灣，海岸線長730公里，海域無冰凍現象，海濱以沙灘和花崗巖為主，海水清澈透明，水質優良;“三島一灣，一線展開”的城市布局，呈現出沿海岸線“組團”發展的大城市框架，工業布局趨海調整，為海水淡化產業提供了廣闊的發展空間。此外，海水淡化不受時空和氣候的影響，且供水穩定，有利于沿海地區減少地表和地下水的開采。淡化后的水質清潔無菌，猶如純凈水，含鹽量遠低于普通飲用水，可以很好的解決沿海地區居民的喝水問題。因此，海水淡化產業的發展不僅能夠為青島提供新水源，減少對客水的依賴，同時也能夠有效地改善水環境，減少耕地占用，有利于實現青島經濟健康持續發展，符合青島市海洋經濟發展戰略，是目前青島市正在大力發展的新興海洋科技產業。    膜分離技術用于脫鹽始于1953年，美國C. E. Reid教授在佛羅里達大學首先發現醋酸纖維素具有良好的半透性。1960年，美國加利福尼亞大學的S.Loeb和S. Sourirajan制得世界一張高脫鹽率、高通量的不對稱醋酸纖維素反滲透膜[5]。上世紀70年代初，美國DuPont公司研制出由芳香族聚酞胺中空纖維制成的B-10滲透器使膜分離技術真正應用于海水淡化。與此同時，美國陶氏公司和口本東洋紡公司先后開發出三醋酸纖維素中空纖維反滲透器用于海水和苦咸水淡化。上世紀80年代中期之后，特別是近幾年，反滲透海水脫鹽(Seawater Reversesmosis, SWRO)復合膜技術、高回收率工藝、功或壓力交換器集成技術、段間能量回收集成技術，使膜法成為全球發展最快也是最主要的海水淡化方法，淡化本下降近一半f6_iol。目前全世界最大的膜法海水淡化工程是以色列Ashkelon口產淡水3.3X105m3。較著名的國內外膜法海水淡化研發機構和工程及膜公司有:以色列IDE科技有限公司、美國陶氏、美國GE、法國威立雅水務、英國Weir熱能，口本海德能、荷蘭諾瑞特、加拿大澤能、杭州水處理中心、天津淡化所、浙江歐美塞爾、北京賽恩斯特(CNC)水技術公司等。4海水淡化預處理工藝及其重要性由于海水中的鹽度、硬度、總固溶物及其它雜質的含量均較高反滲透膜污堵，蒸餾淡化裝置結垢等問題，導致運行、維護費用、能耗及造水成本增加，因此必須對進料海水進行適當的預處理。預處理可以降低清洗的次數(清洗費用一般占總運行費用的5一20% ) fls}、延長反滲透膜的使用壽命和提高蒸餾淡化裝置的熱效率、降低淡化過程的能耗及維護費用。因此，合理的預處理工藝是淡化裝置成功運行的決定性因素之一。無論是哪種海水淡化技術，在制定海水預處理方案時應充分考慮到: ①海水中存在大量微生物、細菌和藻類。海水中細菌、藻類的繁殖和微生物的生長不僅會給取水設施帶來許多麻煩，而且會直接影響海水淡化設備及工藝管道的正常運轉;②風浪、潮汐作用使海水中混雜大量泥沙，濁度變化大，易造成海水預處系統運轉不穩定; ③海水具有較大腐蝕性，海水預處理系統設備要考慮耐腐蝕性。 傳統的海水預處理工藝包括多個環節:加氯殺菌、在線絮凝、兩級多介質濾(粗過濾和精過濾)、加酸調pH、加阻垢劑和還原劑(NaHS03、保安過濾等。但傳統的多介質和保安過濾器并不能有效去除膠體和懸浮物質。C.K.Teng等【i6}在新加坡沿岸對傳統預處理工藝進行考察后做出結論，5}m和1}m精密過濾器產水的SDI值分別為6.16.7,  4.36.2，遠不能達到反滲透進水的要求((SDI<4. 0。此外，在反洗之后的濾餅形成，高濃度的膠體和懸浮物質會隨出水排出來;在兩次反洗之間的過濾過程中濾速會加快，導致膠體和懸浮物質提前穿透。因此，出水水質會產生較大波動，在預防結垢和污染方面均能力有限。隨著反滲透膜技術和蒸餾技術的口臻完善，預處理工藝已成為海水淡化的主要制約因素。上世紀90年代末，集成膜系統的研究開發，將超濾膜分離技術代替傳統的預處理方法應用于海水淡化中。OF是一種以壓力為推動力的膜分離技術，其膜孔徑通常為2} 1 OOnm，截留分子量一般為O. S}SOOkDa}l}}。采用OF海水預處理工藝，具有下列優點:①能夠截海水中固體懸浮物，膠體和微小細菌，降低淤泥污染指數(SDI，從而降低了RO膜污染的趨勢，且OF出水水質穩定，不受原海水水質變化的影響;②可取代傳統預處理工藝中的多個步驟。空間利用率高，與傳統預處理工藝相比，可節省約50%的空間[y s}，且操作工藝簡單可靠，管理方便;③減少對環境的影響。傳統預處工藝需加入若干化學試劑(如絮凝劑、殺生劑、水質穩定劑、阻垢劑等)，且最終隨濃水排放，無論哪種排放方案，或多或少均會對環境產生不利影響【‘9];采用OF技術后，化學試劑的使用量將大幅度減少，從而減輕環境壓力。成功第一張人工超濾膜。1907年，Bechhold首次采用“超濾”一詞，其詞頭“ultra-"表示它能截留的粒子比微濾(詞頭“micro-"更小。1963年，首家生產超濾膜的公司一一Amicon公司誕生。隨后，各種膜材料相繼問世，超濾進入快速發展階段，并廣泛應用于食品、化學、醫藥等工業中。近年來，淡化界眾多人士致力于超濾作為海水淡化預處理方面的研究。2. 1超濾作為海水淡化預處理工藝的應用研究進展上世紀90年代末以，由于集成膜系統的興起，采用超濾作為海水淡化預處理工藝的研究口漸增多。目前，國內外常用sDl(污染指數)和濁度[20]來表示超濾膜的進水和出水水質。 Graeme Pearce等[2‘]在美國Tampa Bay、紅海和地中海進行了超濾中試研究，采用Hydranautics的40"HYDRAcap OF組件代替傳統預處理過程，OF膜進料流量控制在9598 L/h，跨膜壓力(TMP)為((1.5}2.1)X 10-2 MPa} OF系統水回收率可達94%。結果表明，OF是傳統海水淡化預處理的強有力的替代工藝，不僅過程簡單、易操作，并且能夠為RO提供穩定進水。RO運行狀況如表1-2所示直接表明OF可以使RO清洗周期延長，膜更換率降低，通量增加，水回收率增力日。