水是生命的源泉，是地球上不可替代的宝贵的自然资源，是人类赖以生存和发展的不可缺少的基本物质，同时也是一个国家综合国力的战略性的经济支撑。当前，水污染和水资源短缺已成为世界性问题，成为制约社会进步和经济发展的瓶颈，引起了世界的普遍关注。全世界总贮水量为13.6亿km3，地球表面有2/3被水覆盖，但是其中97.5%是海水，在余下的2.5%的淡水中又有87.1%是人类难以利用的两极冰盖、冰川。据估计fll，世界每年可供利用的淡水为0. 09亿至0.14亿km3，但水量分布极不均匀。美洲水量最充裕，而非洲和西亚则严重缺水。目前，世界上有80个国家约巧亿人口面临淡水不足，其中26个国家(主要是发展中国家)约3亿人完全生活于缺水状态。国际上，1972年，联合国第一次人类环境会议发出“水将导致严重的社会危机”的呼吁。1994年，近80个国家的环境部长出席的国际首次饮用水和环境会议上，呼吁各国采取一致行动，像解决臭氧问题那样，认真解决水资源危机。2000年3月召开的第二届水资源论坛与部长级会议上，通过了《海牙宣言》，制定了确保水资源的相关计划[f2l我国多年平均水资源总量为28000亿m3m，居世界第6位，但年人均水资源量仅2200m3，约为世人均水资源量的1/4，属于全球14个严重缺水的国家之一[fllo沿海地区包括沿海11个省、市、自治区，土地面积约为130万km2，占全国的13.5%，居住了全国40%的人口，提供了60%以上的国民生产总值，拥有的淡水资源却只占全国的26%}3}，年人均水资源量大部分低于SOOm3。青岛是我国严重缺水的沿海城市之一，年人均水资源量仅334m30 2003年青岛市原水用量达到10. 63亿m3m，而目前全市现有水资源可利用量仅为10.55亿m3m(含引黄济青客水量1.11亿m3)，水资源缺口为0.08亿立m3;预计到2010年青岛市原水需求总量将达到13.05亿m3m，供需缺口将达.42亿 m3[1] o    在这水危机和水污染的时代，淡水资源短缺已成为一个严峻的问题。从总体上讲，解决缺水问题必须节流与开源并举。但是，随经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，即使严格控制用水，未来的水资源短缺形势仍十分严峻。因此，在节水同时，重视开发水源也很重要。    面对浩瀚的海洋，发展海水淡化技术、向海洋要淡水是全世界解决水资源短缺的共同趋势。早在上世纪50年代，为解决“水的危机”，美国从1952年起专设盐水局，74年后转为资源技术局，不断推进水资源和脱盐的技术进步[[4]。经过近50年的研究、开发和产业化，形成蒸馏法和膜法两大主流技术，海水淡化不仅技术上可行，而且经济上也可接受，发展十分迅速。大多数国家由于水资源问题的口益突出，都直接卷入了海水淡化的发展潮流[f2l。目前，世界上无论中东的产油国家还是西方的发达国家，都十分重视海洋经济、发挥海岸优势，建设有相当规模的海水淡化厂或海水淡化示范装置。从上世纪七十年代至今，世界范围内海水淡化的装机容量以高于6%的速度增长。青岛市地处黄海之滨，环抱胶州湾，海岸线长730公里，海域无冰冻现象，海滨以沙滩和花岗岩为主，海水清澈透明，水质优良;“三岛一湾，一线展开”的城市布局，呈现出沿海岸线“组团”发展的大城市框架，工业布局趋海调整，为海水淡化产业提供了广阔的发展空间。此外，海水淡化不受时空和气候的影响，且供水稳定，有利于沿海地区减少地表和地下水的开采。淡化后的水质清洁无菌，犹如纯净水，含盐量远低于普通饮用水，可以很好的解决沿海地区居民的喝水问题。因此，海水淡化产业的发展不仅能够为青岛提供新水源，减少对客水的依赖，同时也能够有效地改善水环境，减少耕地占用，有利于实现青岛经济健康持续发展，符合青岛市海洋经济发展战略，是目前青岛市正在大力发展的新兴海洋科技产业。    膜分离技术用于脱盐始于1953年，美国C. E. Reid教授在佛罗里达大学首先发现醋酸纤维素具有良好的半透性。1960年，美国加利福尼亚大学的S.Loeb和S. Sourirajan制得世界一张高脱盐率、高通量的不对称醋酸纤维素反渗透膜[5]。上世纪70年代初，美国DuPont公司研制出由芳香族聚酞胺中空纤维制成的B-10渗透器使膜分离技术真正应用于海水淡化。与此同时，美国陶氏公司和口本东洋纺公司先后开发出三醋酸纤维素中空纤维反渗透器用于海水和苦咸水淡化。上世纪80年代中期之后，特别是近几年，反渗透海水脱盐(Seawater Reversesmosis, SWRO)复合膜技术、高回收率工艺、功或压力交换器集成技术、段间能量回收集成技术，使膜法成为全球发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口产淡水3.3X105m3。较著名的国内外膜法海水淡化研发机构和工程及膜公司有:以色列IDE科技有限公司、美国陶氏、美国GE、法国威立雅水务、英国Weir热能，口本海德能、荷兰诺瑞特、加拿大泽能、杭州水处理中心、天津淡化所、浙江欧美塞尔、北京赛恩斯特(CNC)水技术公司等。4海水淡化预处理工艺及其重要性由于海水中的盐度、硬度、总固溶物及其它杂质的含量均较高反渗透膜污堵，蒸馏淡化装置结垢等问题，导致运行、维护费用、能耗及造水成本增加，因此必须对进料海水进行适当的预处理。预处理可以降低清洗的次数(清洗费用一般占总运行费用的5一20% ) fls}、延长反渗透膜的使用寿命和提高蒸馏淡化装置的热效率、降低淡化过程的能耗及维护费用。因此，合理的预处理工艺是淡化装置成功运行的决定性因素之一。无论是哪种海水淡化技术，在制定海水预处理方案时应充分考虑到: ①海水中存在大量微生物、细菌和藻类。海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦，而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转;②风浪、潮汐作用使海水中混杂大量泥沙，浊度变化大，易造成海水预处系统运转不稳定; ③海水具有较大腐蚀性，海水预处理系统设备要考虑耐腐蚀性。 传统的海水预处理工艺包括多个环节:加氯杀菌、在线絮凝、两级多介质滤(粗过滤和精过滤)、加酸调pH、加阻垢剂和还原剂(NaHS03、保安过滤等。但传统的多介质和保安过滤器并不能有效去除胶体和悬浮物质。C.K.Teng等【i6}在新加坡沿岸对传统预处理工艺进行考察后做出结论，5}m和1}m精密过滤器产水的SDI值分别为6.16.7,  4.36.2，远不能达到反渗透进水的要求((SDI<4. 0。此外，在反洗之后的滤饼形成，高浓度的胶体和悬浮物质会随出水排出来;在两次反洗之间的过滤过程中滤速会加快，导致胶体和悬浮物质提前穿透。因此，出水水质会产生较大波动，在预防结垢和污染方面均能力有限。随着反渗透膜技术和蒸馏技术的口臻完善，预处理工艺已成为海水淡化的主要制约因素。上世纪90年代末，集成膜系统的研究开发，将超滤膜分离技术代替传统的预处理方法应用于海水淡化中。OF是一种以压力为推动力的膜分离技术，其膜孔径通常为2} 1 OOnm，截留分子量一般为O. S}SOOkDa}l}}。采用OF海水预处理工艺，具有下列优点:①能够截海水中固体悬浮物，胶体和微小细菌，降低淤泥污染指数(SDI，从而降低了RO膜污染的趋势，且OF出水水质稳定，不受原海水水质变化的影响;②可取代传统预处理工艺中的多个步骤。空间利用率高，与传统预处理工艺相比，可节省约50%的空间[y s}，且操作工艺简单可靠，管理方便;③减少对环境的影响。传统预处工艺需加入若干化学试剂(如絮凝剂、杀生剂、水质稳定剂、阻垢剂等)，且最终随浓水排放，无论哪种排放方案，或多或少均会对环境产生不利影响【‘9];采用OF技术后，化学试剂的使用量将大幅度减少，从而减轻环境压力。成功第一张人工超滤膜。1907年，Bechhold首次采用“超滤”一词，其词头“ultra-"表示它能截留的粒子比微滤(词头“micro-"更小。1963年，首家生产超滤膜的公司一一Amicon公司诞生。随后，各种膜材料相继问世，超滤进入快速发展阶段，并广泛应用于食品、化学、医药等工业中。近年来，淡化界众多人士致力于超滤作为海水淡化预处理方面的研究。2. 1超滤作为海水淡化预处理工艺的应用研究进展上世纪90年代末以，由于集成膜系统的兴起，采用超滤作为海水淡化预处理工艺的研究口渐增多。目前，国内外常用sDl(污染指数)和浊度[20]来表示超滤膜的进水和出水水质。 Graeme Pearce等[2‘]在美国Tampa Bay、红海和地中海进行了超滤中试研究，采用Hydranautics的40"HYDRAcap OF组件代替传统预处理过程，OF膜进料流量控制在9598 L/h，跨膜压力(TMP)为((1.5}2.1)X 10-2 MPa} OF系统水回收率可达94%。结果表明，OF是传统海水淡化预处理的强有力的替代工艺，不仅过程简单、易操作，并且能够为RO提供稳定进水。RO运行状况如表1-2所示直接表明OF可以使RO清洗周期延长，膜更换率降低，通量增加，水回收率增力日。