海水淡化技術(shù)1102

1、海水淡化技術(shù)介紹海水淡化技術(shù)介紹n早在15世紀(jì)，航海部門就曾以簡易的蒸餾裝置來解決在長期航行中的淡水供應(yīng)問題。二戰(zhàn)期間，出于戰(zhàn)爭的需要，用蒸餾法淡化海水的技術(shù)有較大的發(fā)展，已用于供應(yīng)戰(zhàn)艦和島嶼的淡水。n從20世紀(jì)50年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，淡水供應(yīng)逐漸緊張，造成有些沿海城市嚴(yán)重缺水。因此海水淡化的技術(shù)，成為開發(fā)新水源的重要途徑之一。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，海水淡化技術(shù)日臻完善，成本不斷降低，目前已經(jīng)在經(jīng)濟(jì)上具備競爭力，逐步得到廣泛應(yīng)用，海水淡化技術(shù)不僅能夠解決淡水總量的問題，而且具有開辟新的永久性的淡水資源的意義。SWRO 前前 言言SWRO 海水淡化工藝比較海水淡化工藝比較n熱法

2、多級閃蒸（MSF）和多效蒸（MED）特點(diǎn)：有規(guī)模優(yōu)勢；可利用電廠熱能；能耗高n膜法反滲透法（SWRO）特點(diǎn)：耗能低 ；出水水質(zhì)高；設(shè)備投資?。唤ㄔO(shè)周期短；占地面積??；運(yùn)行成本低；海水淡化主要工藝耗能比較SWRO 海水淡化現(xiàn)狀及趨勢海水淡化現(xiàn)狀及趨勢n目前世界淡化水總產(chǎn)量已達(dá)2 300104m3/d，且仍以年10%30%的增長率攀升n目前主要集中在中東海灣國家和以色列，及美國、俄國、日本、意大利、西班牙等發(fā)達(dá)國家n目前海水淡化仍以熱法為主，但反滲透海水淡化技術(shù)已經(jīng)成為主導(dǎo)，市場占有率增速迅猛n 海水淡化成本逐步降低，市場競爭力日益提高 SWRO 海水淡化主要工藝市場占有率海水淡化主要工藝市場占有

3、率n目前海水淡化以仍以熱法為主，但反滲透海水淡化技術(shù)已經(jīng)成為主導(dǎo)技術(shù)，市場占有率增速迅猛SWRO 大型海水淡化工程一覽表大型海水淡化工程一覽表國家處理規(guī)模m3/d簽約年特立尼達(dá)島136，0001999西班牙65，0001998西班牙56，4001997塞浦路斯40，0001997日本40，0001997西班牙42，0001996沙特阿拉伯90，9091993沙特阿拉伯128，0001992沙特阿拉伯56，8001991 反滲透工藝反滲透工藝 CountryTotal Capacitym3/dContractYearUAE122,6001998Bahrain136,2001997India48,

4、0001996Kuwait109,1041994Saudi Arabia454,0001993Saudi Arabia280,0001993Qatar150,0001993UAE73,8001993UAE345,6001992Iran120,0001992UAE272,7601991Saudi Arabia144,0001990Qatar45,5401990蒸發(fā)工藝蒸發(fā)工藝 SWRO 反滲透法海水淡化技術(shù)反滲透法海水淡化技術(shù)n反滲透技術(shù)是二十世紀(jì)六十年代興起海水淡化技術(shù)n反滲透是一種壓力驅(qū)動(dòng)的膜分離技術(shù)，由于淡化過程中沒有相變，因此具有顯著的節(jié)能特征n原理：n優(yōu)質(zhì)的膜元件n合理的預(yù)處理系統(tǒng)n合

5、適的高壓泵和能量回收裝置n完善的控制系統(tǒng)以進(jìn)行監(jiān)測和控制n科學(xué)的材料和防腐措施以防止管路和系統(tǒng)的腐蝕n 開放式取水，除保證污染指數(shù)（SDI）外，須殺菌滅藻以防止微生物的侵害SWRO 海水淡化海水淡化工藝的技術(shù)關(guān)鍵工藝的技術(shù)關(guān)鍵SWRO 海水水質(zhì)狀況海水水質(zhì)狀況海水是一個(gè)復(fù)雜的稀溶液體系，含有海水是一個(gè)復(fù)雜的稀溶液體系，含有80多種化學(xué)元素，總?cè)芙夤绦味喾N化學(xué)元素，總?cè)芙夤绦挝锔哌_(dá)物高達(dá)3.45%，其中常量元素形成的無機(jī)鹽如表，其中常量元素形成的無機(jī)鹽如表組成NaClMgCl2MgSO4CaSO4KClNaBr質(zhì)量(%)2.680.320.220.120.070.008海水中大量的鈣鎂離子所形成

6、的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物海水中大量的鈣鎂離子所形成的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物等容易在海水淡化過程中成垢。等容易在海水淡化過程中成垢。研究表明，在研究表明，在850C以下形成碳酸鈣垢的傾向大，以下形成碳酸鈣垢的傾向大，85-1160C之間之間Mg(OH)2的傾向大。的傾向大。SWRO 常規(guī)工藝流程常規(guī)工藝流程SWRO 反滲透裝置工藝流程圖反滲透裝置工藝流程圖SWRO 反滲透抗污染膜元件反滲透抗污染膜元件RO膜元件是海水淡化技術(shù)的核心，我們采用目前世界上最先進(jìn)的高脫鹽型抗污染海水淡化膜，保證在高產(chǎn)水量的同時(shí)達(dá)到高出水水質(zhì) 該膜具有以下特點(diǎn)：l脫鹽率高 穩(wěn)定脫鹽率99.7%l膜通量

7、大 單支產(chǎn)水量23m3/dl抗污染力強(qiáng)lPH 適應(yīng)范圍廣 2-11l適應(yīng)溫度高中心管鹽水密封進(jìn)水進(jìn)水產(chǎn)品水透過層反滲透膜進(jìn)水隔網(wǎng)濃水產(chǎn)品水SWRO 卷式卷式RO膜元件的結(jié)構(gòu)圖膜元件的結(jié)構(gòu)圖SWRO 反滲透抗污染膜元件反滲透抗污染膜元件海 水產(chǎn)品水支撐層支撐層聚砜45umRO膜截面圖(UHR-FE SEM)超薄脫鹽層超薄脫鹽層交聯(lián)芳香族聚酰胺0.3um基層基層無紡布 聚酯層100um0.5um 系統(tǒng)回收率系統(tǒng)回收率 （海水濃度以（海水濃度以35000mg/l）RO膜元件的耐壓能力膜元件的耐壓能力 (MPa)010302040506010.09.08.07.06.05.0高壓中空醋 酸纖維素膜 (

8、 1998年年)中空聚酰胺膜(1969年年)高壓中空聚酰胺膜 (1992)超高壓卷式聚酰胺復(fù)合膜超高壓卷式聚酰胺復(fù)合膜 35,000 mg/L 海水濃度卷式聚酰胺復(fù)合膜 (1978-1979年年)卷式聚酰胺復(fù)合膜 (1998)SWRO 海水淡化膜的發(fā)展趨勢海水淡化膜的發(fā)展趨勢n傳統(tǒng)顆粒過濾器n活性炭過濾器n石英砂過濾器n機(jī)械過濾器SWRO 預(yù)處理方法預(yù)處理方法-（一）（一）n超濾系統(tǒng)n超濾是利用多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的雜質(zhì)顆粒。在壓力驅(qū)動(dòng)下，溶液中水、有機(jī)低分子、無機(jī)離子等尺寸小的物質(zhì)可通過纖維壁上的微孔到達(dá)膜的另一側(cè)，溶液中菌體、膠體、顆粒物、有機(jī)大分子等大尺寸

9、物質(zhì)則不能透過纖維壁而被截留，從而達(dá)到篩分溶液中不同組分的目的。該過程為常溫操作，無相態(tài)變化，不產(chǎn)生二次污染。SWRO 預(yù)處理方法預(yù)處理方法-（二）（二）SWRO 預(yù)處理方法預(yù)處理方法-（二）（二）SWRO 預(yù)處理方法預(yù)處理方法-（二）（二）將膠體污染及細(xì)菌污染可能性降至最低設(shè)計(jì)反滲透和超濾系統(tǒng)時(shí)，膜的通水量可增加20-40%可使膜的使用壽命延長至7-8年減少化學(xué)清洗費(fèi)用，降低運(yùn)行成本相同的產(chǎn)水量的情況下，RO膜一次性投資減少20%超濾作為反滲透預(yù)處理的優(yōu)點(diǎn)超濾作為反滲透預(yù)處理的優(yōu)點(diǎn)SWRO 能量回收裝置能量回收裝置-PX系統(tǒng)系統(tǒng)PX能源回收裝置與傳統(tǒng)的透平式、渦輪式能源回收裝置相比的特點(diǎn)：n

10、能源轉(zhuǎn)換率高達(dá)97%n投資費(fèi)用更省n運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用最低n噸水電耗最低可達(dá)2KWH簡單的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)n只有一個(gè)活動(dòng)部件n無震動(dòng)n無閥門n無活塞n無計(jì)時(shí)器n無電控器SWRO 能量回收裝置能量回收裝置-PX系統(tǒng)系統(tǒng)SWRO 能量回收裝置能量回收裝置-PX系統(tǒng)系統(tǒng)2500m3/d海水淡化工程實(shí)例SWRO 能量回收裝置能量回收裝置-PX系統(tǒng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的殺菌工藝標(biāo)準(zhǔn)的殺菌工藝什么是生物污染防護(hù)？什么是生物污染防護(hù)？n 膜被有機(jī)物、無機(jī)物、微生膜被有機(jī)物、無機(jī)物、微生物污堵；（物污堵；（80%的海水淡化的海水淡化會(huì)有此問題）會(huì)有此問題）n 40%都是微生物（生物污都是微生物（生物污染）；染）；n 如何防止生物污染如何防

11、止生物污染n 應(yīng)用可耐氯的反滲透膜；應(yīng)用可耐氯的反滲透膜；n 使用新的氧化殺菌劑；使用新的氧化殺菌劑；n杜邦公司的殺菌工藝（非常規(guī)）杜邦公司的殺菌工藝（非常規(guī)）n 1989年年 氯胺在進(jìn)水池和膜氯胺在進(jìn)水池和膜上殺菌，當(dāng)時(shí)膜較少有問題；上殺菌，當(dāng)時(shí)膜較少有問題；n 1995年年 間歇在海水進(jìn)水中間歇在海水進(jìn)水中加氯，在膜處不殺菌（或注入加氯，在膜處不殺菌（或注入SBS緩沖加入）緩沖加入） SWRO 生物污染防護(hù)生物污染防護(hù)SBS* 亞硫酸鈉亞硫酸鈉SWRO 生物污染防護(hù)方法生物污染防護(hù)方法 10000m3/d 海水淡化工程6000m3/d海水淡化工程SWRO 能量回收裝置能量回收裝置-PX系統(tǒng)系統(tǒng)以浙江華能電廠為例:設(shè)計(jì)出力: 1440t/h噸水/小時(shí)設(shè)備投資： 6-10萬人民幣 SWRO 工程投資分析工程投資分析