反滲透工程的系統設計基礎與RO海水淡化實例解析附圖豐富三

反滲透工程的系統設計基礎與

RO海水淡化實例反滲透工工藝流程程的設計計依據反滲透最最終用途途：產品水水的具體體用途，，它決定定了為滿滿足用戶戶需要的的水質和和水量。。對飲用用水，通通常要求求滿足公公共衛(wèi)生生標準或或世界衛(wèi)衛(wèi)生組織織標準。。然而產產品的性性能并不不嚴格的的要超過過所需值值，因為為高于所所需的產產水量或或產水水水質將增增加產品品水的費費用，產產生明顯顯的負面面影響。。相關處理理：在RO透過液使使用前，，通常需需要對其其作些后后處理。。至少，，需要脫脫氣以去去除為控控制結垢垢對進料料水酸化化而產生生的CO2和進行pH調節(jié)，以以防止下下游系統統發(fā)生腐腐蝕。預預處理即即垢的控控制，方方法有pH值的調節(jié)節(jié)、緩蝕蝕劑軟化化、微生生物控制制、氯化化/脫氯，對對懸浮固固體、膠膠體、金金屬氧化化物、有有機物等等的去除除。出水后處處理的要要求取決決于應用用，需按按具體情情況加以以確定。。對許多多工業(yè)應應用，后后處理包包括采用用樹脂除除鹽和紫紫外線消消毒。對對城市應應用要附附加pH調節(jié)、、脫氣氣及用用氯消消毒。。反滲透透膜的的選擇擇：膜性能能可受受與膜膜本身身及其其構型型無關關的一一些因因素的的影響響，例例如預預處理理及系系統的的操作作與維維護，，然而而，需需根據據進料料水的的水質質及最最終用用途仔仔細考考慮選選擇膜膜材料料及膜膜構型型。對對于不不同公公司膜膜的選選擇一一般根根據經經驗，，但對對于國國外公公司的的膜還還是比比較放放心的的，根根據手手冊選選用。。膜一、評評價指指標1、脫脫鹽率率和透透鹽率率2、產水水量（（水通通量））常用用加侖侖每平平方英英尺每每天（（GFD）表示示。過過高的的滲透透流率率將導導致垂垂直于于膜表表面的的水流流速加加快，，加劇劇膜污污染。。3、回回收率率①單位位面積積上透透水量量大，，脫鹽鹽率高高；②②機機械強強度好好，多多孔支支撐層層的壓壓實作作用小小；③③化化學穩(wěn)穩(wěn)定性性好，，耐酸酸、堿堿腐蝕蝕和微微生物物侵蝕蝕；④④結構構均勻勻，使使用壽壽命長長，性性能衰衰降慢慢；⑤⑤制膜膜容易易，價價格便便宜，，原料料充足足反滲透透高壓壓泵選選擇：高壓壓泵提提供膜膜生產產所需需產水水流量量及水水質的的壓力力。常常用泵泵的類類型是是單級級、高高速離離心泵泵；柱柱塞泵泵；多多級離離心泵泵。通通常單單級離離心泵泵效率率最低低，柱柱塞泵泵效率率最高高。對對于小小系統統采用用高速速離心心泵，，對于于大系系統采采用多多級離離心泵泵為佳佳。目目前國國產的的南方方泵業(yè)業(yè)比較較好好的，，丹麥麥格蘭蘭富泵泵是國國際流流行的的、要要滿足足膜設設計的的壓力力和流流量要要求。。3噸設備設備流程反滲透系統統主要包括系系統泵、反反滲透裝置置（反滲透透膜及膜殼殼、機架、、電控箱））、沖洗/清洗裝置及及中間水箱箱。整體設備反滲透的影影響因素反滲透膜的的水通量和和脫鹽率是是反滲透過過程中關鍵鍵的運行參參數，這兩兩個參數將將受到壓力力、溫度、、回收率、、給水含鹽鹽量、給水水PH值因素的影響。。1、進水壓力進進水壓壓力本身并不會會影響鹽透過量量，但是進水壓壓力升高使得驅驅動反滲透的凈凈壓力升高，使使得產水量加大大，同時鹽透過過量幾乎不變，，增加的產水量量稀釋了透過膜膜的鹽分，降低低了透鹽率，提提高脫鹽率。當當進水壓力超過過一定值時，由由于過高的回收收率，加大了濃濃差極化，又會會導致鹽透過量量增加，抵消了了增加的產水量量，使得脫鹽率率不再增加。2.、進水溫度溫溫度對反滲透的的運行壓力、脫脫鹽率、壓降影影響最為明顯。。溫度上升，滲滲透性能增加，，在一定水通量量下要求的凈推推動力減少，因因此實際運行壓壓力降低。同時時溶質透過速率率也隨溫度的升升高而增加，鹽鹽透過量增加，，直接表現為產產品水電導率升升高。溫度對反反滲透各段的壓壓降也有一定的的影響，溫度升升高，水的粘度度降低，壓降減減少，對于反反滲透膜的通通道由于污堵而而使湍流程度增增強的裝置，粘粘度對壓降的影影響更為明顯。。反滲透膜產產水電導對進水水水溫的變化十十分敏感，隨著著水溫的增加，，水通量也線性性的增加，進水水水溫每升高1℃，產水通量就就增加2.5％～3.0％；其原因在在于透過膜的的水分子粘度度下降、擴散散性能增強。。進水水溫的的升高同樣會會導致透鹽率率的增加和脫脫鹽率的下降降，這主要是是因為鹽分透透過膜的擴散散速度會因溫溫度的提高而而加快。3、進水pH值

各種種膜組件都有一個個允許的pH值范圍，進水pH值對產水量幾乎沒沒有影響；但是即即使在允許范圍內內，PH值對脫鹽率也也有較大影響，，一方面pH值對產品水的電導導率也有一定的影影響，這是因為反反滲透膜本身大都都帶有一些活性基基團，pH值可以影響膜表面面的電場進而影響響到離子的遷移，，pH值對進水中雜質的的形態(tài)有直接影響響，如對可離解的的有機物，其截留留率隨pH值的降低而下降；；另一方面由于水水中溶解的CO2受pH值影響較大，pH值低時以氣態(tài)CO2形式存在，容易透透過反滲透膜，所所以pH低時脫鹽率也較低低，隨pH升高，氣態(tài)CO2轉化為HCO3－和CO32－離子，脫鹽率也逐逐漸上升，pH在7.5～8.5之間時，脫脫鹽率達到最高。。4、進水鹽濃度滲滲透壓是水中所所含鹽分或有機物物濃度的函數，含含鹽量越高滲透壓壓也增加，進水壓壓力不變的情況下下，凈壓力將減小小，產水量降低。。透鹽率正比于反反滲透膜正反兩側側鹽濃度差，進水水含鹽量越高，濃濃度差也越大，透透鹽率上升，從而而導致脫鹽率下降降。對同一系統來來說，給水含鹽量量不同，其運行壓壓力和產品水電導導率也有差別，給給水含鹽量每增加加l00ppm，進水壓力需增增加約0.007MPa，同時由于濃度的的增加，產品水電電導率也相應的增增加。5、懸浮物水中中的懸浮物就是指指在水濾過的同時時，在過濾材料表表面殘留下的物質質，以粒子成分為為主體。懸浮物含含量高會導致反滲滲透和納濾系統很很快發(fā)生嚴重堵塞塞，影響系統的產產水量和產水水質質。6、回收率回收率率對各段壓降有很很大的影響，在進進水總流量保持一一定的條件下，回回收率增加，由于于流經反滲透高壓壓側的濃水流量減減少，總壓降降低低，回收率減少，，總壓降增大，實實際運行表明，回回收率即使變化很很小，如1%，也會使總壓差產產生0.02MPa左右的變化?；厥帐章蕦Ξa品水電導導率的影響取決于于鹽透過量和產品品水量，一般說來來，系統回收率增增大，會增加濃水水中的含鹽量，并并相應增加產品水水的電導率。反滲透膜元件的的指標離散特性性如果系統設計目目標是脫鹽率最最高或是膜通量量比最小，通過過技術指標差異異膜元件組的最最佳排列，可以以使系統運行指指標得到一定程程度的提高。而而元件的隨機排排列將可能使系系統調試及運行行指標惡化“膜元件之間技術術指標的差異越越大，系統運行行調試指標可優(yōu)優(yōu)化調整的潛力力越大。膜位置與凈化關關系反滲透透電控控裝置置反滲透水處處理變頻控控制系統工工作原理水處理控制制系統中，，水流量的的調節(jié)是在在整個系統統控制的一一個主要內內容，水量量準確的調調節(jié)可以提提高生產的的效益和設設備的安全全性。本系系統中，水水泵電機是是輸出環(huán)節(jié)節(jié)，轉速由由變頻器控控制，實現現變流量控控制。變頻頻器接受控控制器的信信號對水泵泵電機進行行速度控制制，控制器器綜合流量量設定參考考值與現場場反饋的實實際流量值值信號后，，經過PID調節(jié)，向變變頻器輸出出運轉頻率率指令。反滲透水處處理變頻控控制系統集集成反滲透水處處理變頻控控制系統組組成如下圖圖所示,系統控制核核心選用西西門子S7-400PLC，變頻器選選用MM420涉及到的模模塊有：SM321-1BL00，32路DI模塊(DC24V)；SM322-1BL00，32路DO模塊(DC24V)；SM331-1KF01，8路AI模塊；SM332-5HF00，8路AO模塊。工程程師站與PLC通訊選用通通訊卡CP5611。反滲透系統統常見形式式一級一段連連續(xù)式single-stagesingle-part一級一段循循環(huán)式一級多段連連續(xù)式一級多段循循環(huán)式多級流程一級一段連連續(xù)式這種方式要要求膜的溶溶質截留率率高，操作作壓力大，，否則，水水的回收率率不高，在在工業(yè)生產產中較少采采用。一級一段段循環(huán)式式為了提高高水的回回收率，，將部分分濃縮液液返回進進料，再再次經經過膜分分離器分分離，這這種流程程由于進進料液溶溶質濃度度提高，，所以透透過的水水質有所所下降。。一級多段段連續(xù)式式如圖4-14所示，這這種流程程可以得得到較高高的水回回收率，，較高濃濃度的濃濃縮液，，但流流動壓力力損失較較大，有有時需要要高壓泵泵?？紤]慮到各段段的料液液量依次次減小，，為了保保證原料料液流經經膜表面面有足夠夠大的速速度，減減少濃差差極化，，多采用用4-14(b)所示的一一級多段段連續(xù)式式的錐形形排列。。一級多段段連續(xù)式式在一級多多段中可可以達到到更高的的水回收收率和濃濃縮水濃濃度，這這要求更更高的高高壓泵，，以保證證后段膜膜的工作作壓力。?？紤]保保證足夠夠的給水水量以減減少后段段膜的極極化現象象。多采用4-14(b)所示的一一級多段段連續(xù)式式的錐形形排列。。圖4-14一級多段段連續(xù)式式流程一級多段段循環(huán)式式這種流程程能獲得得較高濃濃度的濃濃縮液，，更適于于以濃縮縮為目的的分離過過程。一級多段段循環(huán)式式當用反滲滲透作為為濃縮過過程時，，一次濃濃縮達不不到要求求時，可可以采用用這種多多步式方方式，這這種方式式濃縮液液體體積積可減少少而濃度度提高，，產水量量相應加加大。多級流程程多級流程程亦有連連續(xù)式與與循環(huán)式式之分，，這一一類流程程既可提提高水的的回收率率又可提提高淡化化水的質質量，而而且可降降低操作作壓力，，降低對對膜的脫脫鹽性能能的要求求，在在實際應應用中有有較高的的價值，，但是該該類流程程增大了了能量消消耗及泵泵的設備備投資。。圖4-16(a)(b)分別為二級和多多級反滲透流程程。3、兩級一段法當海水除鹽率要要求把NaCl從35000mg/L降至500mg/L時，則要求除鹽鹽率高達98.6％如一級達不到到時，可分為兩兩步進行。即第第一步先除去NaCl90％，而第二步再再從第一步出水水中去除NaCl89％，即可達到要要求。如果膜的的除鹽率低，而而水的滲透性又又高時，采用兩兩步法比較經濟濟，同時在低壓壓低濃度下運行行時，可提高膜膜的使用壽命。。多級流程4、多級反滲透流程程在此流程中，將將第一級濃縮液液作為第二級的的供料液，而第第二級濃縮液再再作為下一級的的供料液，此時時由于各級透過過水都向體外直直接排出，所以以隨著級數增加加水的回收率上上升，濃縮液體體體積減少濃度度上升。為了保保證液體的一定定流速，同時控控制濃差極化，，膜組件數目應應逐漸減少。電廠海水淡化工工程2001年2月18日投產了日產2500噸發(fā)電廠---公開的數據基本流程海水淡化系分為為預處理系統、、一級反滲透系系統、二級反滲滲透系統。一級反滲透系統統出水電導率平平均在350μs/cm,二級反滲透系統統出水電導率平平均在5μs/cm,為了達到鍋爐用用水的質量標準準,還需對二級反滲滲透出水經混床床離子交換處理理,達到小于0.2μs/cm的水質標準。工藝流程及出水水指標海水取水泵→加NaClO系統→加PAC、PAM系統→多介質過濾器→活性碳過濾器→加亞硫酸氫鈉、、阻垢劑系統→5微米過濾器→一級高壓泵→一級反滲透→一級淡化水池→二級高壓泵→→二級反滲透→除炭器→二級淡化水池淡水反沖洗泵化學清洗系統反滲透出水指標標為一級反滲透出水水:電導率率在230～380μs/cm,脫鹽率率≥99.3%,產水量量:2××52m3/h,回收率率為40%。二級反反滲透透出水水:電導率率在3.5～8μs/cm,脫鹽率率≥98%,產水量量:2××40m3/h,回收率率為75%。海水取取水系系統該系統配置3臺耐海水腐蝕的取取水泵,考慮到海水溫度隨隨季節(jié)而變化和反反滲透膜運行的最最佳溫度為25℃,因此3臺取水泵安裝在不不同的取水口。1號取水泵水源來自自一期機組循環(huán)水水泵房。2、3號取水泵水源分別別來自2、3號機組凝汽器排水水。一級加藥系統包括電解解海水制制氯、聚聚合氯化化鋁(PAC)、聚丙烯烯酰胺(PAM)三個加藥藥系統。。電解海海水制氯氯是通過過電解天然然海水,使海水中中含有一一定濃度度的次氯氯酸鈉(藥液),利用加藥藥泵將藥藥液加入入取水泵泵出口母母管上,以消除預預處理海海水中的的細菌、、藻類等等微生物物。加藥量是是通過調調節(jié)電解解電流來來維持多多介質過過濾器進水有效效氯濃度度為1mg/L左右。加PAC、PAM是為了將將海水中中的懸浮浮物、膠膠體、顆顆粒凝聚聚長大,通過過濾濾除去。。PAC、PAM加藥量的的控制是是根據進進水流量量自動調調節(jié)加藥藥泵頻率率的比例例調節(jié)方方式進過濾系統統為了保證證反滲透透系統污污染指數數(SDI)小于等于于4,系統設置置六臺(五用一備備)多介質過過濾器(石英沙和和無煙煤煤)和四臺(三用一備備)活性炭過過濾器。。污染指數數:也可稱為為淤泥密密度指數數SDI。它主要要是檢測測水中膠膠體和懸懸浮物等等微粒的的多少,是測定在在一定壓壓力和標標準間隔隔時間內內,一定體積積的水樣樣通過微微孔過濾濾器(0.45μμm)的阻塞率率。多介質過過濾器進水總流流量為300m3/h,它可以濾濾除經預預處理加加藥后所所形成的的礬花和和原水帶帶來的顆顆粒?；罨钚蕴窟^過濾器用用以吸附附雙濾料料過濾器器出水中中的有機機物和余余氯,同時進一一步降低低反滲透透系統進進水的SDI值。多介介質過濾濾器的反反洗設空空氣擦洗洗,可以提高高反洗效效果,擦洗氣源源為羅茨茨風機提提供。過過濾器的的反洗用用水為多多介質過過濾器產產水經反反洗水箱箱收集所所得。二級加藥藥系統二級加藥藥的目的的是保護護反滲透透膜,防止膜結結垢和受受余氯的的氧化。。它包括括加NaHSO3和加阻垢垢劑。(1)加NaHSO3還原劑的的目的是是去除活活性炭過過濾器出出水的余余氯,以防止止其進進入反反滲透透裝置置內,氧化反反滲透透膜。。NaHSO3的加藥藥量控控制是是根據據進水水量自自動調調節(jié)加加藥泵泵頻率率的比比例調調節(jié)方方式進進行。。加藥藥泵采采用一一用一一備的的方式式運行行。二級加加藥系系統加阻垢垢劑的的目的的是防止止?jié)馑械牡碾s質質在膜膜上結結垢,采用的的阻垢垢劑是是一種種分散散型隱隱蔽藥藥劑,它可以以對堵堵塞膜膜微孔孔的鐵鐵膠體體以及及細小小的顆顆粒起起到分分散的的作用用。阻阻垢劑劑的加加藥控控制是是根據據進水水流量量自動動調節(jié)節(jié)加藥藥泵頻頻率的的比例例調節(jié)節(jié)方式式進行行。一級反反滲透透系統統一級反反滲透透系統統系統由由2套反滲滲透裝裝置組組成,日產水水量為為2500t。每套套裝置置由一一套反反滲透透膜組組件、、一臺臺5μm過濾器器和兩兩臺高高壓泵泵組成成。反滲透透膜組組件安安裝在在17個并聯聯的壓壓力容容器內內,每個壓壓力容容器內內裝6根膜元元件,反滲透透膜元元件采采用美國陶陶氏TFC8040復合膜膜。5μm過濾器器的出出力為為130m3/h,外殼采采用不不銹鋼鋼316L,內裝52根長40””的5μm濾芯。。它的的作用用是防防止顆顆粒進進入高高壓泵泵和反反滲透透膜。。反滲透透裝置置配置置兩臺臺出力力為65m3/h、揚程程為6.3MPa的不銹銹鋼增增壓及及能量量回收收一體體泵,簡稱一一級高高壓泵泵。由于一一級反反滲透透濃水水的壓壓力接接近反反滲透透進水水的壓壓力,因此將反滲滲透濃水通通過能量回收系系統回收能能量,可以節(jié)約電電能,它的回收率率達到90%左右考慮到海水水溫度影響響膜的透水水率,水溫每升高高1℃,反滲透出水水將增加2.5～3%。為了降低電電耗,高壓泵采用用變頻器控控制,即用變頻器器調節(jié)高壓壓泵的運行行頻率,使反滲透的的運行壓力力適合其當當時水溫變變化的要求求,滿足正常的的產水量。。反滲透清洗系統統在反滲透膜組件件長期運行后,膜表面會受到難難以沖洗的有機機物和微量鹽份份結垢的污染,而造成膜組件性性能的下降,所以必須用化學藥品進行清清洗,以恢復其正常的的除鹽能力。二二套反滲透裝置置設置一套共用用清洗系統,此系統由一臺清洗洗箱,一臺清洗泵、一一臺5μm過濾器及一臺流流量計組成。反滲透淡水沖洗洗系統當反滲透系統停停機時,因膜內部的水已已經處于濃縮狀狀態(tài),在靜止狀態(tài)下,容易造成膜組件件的污染,因此還需要用淡水沖沖洗膜表面,以防止污染物沉沉積在反滲透膜膜表面,影響膜的性能。。系統設置一臺臺沖洗泵和配管管。注意:沖洗水進入反滲滲透裝置的方向向與運行水流方方向一致，不是是反沖洗，與多多介質過濾器不不同。二級反滲透系統統二級反滲透系統統按2套設置,日產水量1920t。每套反滲透裝裝置配置一臺高高壓泵、一套反反滲透膜組件和和一套控制儀表表。高壓泵出力力為54m3/h,揚程為1.4MPa。因其進水為一一級反滲透的產產品水,所以選用高產水水量的超低壓膜膜元件,它具有產水量高高,運行壓力低的特特點。每套反滲透膜組組件配置7根壓力容器,內裝42根美國陶氏BW-400膜元件,采用一級兩段(4:3)排列。系統還配配置了除炭器,用以除去二級產產品水的CO2,以利于后級水質質處理。由于進進水采用一級產產品水,而一級產品水的的主要成分是氯氯化鈉,因此不設任何加加藥系統。反滲透的保護系系統一級反滲透系統統設置一級高壓壓泵入口低壓保保護開關,出口高壓保護開開關。其作用是是為保護高壓泵泵和反滲透膜。。二級反滲透系統統在二級高壓泵泵出口設置一個個慢開電動門,當二級反滲透系系統運行時,使膜元件逐漸升升至一定壓力,減小膜沖擊。反滲透的自動控控制和儀表5反滲透的自動控控制和儀表反滲透系統采用用PLC自動控制的方式式運行。其運行行和退出主要是是控制高壓泵的的啟動和停止來來實現的。而高高壓泵的啟、停停是通過淡化水水池的水位變化化來決定的。系系統的啟動、停停止和過濾器的的反洗都是在自動下進進行的。為了控制、監(jiān)測測反滲透系統正常運行,還配置了一系列列的在線測試儀儀表。它包括ORP表、pH測量儀、電導率率表、流量計、、壓力表、取樣樣裝置等。一級反滲透海水水淡化的運行情情況海水淡化投產半半年后檢測,設備運行情況正正常。一級反滲滲透的產水量、、脫鹽率和產水水質量都能達到到設計要求。檢檢查一級反滲透透進水壓力與濃濃水出口壓力的的差值與剛投產產時一樣,且出水流量和產產品水質都滿足足設計要求。可可以肯定反滲透透膜運行情況良良好,膜沒有受到污染染。檢測指標：多介介質過濾器出水水污染指數一般般為2.6～3.8左右,由于海水的懸浮浮物和膠體較多多,預處理比較困難難,通過調整預處理理加藥試驗,確定多介質過濾濾器周期制水量量為800t及時反洗。,活性炭過濾器器周期制水量量為5000t,可以保證每臺臺過濾器失效效后能及時更更新或反洗。。海水溫度海水溫度升高高,運行壓力降低低,海水溫度降低低,運行壓力升高高。海水溫度度在12～28℃時,運行壓力在5.5～5.0MPa內變化。一級級海水淡化反反滲透膜最適適宜的溫度是是25℃,這時的運行壓壓力是5.1MPa。海水溫度對反反滲透膜的透透水量有很大大影響,當海水溫度變變化時,通過調節(jié)高壓壓泵變頻器的的頻率,實現產水量為為52噸t/h。變頻器的輸輸出頻率一般般在44～49Hz范圍內。海水溫度對產產水電導率的的影響在控制一級產產水量52t/h,回收率為40%時,海水溫度升高高,運行壓力降低低,產品水電導率率增加;海水溫度降低低,運行壓力升高高,產品水電導率率減小。海水溫度在12～28℃時,產水電導率在在230～380μs/cm變化。海水的腐蝕問問題由于海水對鋼鋼管的腐蝕性性特別強,雖然一級反滲滲透系統的5μm過濾器出口到到高壓泵入口口管材采用316L不銹鋼,但也出現多處處因腐蝕產生生的漏點;一級反滲透裝裝置的濃水出出口母管和濃濃水收集支管管均采用316L不銹鋼管,也出現幾處泄泄漏點。為此此我們將高壓壓泵入口管段段改為PVC管材,將反滲透裝置置的漏點進行行了重新補焊焊,消除了漏點二級反滲透運運行情況二級反滲透運運行情況良好好。運行壓力力為1.1～1.4MPa,二級產水量保保持40t/h,回收率75%,產水電導率為為2.8～7.0us/cm。電廠海水淡化化(一期)工程關鍵設備:澄清池、濾池池、活性碳過過濾器、超濾濾裝置、高壓壓泵、能量回回收設備、熱熱控儀表、水水處理設備、、計算機監(jiān)測測控制系統投資總額:250000萬元項目性質:擬建進展階段:工程設計建設周期:2007年至2010年建設單位:發(fā)電有限公司司電廠海水淡化化工程設計電廠的淡水系系統全部采用用了世界先進進的“雙膜膜法”海水淡淡化技術,工程投資約2億。分公司，浙江江，公開的數數據）電廠海水淡化化工程自2003年3月開始采用““雙膜法””方案。為了了充分驗證方方案選擇的可可行性，該廠廠于2004年4月至8月在現場進行行了超濾裝置置的中試運行行。1系統設計1.1設計參數海水含鹽量：：34000mg/L；水溫：15～32℃；水量：總制制水量1440m3/h(34560m3/d），分為6套，單套出力力240m3/h。1.2系統流程海水→混凝澄澄清→超濾→→一級反滲透透→二級反滲滲透1.3總平面布置海水淡化工程程的總平面布布置充分利用用了循環(huán)水系系統的取排水水系統的布置置，緊靠防浪浪大堤一側，，自取水、混混凝澄清、超超濾過濾、反反滲透制水、、濃水排放，，形成了完整整流暢的布局局2主要系統介紹紹海水取水系統統電廠海水淡化化系統充分利利用了電廠的的循環(huán)水系統統，以降低造造價，同時可可以利用發(fā)電電廠余熱使循循環(huán)排放水溫溫升高9～16℃的有利條件，降低低海水淡化工程的的能耗。海水取水水口位于電廠海域域-15.6m等深線附近的海域域，排水口設置在在-5m等深線附近的海域域。循環(huán)水系統工藝流流程為：取水口→→自流引水隧道→→循環(huán)水泵→供水水管道→凝汽器→→排水管道→虹吸吸井→排水溝→排排水工作井→排水水管→排水口。海水經過循循環(huán)冷卻之之后，冬季季工況有16℃左右的溫升，夏夏季工況有有9℃左右的溫升升，因此，，電廠的海水淡淡化系統采采用了兩路路進水，一一路取自循循環(huán)水泵出口（（未經熱熱交換的海海水），一一路取自虹虹井，根據原海水水的水溫變變化采用不不同的進水水方式，基基本保證水溫在在20～30℃，調整后維維持25℃左右。海水預處理理系統海水反滲透透（SWRO）給水預處處理技術包包括消毒、凝聚/絮凝、澄清清、過濾等等傳統水處處理工藝及及膜法等新的水水處理工藝藝，膜法預預處理主要要包括微濾濾（MF）、超濾（（UF）和納濾（（NF）等。預處處理的目的的：除去懸懸浮固體，，降低濁度度；控制微微生物的生生長；抑制制與控制微微溶鹽的沉沉積；進水水溫度和pH的調整；有有機物的去去除；金屬屬氧化物和和含硅化合合物沉淀控控制混凝澄清沉沉淀系統為了降低海海水中的含含砂量以及及海水中有有機物、膠膠體的含量量，必須進進行混凝沉沉淀處理。?；炷恋淼硐到y設有有四座微渦渦折板式1000m3/h的混凝澄清清沉淀池，，為鋼筋混混凝土結構構，設備內內部沒有轉轉動部件，，可有效地地減少防腐腐成本。經經混凝沉淀淀處理后海海水濁度小于5NTU，運行參數數為：混合合時間：3s；絮凝時間間：10min；沉淀池上上升流速小小2.4mm/s。?；炷恋淼硖?/p>

理后后水質見表表1。2.2.2過濾系統該廠過濾系系統采用了了浸入式ZeeWeed1000型超濾膜系系統，膜元元件主要的的技術參數數為：膜材材料：聚偏偏乙烯（PVDF）；膜通量量：50-100L/m2·h；運行壓力力：0.007～0.08MPa；最大操作作溫度：40℃；pH范圍：2～13；化學清洗洗間隔期：：60～90d。2.3高壓泵高壓泵是是SWRO系統的重重要部件件，正確確選擇高高壓泵性性能對系系統安全全性影響響很大，，它是運運轉部件件，出現現故障的的概率高高。對于于大型的的海水淡淡化裝置置，一般般采用的的高壓泵泵是離心心泵。常常用離心心泵的結結構形式式有水平平中開式式和多級級串式。。兩者相相比在結結構上應應是水平平中開式式占較大大的優(yōu)勢勢，據稱稱可以達達到6年不開缸缸維修，，缺點是是其設備備價格昂昂貴。2.4能量回收收裝置由于PX系列的能能量回收收裝置具具有回收收效率高，噪音音低等特特點，逐逐漸受到到用戶的的青睞。。由于設設計中它它僅有一一個轉動動部件，，沒有機機械密封封和表面面磨損，，因而維維護工作作量很低低。2.5海水淡化化系統海水經過過超濾后后，經海海水提升升泵進入入保安過過濾器，，然后進進入一級級海水淡淡化系統統。一級級海水淡淡化系統統共設6組，每組組設有壓壓力容器器58個，每個個壓力容容器內裝裝有7支膜元件件，設計計出力240m3/h（5760m3/d）。系統總出出力為34560m3/d。玉環(huán)電廠海水水淡化五個技技術關鍵點高效混凝沉淀淀系列凈水技技術渦旋混凝低脈脈動沉淀給水水處理技術””的基礎上發(fā)發(fā)展而來的。。其中涉及了了水處理工程程中預處理的的混合、絮凝凝反應、沉淀淀三大主要工工藝，特點是是上升流速比較快，占占地面積比較較少；沒有類類似機械攪拌拌澄清池中的的轉動設備，，也沒有類似似于水力加速速澄清池中的的大量金屬構構件，這對于于防止海水中中突出的腐蝕蝕問題是一個個比較好的解解決方案。超濾作為海水水淡化預處理理系統為了驗證超濾濾在工藝系統統中設置的安安全可靠性，，以及尋找最最適合的工藝藝參數，以最最大限度地優(yōu)優(yōu)化系統的配配置。該廠組組織了有六家家公司參與的的中試。試驗驗結果表明高高效混凝澄清清技術、超濾濾系統用于該該海水淡化工工程是可行的的。超濾出水SDI試驗結果顯顯示，產水水SDI總體上穩(wěn)定定在2.5左右，從整整體趨勢來來看，隨著著時間的推推移，超濾濾產水SDI有略微上升升的趨勢，，這可能是是由于在試試驗過程中中超濾膜沒沒有得到有有效的維護護，如化學學清洗等；；進水消毒毒不徹底；；進水混凝凝澄清效果果不理想等等，造成了了海水中的的微粒、膠膠體、有機機物和微生生物等和膜膜發(fā)生了物物理化學反反應，改變變了膜的分分離能力。。試驗顯示示客觀上雖雖然存在這這種膜污染染導致的分分離能力下下降，但這這種表現為為SDI的上升的下下降趨勢極極為緩慢，，并不明顯顯值升高，超超濾出水的的SDI也高，反之之亦然。鐵鐵離子的影影響：水中中可溶解性性的過渡金金屬離子，，如Fe2+因氧化而形成沉沉淀使SDI升高；氧化劑的的影響：試驗過過程中發(fā)現，如如果加入次氯酸酸鈉，超濾出水水的SDI升高。3.2.2超濾出水濁度海水濁度一般在在100NTU以上，但是由于于潮汐及天氣的的影響，濁度變變化幅度非常大大，實測最高達達到2456NTU，經過混凝澄清清之后，一般在在15～20NTU，個別值達到50NTU。從超濾產水來來看，產水濁度度相對比較穩(wěn)定定，基本上在0.10NTU左右，雖有個別別值達到了0.20NTU，但沒有出現大大的波動，基本本上控制在0.15NTU以下。。超濾出出水中中的鐵鐵超濾進進水鐵鐵的濃濃度變變化范范圍在在25.5～1451μμg/L，去除除率在在80%～90%。3.2.4超濾出出水中中的硅硅超濾進進水的的膠體體硅含含量變變化范范圍在在1.081～10.74mg/L，出水水的膠膠體硅硅含量量是比比較穩(wěn)穩(wěn)定的的，一一般小小于2mg/L，去除除率最最低時時只有有10%，最高高達到到98%，大部部分去去除率率在70%～90%之間。。3.2.5超濾出出水中中的COD海水中中CODMn不超過過10mg/L，經過過超濾濾之后后，產產水CODMn最高不不超過過5.0mg/L，也就就是說說超濾濾對CODMn去除率率比較較低。。相對對進水水CODMn的波動動，產產水CODMn比較穩(wěn)穩(wěn)定，，但還還是呈呈現比比較緩緩慢的的上升趨趨勢。。3.2.6超濾出出水細細菌總總數超濾對對細菌菌的去去除率率達到到100%。3.3系統回回收率率的確確定目前的的海水水淡化化工程程，回回收率率一般般在38%～50%之間。。決定定回收收率高高低的的因素素主要要有原原海水水水質質、預預處理理系統統出水水水質質、膜膜的性性能要要求、、運行行壓力力、綜綜合投投資和和制水水成本本等。。由于于玉環(huán)環(huán)項目目采用用超濾濾作為為反滲滲透的的預處處理，，原原海水水的含含鹽量量通常常在28000～32000mg/L之間，，而最最低水水溫高高于15℃℃，因此此在反反滲透透允許許的設設計條條件下下，回回收率率越高高，系系統的的經濟濟性越越好。。按照照回收收率40%，45%，50%，進行行了技技術經經濟比比較（（表表2）。經經分析析比較較，我我們確確定的的回收收率為為45%。3.4新材料料的應應用海水淡化系統中另另一個重要問題就就是設備及管道腐腐蝕，根據工藝流流程中接觸介質種種類及壓力的不同同，分別采用了雙雙相不銹鋼2205、2507以及奧氏體不銹鋼鋼254Mo，低壓系統大量的的采用襯里、塑料料及玻璃鋼管道。。3.5濃水排放綜合利用用海水淡化系統中濃濃水排放是全球業(yè)業(yè)內要解決的問題題，由于發(fā)電廠循循環(huán)水中一般采用用氧化性殺菌劑來來抑制循環(huán)水系統統中藻類、貝類的的生長，在海濱電電廠大都設有電解解海水制氯系統，，反滲透濃水相當當于在原海水的基基礎上濃縮了1.6倍，因此將一部分分直接用于電解海海水制氯，可以簡簡化制取次氯酸鈉鈉系統設置，又可可提高電解制氯系系統的效率。4制水成本分析海水淡化的運行成成本是大家比較關關注的問題，也是是評價系統方案可可行性的重要依據據。根據玉環(huán)工程程投標商的報價情情況、性能指標、、使用保證壽命，，綜合考慮設備折折舊、人工、藥品品、檢修維護等各各方面的因素，以以上網電價為基礎礎，噸水的制水成成本在4元左右。電廠海水淡化工程程介紹海水淡化系統采用用雙膜法,即超濾+反滲透工藝,設計制水能力1440m3/h,這是目前國內乃至至亞洲地區(qū)最大的的采用膜法技術的的海水淡化工程。。(上海市,2008年）電廠位于浙江東南南部,屬于溫帶氣候,海水年平均溫度15℃。根據電廠直流循循環(huán)的特點,循環(huán)冷卻水取自原原海水,經過凝汽器后的排排水實際溫升可達9℃,此時從排水虹吸井井取水基本滿足了了反滲透工藝對水水溫的要求。按1440m3/h淡水制水量計算,反滲透淡化工程的的原海水取用量為為4200m3/h,(過濾裝置回收率以以90%計,第1級反滲透水回收率率以45%計,第2級反滲透水回收率率以85%計)。從虹吸井取來的的原料海水進入反反應沉淀池進行凈凈化處理,除去懸浮顆粒和部部分膠硅,反滲透預處理反滲透裝置的預處處理是整套淡化系系統的關鍵,可通過傳統工藝即即多介質過濾器、、活性炭過濾器組組合而成,也可通過近年來發(fā)發(fā)展起來的微、超超濾工藝，傳統工藝需設置龐龐大的介質過濾系系統,按表2水量計算,需設置直徑3200mm、長度12000mm的各類臥式過濾器器38臺,設備臺數多,操作檢修工作量龐大,且占地面積也巨大大。超(微)濾膜的性能比較作為反滲透膜組件件長期、安全、穩(wěn)穩(wěn)定運行的預處理措施,超(微)濾膜的選擇至關重重要。目前國際上上較為常用的有:按進水流流向分有有外壓膜膜、內壓壓膜;按膜組件件布置方方式分有有立式膜膜、臥式式膜;按膜絲材材料分有有聚偏氟氟乙烯(簡稱PVDF)、聚醚砜砜(簡稱PES)、聚砜等等;按運行方方式分有有錯流、、死端過過濾等。。在項目目實施初初期,在設備系系統招標標文件發(fā)發(fā)出前,業(yè)主方組組織了超超(微)濾膜的中型型試驗工作作,在經過多級級審查及系系統招、評評標后,電廠海水淡淡化系統最最終選用了