1噸海水淡化設(shè)備
海水由於其含鹽量非常高,而不能被(bèi)直接使用,主要采用兩種方法淡化海水,即蒸餾法和反滲透(tòu)法。
蒸餾法
蒸餾法主要被用(yòng)於特大型海水淡化處理上及(jí)熱能豐富的地方(fāng)。反(fǎn)滲透膜法適用麵非常的(de)廣,且脫鹽率(lǜ)很高,因此被廣泛使用。反滲透膜法首先是將海水提(tí)取上來,進行初步處理,降低海水濁度,防止細菌、藻類等(děng)微生物的生長,然後用特(tè)種高壓泵增(zēng)壓,使海水進入(rù)反滲透膜,由於海水含鹽(yán)量高,因此海水反滲透膜(mó)必須(xū)具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐高壓、抗汙染等特點,經(jīng)過反(fǎn)滲透膜處理後的海水,其含鹽量大大降低,TDS含量從36000毫克(kè)/升降至200毫克/升左右。淡化後(hòu)的水質甚至優於自來水,這(zhè)樣就可供(gòng)工業、商業、居民(mín)及船舶、艦艇使(shǐ)用。
反滲透法
海水含鹽量高、硬度高,對設備腐蝕性大,而且水溫季節性變化較大 使得反(fǎn)滲透海水淡化係統比常規的苦鹹水脫鹽係統要(yào)複雜得多,工程投資和能耗也高得多。因此 通過精心的工藝設(shè)計,合理的設備配置來降低工程投資和能耗,從而降低單位製水成本,並確保係統穩定運行就顯得格外重要。
預處理
無論是(shì)海水(shuǐ)淡化,還是(shì)苦(kǔ)鹹水脫鹽,給水預處理是保證反(fǎn)滲透係統長期穩定運行的關鍵。在製定海水預處理方案時應充分考慮(lǜ)到:海水中存在大量微生物、細(xì)菌和藻類。海水中細(xì)菌、藻類的繁殖和微生物的生長不僅會(huì)給取水(shuǐ)設施帶來許多麻煩,而且會直接影響海水淡化設備及(jí)工藝(yì)管道的正常運(yùn)轉。周期性漲潮(cháo)、退潮,海水中夾帶大量泥(ní)沙,濁度變化較大,易造(zào)成(chéng)海水預處理係統運轉不穩定。海水具有較大腐蝕性,對係統中所采用的設備、閥門、管道(dào)件(jiàn)的材質要作一定篩選(xuǎn),耐腐性能(néng)要好(hǎo)。
殺菌滅藻
國外海水淡化工程多采用投加液(yè)氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅藻。考慮到交通等多方麵的因素,投加化學試劑殺菌(jun1)滅藻有(yǒu)一定難(nán)度,在本工程設備(bèi)研製過程(chéng)中專門采用海水次氯酸鈉發生器。海水取水泵後分出一小股帶壓海水,進入(rù)次氯酸鈉發生器,在直流電場作用下產生NaClO,靠位差直接注入海灘沉井,以殺滅海(hǎi)水中的細菌、藻類和微生物。
由於(yú)海水硬度高 海(hǎi)水(shuǐ)直(zhí)接電(diàn)解(jiě)產生(shēng)N aC lO必須克服發生電極結垢(gòu)問題。在研製過程中 ,借(jiè)鑒了電滲析頻繁倒極 (EDR )技術,即每隔 5~ 10m in倒換一(yī)次(cì)電極極性,有效地解決了次氯酸鈉發生器結垢沉澱問(wèn)題。
混凝過濾
混(hún)凝過濾旨在去(qù)除海水中膠體、懸(xuán)浮雜質,降低濁度。在反(fǎn)滲透膜分離工程(chéng)中通(tōng)常用汙染指數 (FI)來計量,要求(qiú)進入(rù)反滲透設備的給水的FI值<4。由於海水比重較大,pH值較高,且(qiě)水溫(wēn)季節性變化大,係統選用FeCl3作為混(hún)凝劑,其具有(yǒu)不受溫度影響,礬花大而結實,沉降速度快等優(yōu)點。
化學調節
為防止海水淡化過(guò)程(chéng)中因(yīn)海水濃縮而產生難溶無機鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表麵(miàn)和係統管道件上結垢沉澱,海水在(zài)進入反滲透脫鹽係統前要添加防(fáng)垢劑。
投加H2SO4調節海水(shuǐ)pH值分解海水中的HCO-3,以防止(zhǐ)CaCO3沉澱,是海水淡化中較常用和比較經濟的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉澱的有(yǒu)效方法(fǎ),但(NaPO3)6在阻垢的同時產生的(de)副產(chǎn)品磷酸鹽會助長微生物、細菌和藻類的生長,使用有一定的局限性。而從西方國家進口的專用高分子聚合物阻垢劑價格較高(gāo),會直接影響海水淡化工程的運轉費(fèi)用。本工程最終選用H2SO4作為阻垢(gòu)劑,控製反滲透係統給水的pH值在 6.8~7.0之間(jiān),同時控(kòng)製海水淡化係統水回收率,以防止CaSO4沉澱析出。
考慮到在反滲透海水(shuǐ)淡化係統中采用以芳香聚酰(xiān)胺為膜材料的複(fù)合膜元件 其耐氧化性(xìng)差要求進水中餘(yú)氯(lǜ)含量在0.1m g/L以下還原劑脫,因此海(hǎi)水在進(jìn)入膜係統前投加NaHSO3,控製海水(shuǐ)進反滲透裝置前的氧化還原電位(ORP),使進反滲透裝置前的海水氧化還原電位(wèi)(ORP)在280~320mV.NaHSO3投(tóu)加(jiā)量是(shì)海水中餘氯量的3倍。
除異味
環島海域的海水受周邊環境影響較大,海水化學耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季節有時海水有較大的異臭異味。因此除(chú)添加NaClO進行氧化外,增(zēng)設活性(xìng)炭過濾器,選用具(jù)有較(jiào)高機械強度的(de)果型顆粒(lì)活(huó)性炭能有效地吸附有機物和異臭異味,提高反滲(shèn)透產水水(shuǐ)質,同時能減輕對反(fǎn)滲透膜(mó)麵汙染,延長膜使用壽命。
保安過濾
保安過濾采用316L濾(lǜ)器(qì),5µm濾芯,過濾(lǜ)進高壓泵前的海水,阻擋(dǎng)海水中直徑大於5µm 顆粒雜質,確保高壓泵,能量回(huí)收裝置(zhì)和反滲透膜(mó)元件安全,長期運行。
高壓泵和能量回收(shōu)裝置
高壓泵和能量回(huí)收裝置是為反滲透海水(shuǐ)淡化提供能量轉換和節能的重要(yào)設備,按反滲透海水淡化所需的流量和壓力選型,我們選用的單級離心泵,具有60m3/h流量,揚程640Psi;能量(liàng)回收裝置為HTC-300型,具有水(shuǐ)力透平結構,能利用反滲透排放濃縮(suō)海水的壓力使反滲(shèn)透進水壓力提升30%,有效地降低能耗。
反滲(shèn)透(tòu)膜元件是反滲透海水淡(dàn)化的核心部件(jiàn),該元件具有大於99%較(jiào)好的耐壓性(xìng)和抗氧化(huà)耐汙染性能。反滲(shèn)透裝置采用6個膜元件串聯,6個壓力母管並(bìng)聯的一級一(yī)段組合結構,並配置低壓自動(dòng)衝洗排放和淡化水低壓自動衝(chōng)洗置(zhì)換(huàn),不合格產(chǎn)水自(zì)動(dòng)切換排放裝置。在(zài)該係統中還設置高、低壓保護和高壓(yā)泵,清洗泵的聯(lián)鎖。
整個(gè)反滲透(tòu)海水淡化控製係統設計采用國(guó)內外先進的計(jì)算機程序控製,由工控機操作站可編程控製器PLC組成一個分散采樣控(kòng)製,集中監視操作的控製係(xì)統。按工藝參數設置高低壓保護開關,自動切換裝置,電導、流量和壓力出現(xiàn)異常時,能實現自動切換、自動聯鎖報警、停機,以保護高壓泵和反滲(shèn)透膜元件。
變頻控(kòng)製高壓泵的起動和關停(tíng),實現高壓泵(bèng)的(de)軟操作,節省能耗,防止由(yóu)於水錘或反壓造成高壓泵和膜元件損(sǔn)壞。程序設計在反滲透裝(zhuāng)置(zhì)開機和停機前後,能實現低壓自動衝洗,特別在停運時,濃縮(suō)海水(shuǐ)的亞穩定狀態會轉化(huà)出現沉澱,汙染(rǎn)膜麵,低壓淡化水自動衝洗能置換(huàn)出(chū)濃縮(suō)海水,保護膜麵(miàn)不受汙染,延(yán)長膜的使用壽命。
對係統的(de)溫度、流量、水質、產量等相關參數能實現顯示、儲(chǔ)存、統計、製表和打(dǎ)印(yìn)。監視操作中的動態工藝流程畫麵清晰直(zhí)觀,係統控製簡化人工操作,確保係統能自動、安全、可靠地運行。