海水淡化設備 0.5T
海水由於其含鹽量非常高,而不能被直接使用,主要采用兩種方法(fǎ)淡(dàn)化海水,即蒸餾法和反滲透法。
蒸餾法
蒸餾法主要被用於特大(dà)型海水淡化(huà)處理上及熱能豐富的地方(fāng)。反滲透膜法適用(yòng)麵(miàn)非常的廣,且脫鹽率很(hěn)高,因(yīn)此(cǐ)被廣泛使用。反滲透膜法首先是將海水提取上來,進行初步處理,降低海水濁度,防止細菌、藻類等微(wēi)生物的生(shēng)長,然後用特種高壓泵增壓,使海水進入反滲透膜,由於海水含鹽量高,因此海水反滲透膜必(bì)須具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐高壓、抗汙染等特點,經過反滲透膜處理後的海水,其含鹽量大大降低,TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化後的水質甚至優於自來水(shuǐ),這樣就(jiù)可供工業、商業、居(jū)民及船舶、艦艇使用。
反滲透法
海水含鹽量高、硬度高,對設備腐蝕性大,而且水溫(wēn)季節性變化較大 使得反(fǎn)滲透海(hǎi)水淡化係統比常規的苦鹹水脫鹽係統要複(fù)雜得多,工(gōng)程投資和能耗也高得多。因此 通過精心的工(gōng)藝設計,合理的設(shè)備配置來降低工程投資和(hé)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(wài)重要。
預處理
無論是海水淡化,還是苦鹹水脫鹽,給水預處理是保證反滲透係統長期(qī)穩定運行的(de)關鍵。在製定海水預處理(lǐ)方案時應充分(fèn)考慮到:海(hǎi)水中存在大(dà)量微生物、細菌和藻類(lèi)。海(hǎi)水中細菌、藻類的繁殖和微生物的生長不(bú)僅會給取水設施(shī)帶(dài)來許多麻煩,而(ér)且會直接影響海水淡化設備及工藝管道的正常(cháng)運轉(zhuǎn)。周期性漲潮、退潮,海水(shuǐ)中夾帶大量泥沙,濁度變化較大,易造成(chéng)海水(shuǐ)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(fá)門、管道件的材質要(yào)作一(yī)定篩選,耐腐性能要好。
殺菌滅藻
國外海水(shuǐ)淡化工程多采用投(tóu)加液氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅藻。考慮到交通等多方麵(miàn)的因素,投加化學試劑殺菌滅藻有一定難度,在本工程設備(bèi)研製過(guò)程中專門采用海(hǎi)水次氯酸鈉發生器。海水取水泵後分出一小股帶壓海水,進入次氯酸鈉發生器,在直流(liú)電場作用下產生NaClO,靠位差(chà)直接注入海灘沉井,以殺滅海水中的細(xì)菌、藻類和微生物(wù)。
由於海水硬度高(gāo) 海水(shuǐ)直接電解產生N aC lO必須(xū)克服發生電極結垢問題。在研製過(guò)程中 ,借鑒了(le)電滲析頻繁倒極(jí) (EDR )技術,即每(měi)隔 5~ 10m in倒換一次電極極性,有效地解決了次氯(lǜ)酸鈉發生器結垢(gòu)沉澱問題。
混凝過濾
混凝過濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質,降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用汙染指數 (FI)來計量,要求進入反滲透設備的給水的FI值<4。由於(yú)海水比重較大,pH值較高,且水溫季節性變化大,係統(tǒng)選(xuǎn)用FeCl3作為混凝劑,其具有不受溫度影響,礬花大而結實,沉降速度快等優(yōu)點。
化學調節
為防止海水淡化過程(chéng)中因海(hǎi)水濃縮而產生難溶無(wú)機鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表麵和係統管道件上結(jié)垢沉澱,海水在進入反滲透脫鹽係統前要添加防垢劑。
投加H2SO4調節(jiē)海水pH值(zhí)分(fèn)解海水中的HCO-3,以防止CaCO3沉(chén)澱,是海水淡(dàn)化中較常用和比較經濟的方(fāng)法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉澱的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同時產(chǎn)生的副產品磷酸鹽會助長微生物、細菌(jun1)和藻類(lèi)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,會直接影響海水淡化工程的運轉費用。本工程選用H2SO4作為阻垢劑(jì),控製反滲透(tòu)係統給水的pH值在 6.8~7.0之間,同時控製海水淡化係統水回收率,以(yǐ)防止CaSO4沉澱析(xī)出(chū)。
考慮到在反滲透海水淡化係統中(zhōng)采用(yòng)以芳香聚酰胺為膜材料(liào)的複合膜元件 其耐氧化(huà)性差要求進水中餘氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫,因此海(hǎi)水在進入膜(mó)係統前投加NaHSO3,控製海水進反滲透裝(zhuāng)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(diàn)位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投(tóu)加量(liàng)是海水中餘氯量的(de)3倍。
除異味
環島(dǎo)海域的海水受周邊環境影響較大,海水化學耗氧(yǎng)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(yì)臭異味。因此除(chú)添(tiān)加NaClO進行氧化外,增設活性炭過濾器,選用(yòng)具有較(jiào)高機械強度的果型顆粒活性炭能有效地吸附有機物和異臭異味,提高反滲透產水水質,同時能減輕對反滲透膜麵汙染,延長膜使(shǐ)用壽命。
保安過濾
保安過濾采用316L濾器,5µm濾芯,過濾進高壓泵前的海(hǎi)水,阻擋海水中直徑大於5µm 顆粒雜質(zhì),確保高壓泵,能量回收裝置和(hé)反滲透膜元件安全,長期運行。
高壓泵(bèng)和能量回收裝置(zhì)
高(gāo)壓泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化提供能(néng)量轉換和節能的重要設備,按反滲透海水淡化(huà)所需的流量和壓力選型(xíng),我(wǒ)們選用的單級(jí)離心泵(bèng),具有60m3/h流量,揚(yáng)程640Psi;能量回收裝置(zhì)為HTC-300型,具有(yǒu)水力(lì)透平結構,能利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進水壓力提升30%,有效地降低能耗。
反滲透膜元件是反滲透海水淡化的核心部件,該元(yuán)件具有大於99%較(jiào)好的耐壓性和(hé)抗氧化耐汙(wū)染性能(néng)。反滲透裝置采用6個(gè)膜元件串聯,6個壓力母管並聯的一級一段組合結構,並配置低壓自動衝洗排放和(hé)淡化水低壓自動衝洗置換,不合格(gé)產水自動切換排放裝置。在該係統中還設(shè)置高、低壓保護和高壓泵,清(qīng)洗泵的聯鎖。
整個反滲透海水淡(dàn)化控製係統設計采用國內外先進的計(jì)算機程序控(kòng)製,由工控機操作站可編(biān)程(chéng)控製器PLC組成一個(gè)分散采樣控製,集中監視(shì)操作的控製係統。按工藝參數設置(zhì)高低(dī)壓保護開關,自動切換裝置,電(diàn)導、流量和壓力出現異常時,能實現自動切換、自動(dòng)聯鎖報警、停機,以保護高壓泵和反(fǎn)滲透膜元件。
變頻(pín)控製高壓泵的起動和關(guān)停,實現高壓泵的軟操(cāo)作(zuò),節省能耗,防(fáng)止(zhǐ)由於水錘(chuí)或反壓造成高壓泵和膜(mó)元件損壞(huài)。程序設(shè)計在反滲(shèn)透裝(zhuāng)置開機和停機前(qián)後,能實現低壓自動(dòng)衝洗,特別在停運時,濃縮(suō)海水的亞穩定狀態會轉化出現沉澱,汙染(rǎn)膜麵,低壓淡化水自動衝洗能置換出(chū)濃縮海水,保護膜麵不(bú)受汙染,延長膜的使用壽命。
對係統的溫度、流量、水質(zhì)、產量等相關參數(shù)能實現顯示、儲存、統計、製表和打印。監視(shì)操作中的(de)動態工藝流程畫麵清晰直觀,係(xì)統控(kòng)製簡化人工操作(zuò),確保係統能自動、安全、可靠地運行。