反滲透海水淡化工藝優(yōu)化及其產(chǎn)業(yè)化探究.pdf

1、水是生命之源,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人口的增長(zhǎng),足夠的淡水資源已成為人們所面臨的挑戰(zhàn)之一。海洋作為一個(gè)巨大的資源庫(kù),其蘊(yùn)含了大量的資源,尤其是豐富的淡水資源。向海洋進(jìn)發(fā)、向海洋要水的觀念正在日益加強(qiáng),因此經(jīng)濟(jì)可行的海水淡化技術(shù)日益受到重視并發(fā)展。滲透(RO)、低溫蒸餾(MED),多效閃蒸(MSF)及電滲析(ED)等技術(shù)是當(dāng)前主要的海水淡化技術(shù)。針對(duì)RO、MED及MSF等技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn),本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)并優(yōu)化了膜法海水淡化技術(shù)并闡述了該法在世界給水行業(yè)

2、的重要作用。
　　由于膜法海水淡化對(duì)料液進(jìn)水水質(zhì)要求苛刻,試驗(yàn)采用傳統(tǒng)預(yù)處理技術(shù)對(duì)海水進(jìn)行預(yù)處理,預(yù)處理系統(tǒng)主要包括絮凝沉淀池、斜管沉淀池、V型過(guò)濾器及機(jī)械過(guò)濾器。針對(duì)預(yù)處理的特性及目的,絮凝系統(tǒng)的核心是絮凝沉淀池的工藝參數(shù)。試驗(yàn)通過(guò)考察絮凝劑種類、絮凝劑用量、助凝劑用量及靜置時(shí)間等參數(shù)對(duì)混凝效果的影響。在此基礎(chǔ)上,采用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明:絮凝劑采用氯化鐵,助凝劑采用骨膠;絮凝劑及助凝劑用量分別為10 mg/

3、L和1.0 mg/L,靜置時(shí)間60 min。為最大限度的降低進(jìn)水水質(zhì)對(duì)反滲透的污染,預(yù)處理工藝采用機(jī)械混合器和V型沉淀池,其中NaHSO3的用量為3 mg/L,采用H2SO4把預(yù)處理產(chǎn)水調(diào)節(jié)pH到7.22,在pH8.0時(shí)加入1 ppm的阻垢劑。其最終的產(chǎn)水指標(biāo)完全符合反滲透的進(jìn)水指標(biāo)。
　　針對(duì)反滲透膜工業(yè)應(yīng)用的復(fù)雜性,合理科學(xué)的膜元件的選擇和排列方式,是實(shí)現(xiàn)降低投資成本、運(yùn)行成本及規(guī)?；年P(guān)鍵所在。試驗(yàn)針對(duì)日產(chǎn)20000噸淡水的

4、海水淡化裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。結(jié)合反滲透膜設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè),本試驗(yàn)采用人工計(jì)算的方式,對(duì)日產(chǎn)20000噸的淡水反滲透裝置進(jìn)行計(jì)算。其中,確定了產(chǎn)水回收率在54.5％作用,采用膜材料為復(fù)合聚酰胺(CPA),該膜購(gòu)自海德能,規(guī)格W-30HRLE-400/TM820-400卷式,型號(hào)為8040型。在膜設(shè)計(jì)手冊(cè)的基礎(chǔ)上,為確定產(chǎn)水回收率在54.5%,設(shè)計(jì)的膜元件總數(shù)為768支,由于每個(gè)壓力容器裝6支膜,因此膜組件數(shù)量為128套。為了降低能耗,實(shí)現(xiàn)噸位水

5、費(fèi)的總體降低,能量回收裝置應(yīng)用在了試驗(yàn)裝置中。針對(duì)設(shè)計(jì)的反滲透膜的處理水量及反滲透膜的操作參數(shù),試驗(yàn)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的反滲透設(shè)備及尺寸規(guī)格,如高壓泵、保安過(guò)濾器等。
　　反滲透屬微孔致密膜,孔徑較小,截鹽率可達(dá)到99%以上,較高的截鹽率導(dǎo)致鹽類物質(zhì)易在膜表面堆積,并增加濃差極化的趨勢(shì)。為保證產(chǎn)水通量的穩(wěn)定,就必須加大操作壓力,從而增加能耗,同時(shí)較高的壓力會(huì)大大的降低膜的使用壽命,最終導(dǎo)致反滲透設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高昂。試驗(yàn)針對(duì)反滲透易污染,易結(jié)