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)濟的發(fā)展及人口的增長,足夠的淡水資源已成為人們所面臨的挑戰(zhàn)之一。海洋作為一個巨大的資源庫,其蘊含了大量的資源,尤其是豐富的淡水資源。向海洋進發(fā)、向海洋要水的觀念正在日益加強,因此經(jīng)濟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)是當前主要的海水淡化技術(shù)。針對RO、MED及MSF等技術(shù)優(yōu)缺點,本文重點設計并優(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料液進水水質(zhì)要求苛刻,試驗采用傳統(tǒng)預處理技術(shù)對海水進行預處理,預處理系統(tǒng)主要包括絮凝沉淀池、斜管沉淀池、V型過濾器及機械過濾器。針對預處理的特性及目的,絮凝系統(tǒng)的核心是絮凝沉淀池的工藝參數(shù)。試驗通過考察絮凝劑種類、絮凝劑用量、助凝劑用量及靜置時間等參數(shù)對混凝效果的影響。在此基礎上,采用正交實驗對工藝參數(shù)進行優(yōu)化,實現(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,靜置時間60 min。為最大限度的降低進水水質(zhì)對反滲透的污染,預處理工藝采用機械混合器和V型沉淀池,其中NaHSO3的用量為3 mg/L,采用H2SO4把預處理產(chǎn)水調(diào)節(jié)pH到7.22,在pH8.0時加入1 ppm的阻垢劑。其最終的產(chǎn)水指標完全符合反滲透的進水指標。
　　針對反滲透膜工業(yè)應用的復雜性,合理科學的膜元件的選擇和排列方式,是實現(xiàn)降低投資成本、運行成本及規(guī)模化的關(guān)鍵所在。試驗針對日產(chǎn)20000噸淡水的

4、海水淡化裝置進行設計優(yōu)化。結(jié)合反滲透膜設計技術(shù)手冊,本試驗采用人工計算的方式,對日產(chǎn)20000噸的淡水反滲透裝置進行計算。其中,確定了產(chǎn)水回收率在54.5％作用,采用膜材料為復合聚酰胺(CPA),該膜購自海德能,規(guī)格W-30HRLE-400/TM820-400卷式,型號為8040型。在膜設計手冊的基礎上,為確定產(chǎn)水回收率在54.5%,設計的膜元件總數(shù)為768支,由于每個壓力容器裝6支膜,因此膜組件數(shù)量為128套。為了降低能耗,實現(xiàn)噸位水

5、費的總體降低,能量回收裝置應用在了試驗裝置中。針對設計的反滲透膜的處理水量及反滲透膜的操作參數(shù),試驗設計了相應的反滲透設備及尺寸規(guī)格,如高壓泵、保安過濾器等。
　　反滲透屬微孔致密膜,孔徑較小,截鹽率可達到99%以上,較高的截鹽率導致鹽類物質(zhì)易在膜表面堆積,并增加濃差極化的趨勢。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,同時較高的壓力會大大的降低膜的使用壽命,最終導致反滲透設備運行費用高昂。試驗針對反滲透易污染,易結(jié)