反滲透膜法海水淡化工藝的設(shè)計(jì)

1、反滲透膜法海水淡化工藝的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總說(shuō)明：目前，水資源危機(jī)已是一個(gè)世界性的難題，很多國(guó)家淡水資源已經(jīng)相當(dāng)匱乏，我國(guó)人均水資源占有量處于世界較低水平，而且淡水資源分布及其不均勻。而發(fā)展海水淡化技術(shù)是解決水資源短缺的重要途徑之一。特別是對(duì)于部分沿海地區(qū)。本設(shè)計(jì)結(jié)合原水水質(zhì)，設(shè)計(jì)了淡水產(chǎn)量為1000m3/d的反滲透海水淡化工藝系統(tǒng)，本方案能確保出水水質(zhì)符合后續(xù)設(shè)備的要求，又不需添加任何化學(xué)試劑，與傳統(tǒng)的預(yù)處理方法相比，不會(huì)增加新的污染物。反滲透海水淡化技術(shù)由于設(shè)備投資省、能量消耗低、建造周期短等優(yōu)點(diǎn)，近十年來(lái)發(fā)展迅速，將成為海水淡化的主導(dǎo)技術(shù)。關(guān)鍵詞: 反滲透；海水淡化；預(yù)處理；1 海水淡化的意義3，

2、其中96.5%為海水，其他分布在陸地，大氣和生物體中，約為2.53%，其中多儲(chǔ)存于冰川、雪蓋和750米深度以上的地下，而可取用的河、湖水及淺層地下水等僅占0.2%左右，這里還包括相當(dāng)大一部份的苦咸水1。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)600多個(gè)中等以上的城市，不同程度缺水的就達(dá)400多個(gè)其中110個(gè)城市嚴(yán)重缺水，主要分布在華北、西北和沿海地區(qū)，水已經(jīng)成為這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。2010年后，我國(guó)將進(jìn)入嚴(yán)重缺水期，專(zhuān)家估計(jì)，2030年前中國(guó)的缺水量將達(dá)到1000億m3。因此，開(kāi)發(fā)利用海水資源、進(jìn)行海水淡化就成為解決我國(guó)淡水緊缺的一條有效的戰(zhàn)略途徑。2 本設(shè)計(jì)的研究方案本文針對(duì)渤海海灣當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件、系統(tǒng)的實(shí)際生

3、產(chǎn)狀況及反滲透海水淡化的國(guó)內(nèi)外實(shí)例，設(shè)計(jì)了淡水產(chǎn)量為1000m3/d的反滲透海水淡化工藝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了整套系統(tǒng)的自動(dòng)控制。具體情況如下:（1）根據(jù)自然條件、系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)狀況確定采用一級(jí)反滲透海水淡化裝置，設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為1000m3/d；（2）海水預(yù)處理方案時(shí)應(yīng)充分考慮以下方面: 原水水源類(lèi)型及水質(zhì)情況；合理選擇預(yù)處理和過(guò)濾器類(lèi)型，使預(yù)處理出水水質(zhì)符合要求；阻垢劑的種類(lèi)選擇與劑量的確定；根據(jù)反滲透裝置具體情況，確定是否調(diào)節(jié)給水pH值等。從上述因素出發(fā), 確定了采用超濾作為反滲透的預(yù)處理，并根據(jù)反滲透系統(tǒng)的制水量確定過(guò)濾器選型、濾料級(jí)配和過(guò)濾速度，根據(jù)過(guò)濾器的累積流量確定其反洗周期和反洗流量。將超濾

4、和反滲透裝置相結(jié)合，改善了預(yù)處理工藝，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、減少維護(hù)、延長(zhǎng)了膜的使用壽命。（3）高壓泵和能量回收裝置的使用能將反滲透膜對(duì)排放濃水90-95的能量回收，能有效地降低能耗。3 反滲透原理及系統(tǒng)組成反滲透的基本原理m (10埃)的物質(zhì)。各種溶液都具有滲透壓力，其滲透壓力與溶液的濃度大致成正比。自然滲透是指水從低濃度溶液向高濃度溶液滲透，直到建立起等于滲透壓差的壓力平衡為止，如下圖3-1（2。 圖3-1反滲透原理示意圖反滲透是通過(guò)對(duì)高濃度溶液加壓，使之大于膜兩側(cè)的滲透壓力差，這時(shí)水將優(yōu)先從高濃度溶液中析出，并透過(guò)膜進(jìn)入低濃度溶液。因此，反滲透是溶劑(水)的滲透方向與自然滲透的方向相反，見(jiàn)

5、上圖3-1（c）。透過(guò)反滲透膜的透過(guò)液(產(chǎn)品水)含鹽量減少，而膜的另一側(cè)加壓進(jìn)料液(濃縮鹽水)的含鹽量隨之增加，這就是反滲透膜法的脫鹽過(guò)程。由于沒(méi)有熱和相的變化，這一過(guò)程中的主要能量是用來(lái)對(duì)進(jìn)料溶液的加壓。在實(shí)際工藝過(guò)程中，海水由高壓泵輸送至半透膜的一側(cè)被加壓。當(dāng)進(jìn)料液中的純水透過(guò)半透膜時(shí)，截留溶液(濃縮鹽水)則變得越來(lái)越濃。同時(shí)，允許部分進(jìn)料水(濃縮鹽水)不經(jīng)過(guò)膜而被排放，如果沒(méi)有這種排放，進(jìn)料溶液中溶解鹽類(lèi)的濃度就會(huì)逐漸增加，從而需要不斷地增加泵壓能量用以克服增加的自然滲透壓力。此外，濃縮鹽水中超飽和組份會(huì)發(fā)生沉淀，就會(huì)加大濃度極化，反滲透膜就會(huì)被嚴(yán)重污染和堵塞，水通量和脫鹽率會(huì)急劇下降。

6、反滲透海水淡化系統(tǒng)的組成反滲透海水淡化系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成:（1）取水系統(tǒng)；（2）預(yù)處理系統(tǒng)；（3）反滲透系統(tǒng)；（4）反滲透系統(tǒng)的清洗3。反滲透系統(tǒng)的選擇是需要考慮諸多因素的一個(gè)過(guò)程，與其它水處理工藝所不同的是，反滲透裝置對(duì)海水的預(yù)處理有它特定的要求，對(duì)后處理也需根據(jù)反滲透裝置出水的特點(diǎn)進(jìn)行考慮。4 系統(tǒng)工藝說(shuō)明4.1 取水系統(tǒng)海水反滲透的取水方式直接關(guān)系到預(yù)處理的方法和投資、運(yùn)行成本，對(duì)反滲透膜的防止污染具有極大的影響。海水的取水方式隨地理環(huán)境和地質(zhì)條件而不同，典型的海水取水方法有：海灘水井取水、表層海水取水、海床過(guò)濾取水、海灘水平暗渠取水和海灘滲井取水等方式。對(duì)于反滲透的原水取水，最理想的

7、方式就是海岸邊打井。海岸邊打井可以取得經(jīng)過(guò)地層過(guò)濾的海水，其水質(zhì)懸浮物低、有機(jī)物低、溶解氧小，而且海邊井水中的生物活性低，季節(jié)變化對(duì)水溫影響小(甚至可以避免)，這樣就減少了后繼預(yù)處理的負(fù)擔(dān)。4.2 預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理就是對(duì)進(jìn)料水進(jìn)行處理，使預(yù)處理的出水水質(zhì)達(dá)到反滲透膜對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求，并且保護(hù)膜不被污染。這種預(yù)處理主要包括去除懸浮固體、膠體、細(xì)菌、有機(jī)物等，調(diào)節(jié)pH值，添加阻垢劑等控制碳酸鈣和硫酸鈣的結(jié)垢，可以大幅度降低進(jìn)料水的濁度、硬度和TDS 的含量，解決海水淡化過(guò)程中存在結(jié)垢污染等問(wèn)題，從而大幅度提高水回收率，降低膜法海水淡化的成本和能耗。合適的預(yù)處理對(duì)反滲透裝置的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分

8、重要的意義4。反滲透系統(tǒng)反滲透系統(tǒng)是本流程中最主要的脫鹽裝置，它具有極高的脫鹽能力。反滲透系統(tǒng)的主要部件為反滲透（RO）膜組件，反滲透系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)清洗系統(tǒng)。當(dāng)反滲透膜元件受到給水污染，系統(tǒng)性能指標(biāo)下降到一定程度時(shí)，可自行進(jìn)行化學(xué)清洗，以恢復(fù)其應(yīng)有優(yōu)良脫鹽及產(chǎn)水性能。反滲透過(guò)程有兩個(gè)必備的條件：一是要有一種高選擇性、高透過(guò)率的膜；二是要有一定的操作壓力，以克服滲透壓和膜自身的阻力。5 反滲透成套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 取水系統(tǒng)本系統(tǒng)因?yàn)椴澈持苓吅Ｋ廴颈容^嚴(yán)重，選用海灘水井取水。取水構(gòu)筑物由集水井和取水泵房組成。集水井地處海邊, 此處海底地勢(shì)比較平坦, 風(fēng)浪較小,海水靠滲透進(jìn)入集水井。集水井采用鋼砼

9、結(jié)構(gòu)，直徑，深約8m，井底處于低潮位一下。 取水泵房?jī)?nèi)設(shè)有真空泵和取水泵。取水泵吸入管插入井深約5m，吸入口離井底。通過(guò)真空泵抽出引水管中的空氣, 然后啟動(dòng)取水泵將海水通過(guò)埋在地下的管道輸送到原水池。取水泵的開(kāi)停由原水池液位自動(dòng)控制, 保證海水淡化裝置不間斷的運(yùn)行?？紤]到海水溫度隨季節(jié)而變化和反滲透膜運(yùn)行的最佳溫度為25 ，本系統(tǒng)設(shè)置3臺(tái)耐海水腐蝕(材質(zhì)為耐海水腐蝕的合金材料)的取水泵（二開(kāi)一備）：取水泵：?jiǎn)闻_(tái)流量120m3/h，揚(yáng)程，功率30 KW；原水池：長(zhǎng)12m，寬8m，高5m；材質(zhì)：鋼混結(jié)構(gòu)。管道：材質(zhì)PVC，管徑：500mm，管長(zhǎng)180m。5.2 流程概況渤海海域海水的水質(zhì)指標(biāo)如表5

10、-1所示，由該表數(shù)據(jù)可以看出,渤海海域海水的多項(xiàng)指標(biāo)均比一般海水要高。另外,濁度、懸浮物等指標(biāo)還隨著天氣、季節(jié)等的變化產(chǎn)生較大的波動(dòng)。因此, 渤海海水淡化的難度較大。結(jié)合反滲透海水淡化系統(tǒng)的系統(tǒng)需求及渤海灣周邊的環(huán)境條件、原水水質(zhì)和出水要求，設(shè)計(jì)的工藝流程如圖5-1所示。表5-1 渤海海域海水的水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值(mg/ L)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值(mg/ L)pHH2SiO3Ca2+404TDS31497Mg2+1267COD(M n)3K+10459TSSCl -18079濁度（度）20HCO3-135總陽(yáng)離子SO42-1185總陰離子525.3 me/LCO32-14總堿度(以碳酸鈣計(jì))138F

11、e總硬度(以碳酸鈣計(jì))6216 圖5-1 反滲透海水淡化工藝流程53 預(yù)處理系統(tǒng)531 預(yù)處理方案海水淡化的給水預(yù)處理是保證反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,進(jìn)水的成分很復(fù)雜，在反滲透和超濾過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沉淀、污染膜、損傷膜等。因此，在制定反滲透預(yù)處理方案時(shí)應(yīng)充分考慮以下方面：（1）水源類(lèi)型及水質(zhì)情況；（2）理選擇預(yù)處理和過(guò)濾器類(lèi)型，使預(yù)處理出水水質(zhì)符合要求；（3）阻垢劑的種類(lèi)與劑量的確定；（4）根據(jù)RO裝置具體情況，確定是否調(diào)節(jié)給水pH值等。根據(jù)渤海海域的水質(zhì)和上述幾個(gè)方面，本設(shè)計(jì)制定了如圖5-2所示的預(yù)處理方案。圖5-2預(yù)處理方案532 多介質(zhì)過(guò)濾器預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)置二臺(tái)功率30 KW的原水泵(丹麥

12、GRUNDFOS產(chǎn)SP125-3-1，流量120m3/h,揚(yáng)程a) 抽取原水池中海水，輸送到過(guò)濾系統(tǒng)。過(guò)濾系統(tǒng)分別設(shè)置多介質(zhì)過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器兩級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)。通過(guò)濾器中的表面接觸混凝除去海水中雜質(zhì)、膠體及有機(jī)物。常用的多介質(zhì)過(guò)濾器過(guò)濾材料有無(wú)煙煤、石英砂、細(xì)碎的石榴石、磁鐵礦等, 按不同的粒度級(jí)配分層填裝至過(guò)濾設(shè)備中, 被處理水經(jīng)過(guò)濾層時(shí)通過(guò)濾料的截留、吸附及水流的慣性、擴(kuò)散、沉降和液體的動(dòng)力作用而除去水中的懸浮雜質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是投資省、工藝簡(jiǎn)單、操作單一、截污能力大等5。參照國(guó)內(nèi)、國(guó)外過(guò)濾器的運(yùn)行情況, 多介質(zhì)過(guò)濾器運(yùn)行流速約為610 m/h，直徑約為3003200mm。本系統(tǒng)選用的多介質(zhì)過(guò)濾器

13、流速選8m/h，直徑選2800mm，直邊長(zhǎng)度為1800mm，濾料高度為1200mm。碳鋼罐體內(nèi)襯有耐海水腐蝕的氯丁橡膠，采用石英砂和無(wú)煙煤雙層濾料。上層采用無(wú)煙煤，下層用石英砂，內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-3，濾料級(jí)配如表5-2所示。多介質(zhì)過(guò)濾裝置的總處理量：式中，為超濾系統(tǒng)的進(jìn)水量。單臺(tái)多介質(zhì)過(guò)濾器流量圖 5-3 多介質(zhì)過(guò)濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)表5-2 多介質(zhì)過(guò)濾器濾料情況表濾料粒徑（mm）密度高度（mm）石英砂400無(wú)煙煤800經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)需配置四臺(tái)多介質(zhì)過(guò)濾器（三用一備），采用氣水反沖洗的方式，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，反洗流量250m3/h,氣洗流量14m3/h，氣源由羅茨風(fēng)機(jī)提供，本系統(tǒng)設(shè)置兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)一用一備，風(fēng)量14

14、m3/min，風(fēng)壓，功率22 KW，反洗周期為1024h。反沖洗泵兩臺(tái)型號(hào)為ANSI 8×6×11，流量250 m3/h，揚(yáng)程7 MPa，功率22KW，材質(zhì)為ALLOY 20。反洗時(shí), 一次反洗一臺(tái), 使反洗流量達(dá)到運(yùn)行流量的三倍, 保證反洗徹底。533 活性炭過(guò)濾器活性炭過(guò)濾器是利用活性炭的吸附作用，去除水中對(duì)反滲透系統(tǒng)敏感的膠體、懸浮物、有機(jī)物、細(xì)菌等，同時(shí)進(jìn)一步降低反滲透系統(tǒng)進(jìn)水的SDI值。過(guò)濾器的底部可裝填0.3 m高的卵石或石英砂作為吸附劑的支持層?；钚蕴窟^(guò)濾器一般運(yùn)行流速為815m/h，直徑約為3003200mm。原水從上而下順流進(jìn)行。為了提高過(guò)濾效果，可將兩個(gè)

15、或兩個(gè)以上的過(guò)濾器串聯(lián)使用?；钚蕴窟^(guò)濾器選用直徑為2800mm，直邊長(zhǎng)度為1800mm，濾料高度1400mm，運(yùn)行流速為14m/h。本系統(tǒng)活性炭過(guò)濾器采用石英砂作為承托層，碳鋼罐體內(nèi)襯有耐海水腐蝕的氯丁橡膠，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖5-4，濾料粒徑及填裝高度如表5-3所示。活性炭過(guò)濾裝置的總處理量： 式中，為超濾系統(tǒng)的進(jìn)水量。單臺(tái)活性炭過(guò)濾器流量 經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)需配備兩臺(tái)活性炭過(guò)濾器。圖5-4活性炭過(guò)濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)表5-3 活性炭過(guò)濾器濾料情況表濾料粒徑（mm）高度（mm）石英砂400活性炭081000由于活性炭過(guò)濾器內(nèi)濾料的多孔結(jié)構(gòu)以及活性炭吸附的有營(yíng)養(yǎng)的有機(jī)物，為細(xì)菌提供了繁殖的環(huán)境，因此，活性炭過(guò)濾器需

16、要定期沖洗。反洗用水為多介質(zhì)過(guò)濾器產(chǎn)水經(jīng)反洗水箱收集所得，其它參數(shù)與多介質(zhì)過(guò)濾器的相同。534 防垢劑結(jié)垢是反滲透過(guò)程中最普遍的膜污染。由于水不斷透過(guò)膜，使膜的進(jìn)水中的那些微溶鹽在濃水中超過(guò)其溶度積而沉淀析出導(dǎo)致水垢的產(chǎn)生。以海水為水源時(shí)，通常只考慮碳酸鈣的沉淀析出。若微溶鹽的濃度超過(guò)其溶度積時(shí)，可采取下列方法處理1： 降低回收率，避免濃水中微溶鹽的濃度超過(guò)其溶度積； 添加防垢劑，如六偏磷酸鈉，抑制硫酸鈣等微溶鹽的沉淀； 加酸除去進(jìn)水中的碳酸根和重碳酸根。在實(shí)際應(yīng)用中，多采用添加防垢劑的方法。本裝置采用Flowdose計(jì)算軟件，在比較了Flocon和酸后，推薦使用Flocon135阻垢劑。Fl

17、ocon135是一種水溶性的磷基多元經(jīng)酸聚合物，能有效的控制CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2等結(jié)垢。在正常使用條件下，不受氯或其他氧化性殺生劑的影響，具有水解穩(wěn)定性。投藥量約為37 mg/L，準(zhǔn)確的添加量需要根據(jù)裝置的具體操作條件，如給水水質(zhì)、膜元件種類(lèi)、SDSI指數(shù)和系統(tǒng)回收率等通過(guò)計(jì)算確定6。535 中間水箱其進(jìn)水為活性炭過(guò)濾器的產(chǎn)水，最大水量m3/h。設(shè)備選用：容積：150m3 尺寸：長(zhǎng)10m，寬5m，高3m 材質(zhì)：鋼混結(jié)構(gòu)。 536 離心泵離心泵用了美國(guó)泵工業(yè)公司專(zhuān)為海水淡化工程研制的單級(jí)高速離心泵兩臺(tái)，單臺(tái)流量60m3/h, 揚(yáng)程，功率55KW。537 超濾裝

18、置根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模、進(jìn)水水質(zhì)和膜的適用條件, 選用歐梅塞爾膜技術(shù)的超濾膜，型號(hào)為SFP2660，其規(guī)格及參數(shù)見(jiàn)表5-4，整個(gè)系統(tǒng)由歐梅塞爾膜技術(shù)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并提供技術(shù)支持。表5-4 SFP2660的規(guī)格及參數(shù)膜材料PVDF(聚偏氟乙烯)海水透水率（25）60L/(m2.h.bar)殼體材料UPVC（聚氯乙烯）最大進(jìn)水壓力公稱(chēng)膜孔徑0.03 µm外形尺寸165×1856公稱(chēng)內(nèi)徑150 mm進(jìn)水濁度20 NTU公稱(chēng)長(zhǎng)度1500 mm產(chǎn)水SDI2組件公稱(chēng)膜面積33 m2產(chǎn)水濁度0.2 NTU最高使用溫度40TOC去除率20%60%選用操作方式為死端過(guò)濾，操作溫度為535，濾速取/s；純

19、水透水率取60 L/(m2.h.bar)；進(jìn)水壓力取2.5 bar；膜面積33m2；回收率取90%，則：?jiǎn)沃荒さ募兯高^(guò)量為： 單超濾膜組件的穩(wěn)定透水量： 式中，為單個(gè)組件的穩(wěn)定透水量，m3/h； 為組裝系數(shù)，??；為給定組件的測(cè)試透水量，m3/h 為穩(wěn)定系數(shù)，取。系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量：式中，為反滲透進(jìn)水量。所需膜組件數(shù) 膜組件數(shù)可取40只。其中 為所需膜組件數(shù)；為系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量；為單個(gè)組件的穩(wěn)定透水量。超濾裝置的進(jìn)水流量 由此可計(jì)算出該超濾系統(tǒng)的實(shí)際初始透水量（）和穩(wěn)定透水量（）分別為：此外，為防止超濾膜機(jī)械污堵，配備反洗泵2臺(tái), 控壓機(jī)1臺(tái), 進(jìn)行周期性氣水清洗。38 超濾水箱其進(jìn)水為超濾裝置的產(chǎn)

20、水，最大水量173.75 m3/h。設(shè)備選用：容積：150m3； 尺寸：長(zhǎng)10m，寬5m，高3m； 材質(zhì)：鋼混結(jié)構(gòu)。 4 反滲透系統(tǒng)反滲透系統(tǒng)是整個(gè)工程的核心，是最主要的脫鹽裝置，具有極高的脫鹽能力。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的海水水質(zhì)報(bào)告、反滲透元件性能、水溫、所需產(chǎn)水量和回收率確定。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為1000m3/d反滲透海水淡化，水回收率為35%，脫鹽率99.2%，淡化水水質(zhì)：符合國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，TDS500 mg/L541 反滲透膜組反滲透膜組是整個(gè)脫鹽系統(tǒng)的心臟部分。它利用反滲透膜的特性來(lái)除去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機(jī)物及微生物，使出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)反滲透系統(tǒng)回收率為35%時(shí)，根據(jù)

21、進(jìn)水水質(zhì)、產(chǎn)水量和所選膜的適用條件，本系統(tǒng)選用美國(guó)陶氏公司的SW30HR-380復(fù)合膜元件(材質(zhì)為T(mén)FC) ,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-5。圖5-5 FILMTEC SW30HR-380結(jié)構(gòu)圖FILMTEC SW30HR-380的單根脫鹽率為，有較好的耐壓性和抗氧化耐污染性能；能為海水淡化系統(tǒng)帶來(lái)長(zhǎng)期的最佳經(jīng)濟(jì)性；對(duì)硼的脫除率極高，可滿(mǎn)足世界衛(wèi)生組織（WHO）和其它飲用水的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)；與其它品牌相比，在使用壽命期內(nèi)具有更高的性能，元件制造過(guò)程中也無(wú)需進(jìn)行后處理；比其它品牌膜更經(jīng)久耐用，清洗pH范圍更寬，清洗效率更高，規(guī)格見(jiàn)表5-5。表5-5 陶氏FILMTEC SW30HR-380元件規(guī)格有效面積ft2（m

22、2）運(yùn)行壓力psig（bar）產(chǎn)水量gpd(m3/d)最大給水SDI穩(wěn)定脫鹽率%外形尺寸-英寸（mm）ABC380(35)800(55)6000（23）540(1016)（29）（201）由上表可知膜的有效面積為35m2；膜的產(chǎn)水量23m3/d，使用ROSA反滲透和納濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算如下：所需膜組件數(shù) 其中 為所需膜組件數(shù)；為設(shè)計(jì)產(chǎn)水量；為最大產(chǎn)水量；為安全系數(shù)。所需壓力容器數(shù) 其中 為所需壓力容器數(shù)（此時(shí)取9或10）；每根壓力容器內(nèi)膜元件。進(jìn)水流量： 濃水流量： 經(jīng)計(jì)算得最佳方案是采用一級(jí)一段的排列方式，即每套裝置需配制60支陶氏FILMTEC SW30HR-380膜元件，分別裝在10根并

23、聯(lián)布置的CODELINE膜壓力容器內(nèi)，每根壓力容器內(nèi)串聯(lián)排列6支SW30HR-380膜元件。裝置設(shè)有低壓自動(dòng)沖洗排放、淡化水自動(dòng)沖洗置換濃水排放系統(tǒng)。542 高壓泵及能量回收裝置高壓給水系統(tǒng)由離心泵、能量回收裝置和高壓泵組成。高壓泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化提供能量轉(zhuǎn)換和節(jié)能的重要設(shè)備。每套反滲透裝置都由一套能量回收裝置串聯(lián)一臺(tái)增壓泵，同時(shí)并聯(lián)一臺(tái)高壓泵組成，見(jiàn)圖5-6所示。 圖5-6能量回收裝置原理圖按系統(tǒng)的流量和壓力選型, 反滲透系統(tǒng)所需的能量回收裝置采用美國(guó)能量回收公司生產(chǎn)的型號(hào)為CPEI-HP能量回收器，流量為 m3/h,可增壓。它的回收率特別高，能將反滲透膜對(duì)排放濃水90-95

24、的能量回收，能有效地降低能耗。它的工作原理是40%的水量通過(guò)高壓泵增壓至反滲透的運(yùn)行壓力，另外60%的水量通過(guò)PE裝置進(jìn)行能量交換，不足部分由增壓泵升壓補(bǔ)償達(dá)到與高壓泵出口相同的壓力。但是反滲透的運(yùn)行壓力隨水溫、TDS變化較大，為了節(jié)約用電，高壓泵和增壓泵都采用變頻裝置，使反滲透的運(yùn)行壓力適合其當(dāng)時(shí)的水溫、TDS變化的要求。高壓泵選用BME30-6R型多級(jí)離心泵兩臺(tái)并聯(lián)，單臺(tái)流量39 m3/h，揚(yáng)程，功率7.5 KW，材質(zhì)為耐海水腐蝕的ss/904L。543 反滲透清洗裝置在系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行后，反滲透膜組會(huì)受到某些難以沖洗掉的污染，如長(zhǎng)期微溶鹽結(jié)垢和有機(jī)物的積累，造成的膜組件性能下降，所以必須對(duì)膜

25、組件進(jìn)行清洗，以恢復(fù)其正常的脫鹽能力。本系統(tǒng)配置了就地沖洗和清洗裝置，利用產(chǎn)水池中產(chǎn)水在反滲透裝置停機(jī)時(shí)，即自動(dòng)用淡水沖洗反滲透裝置，置換出反滲透膜元件中的濃縮海水，防止?jié)夂Ｋ衼喎€(wěn)定過(guò)飽和微溶鹽產(chǎn)生沉淀，同時(shí)也具有沖洗膜面污染物的作用。如需采用化學(xué)清洗裝置時(shí)，需根據(jù)反滲透膜污堵情況，配置不同化學(xué)清洗液對(duì)反滲透膜元件進(jìn)行循環(huán)清洗。55 產(chǎn)水池在反滲透系統(tǒng)后設(shè)置產(chǎn)水池用來(lái)儲(chǔ)存反滲透產(chǎn)水，以供用戶(hù)使用。產(chǎn)水池尺寸：體積250m3，長(zhǎng)10m，寬5m，高5m；材質(zhì)：鋼混結(jié)構(gòu)。6 結(jié)果分析海水經(jīng)超濾預(yù)處理系統(tǒng)后，可將水中的細(xì)菌、病毒、膠體、大有機(jī)分子、油脂、蛋白質(zhì)、懸浮物等截留下來(lái)，出水中的SDI2，濁度滿(mǎn)足了反滲透系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求。反滲透系統(tǒng)的出水水質(zhì)符合國(guó)家生活用水標(biāo)準(zhǔn)，具體結(jié)果分析見(jiàn)下表：表6-1 反滲透系統(tǒng)細(xì)節(jié)壓力容器數(shù)量10給水滲透壓每個(gè)壓力