反滲透海水淡化法

反滲透海水淡化法環(huán)境1001率麗丹1011520125陳義楠1011529126目前已經(jīng)開發(fā)的20幾種海水淡化技術(shù)中，只有蒸餾法、反滲透法、電滲析法達到了工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。反滲透淡化法應(yīng)用相對廣泛。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只讓淡水通過，不讓鹽分通過。如果不施加壓力，用這種膜隔開咸水和淡水，淡水就自動地住咸水那邊滲透。我們通過高壓泵，對海水施加壓力，海水中的淡水就透過膜到淡水那邊去了，因此叫做反滲透，或逆滲透。雙級反滲透工藝流程圖海水淡化反滲透裝置機、船用反滲透海水淡化設(shè)備反滲透技術(shù)在我國的應(yīng)用我國反滲透技術(shù)開發(fā)始于20世紀60年代，1967一1969年全國海水淡化會戰(zhàn)為乙酸纖維素不對稱反滲透膜的開發(fā)打下了基礎(chǔ)，70年代進行中空纖維和卷式反滲透組件的研究開發(fā)，80年代進行反滲透復合膜的研究開發(fā)，開始步入產(chǎn)業(yè)化，在我國水處理行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用舊l。近些年來，在國家開放政策的引導下，世界發(fā)達國家高性能膜組器大批涌入國門，帶動了國內(nèi)反滲透工程應(yīng)用的高速發(fā)展。國內(nèi)相關(guān)研發(fā)單位在高性能反滲透、納濾復合膜的研究方面也已取得突破，正在實施水膜的產(chǎn)業(yè)化計劃。國家計委將膜法水處理技術(shù)產(chǎn)業(yè)化列為“十五”計劃專項，總投資25億元人民幣，預期實現(xiàn)總產(chǎn)值70一80億元人民幣。建設(shè)的工程有：(一)榮成萬噸級反滲透海水淡化產(chǎn)業(yè)化示范工程(二)峰山500噸/日反滲透海水淡化示范工程(三)長海縣反滲透海水淡化工程反滲透海水淡化工程實例

長?？h大長山島海水淡化項目一期工程規(guī)模為1000m3/h,1999年4月裝置正式投入運行,設(shè)備經(jīng)過長期的運行考核,淡化水水質(zhì)符合中華人民共和國飲用水衛(wèi)生標準GB5749—85,淡化水日產(chǎn)量達到設(shè)計要求[14].反滲透海水淡化裝置在一定程度上緩解了吃水難的問題,2001年計劃在原有基礎(chǔ)上上馬二期工程,將淡化水生產(chǎn)規(guī)模提高到1500m3/d,于2002年夏季工程完工.一期淡化工程采用岸邊打井,管道虹吸的取水方式。二期工程利用原有的廠房和取水設(shè)備(更換其中流量較小的一臺潛水泵),設(shè)置1000m3/d、500m3/d兩臺反滲透裝置并聯(lián)運行,兩套裝置共用一套預處理系統(tǒng)。國內(nèi)反滲透海水淡化工程存在的問題目前,國內(nèi)的四個海水(苦咸水)淡化工程中有三個已經(jīng)投入運行使用,從運行的實際效果來看,基本達到了設(shè)計要求。嵊山鎮(zhèn)和長?？h的海水淡化工程在天旱無雨、水庫枯竭的情況下,保證了海島人民的飲水,發(fā)揮了巨大的作用和效益。從主體設(shè)備的供貨渠道上看,其中兩個工程的設(shè)備供貨是引進器件的國內(nèi)成套,說明國內(nèi)已經(jīng)基本掌握了海水反滲透淡化工程的設(shè)計、供貨、安裝、調(diào)試的相關(guān)技術(shù),走過了產(chǎn)業(yè)化的大部分路程。然而,投入運行的三個海水淡化工程在運行期間也暴露了一些工程技術(shù)的問題,具有代表性的是:1.高壓泵的選擇從目前的情況看,根據(jù)不同的淡化規(guī)模選擇高效率、合適的高壓泵是反滲透海水淡化需要解決的問題。2.預處理工藝有待優(yōu)化對于不同的海水水質(zhì),如何優(yōu)化預處理的工藝流程,恰當?shù)剡x擇預處理濾速從而達到保證預處理質(zhì)量、降低工程造價和預處理成本的目的,是反滲透海水淡化工程設(shè)計和設(shè)備供貨廠商需要解決的技術(shù)問題。3.設(shè)備和管道腐蝕防護水平有待提高腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生,有些屬于設(shè)計不當造成的,有些屬于供貨廠家沒有完全按照設(shè)計要求供貨造成的。如果不能有效地解決,將影響設(shè)備的使用壽命,降低淡化裝置的利用率和服務(wù)年限。4.工程設(shè)計和設(shè)備供貨的資質(zhì)需要規(guī)范反滲透海水淡化技術(shù)的發(fā)展發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象已有200多年的歷史，現(xiàn)代的反滲透(Reverseosmosis，RO)的則是上世紀50年代以來的研究結(jié)果。90年代出現(xiàn)的采用徽濾、超濾或納濾等膜技術(shù)作為反滲透海水淡化系統(tǒng)的預處理工藝，使得反滲透海水淡化裝置更加可靠。用膜技術(shù)作為海水反滲透的預處理，不需要加入絮凝劑、殺菌劑和還原劑等化學藥品，同時也省去了保安過濾器，使反滲透的進水水質(zhì)從傳統(tǒng)處理方法能夠達到的出水污染指數(shù)(SDI)lJ、于3改進到小于1，能有效去除進料海水中的膠體類物質(zhì)，延長了反滲透膜的使用壽命。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展和改進，海水淡化反滲透復合膜的性能已經(jīng)有了較大的提高，產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟效益。整個80年代，反滲透海水淡化研究的重點集中在提高膜的脫鹽率和水通量上。90年代出現(xiàn)的采用徽濾、超濾或納濾等膜技術(shù)作為反滲透海水淡化系統(tǒng)的預處理工藝，使得反滲透海水淡化裝t更加可靠。用膜技術(shù)作為海水反滲透的預處理，不姍要加入絮凝劑、殺菌劑和還原劑等化學藥品，同時也省去了保安過濾器，使反滲透的進水水質(zhì)從傳統(tǒng)處理方法能夠達到的出水污染指數(shù)(SDI)lJ于3改進到小于1，能有效去除進料海水中的膠體類物質(zhì)，延長了反滲透膜的使用壽命。

目前的反滲透復合膜采用芳香族聚酸胺為材料，特征水通量是1978年的2倍，鹽的透過率約為1978年的四分之一，膜的脫鹽率高于993%，抗污染和抗氛化能力大大提高。在反滲透操作過程中需施加高壓，產(chǎn)的濃縮鹽水會攜帶相當一部分能量，如不回收利用，會造成極大的能量浪費。針對這一問題，科研人員展開相應(yīng)研究，各種形式的能量回收裝置相繼出現(xiàn)。較早的渦輪透平式能量回收裝置，通過軸或其他傳動裝置將其能量輸送至進料海水，節(jié)能效果明顯，能量回收效率為50一80%，使得反滲透海水淡化裝置的本體能耗降低至3SKWh/m3左右。近年來，隨著膜的性能不斷提高，高壓泵和能l回收裝里性能的持續(xù)進步和各種預處理新工藝的不斷提出，膜組件的價格和能耗呈現(xiàn)出下降的趨勢，這就使得海水淡化的成本大大降低，反滲透技術(shù)的應(yīng)用逐步擴大。據(jù)報道，1993一1995年膜降價約20%;在能耗方面，無論是苦咸水還是海水RO淡化均有明顯地降低。反滲透海水淡化技術(shù)發(fā)展進步很快，而且是應(yīng)用比較廣泛的一種海水淡化技術(shù)，對于節(jié)約能耗，發(fā)展新能源起著很大的作用。