反滲透工程的系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)與RO海水淡化實(shí)例解析附圖豐富二

反滲透工程的系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)與

RO海水淡化實(shí)例反滲透透工藝藝流程程的設(shè)設(shè)計依依據(jù)反滲透透最終終用途途：產(chǎn)品品水的的具體體用途途，它它決定定了為為滿足足用戶戶需要要的水水質(zhì)和和水量量。對對飲用用水，，通常常要求求滿足足公共共衛(wèi)生生標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)或世世界衛(wèi)衛(wèi)生組組織標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。。然而而產(chǎn)品品的性性能并并不嚴(yán)嚴(yán)格的的要超超過所所需值值，因因?yàn)楦吒哂谒璧牡漠a(chǎn)水水量或或產(chǎn)水水水質(zhì)質(zhì)將增增加產(chǎn)產(chǎn)品水水的費(fèi)費(fèi)用，，產(chǎn)生生明顯顯的負(fù)負(fù)面影影響。。相關(guān)處處理：：在RO透過液液使用用前，，通常常需要要對其其作些些后處處理。。至少少，需需要脫脫氣以以去除除為控控制結(jié)結(jié)垢對對進(jìn)料料水酸酸化而而產(chǎn)生生的CO2和進(jìn)行行pH調(diào)節(jié)，，以防防止下下游系系統(tǒng)發(fā)發(fā)生腐腐蝕。。預(yù)處處理即即垢的的控制制，方方法有有pH值的調(diào)節(jié)、緩蝕劑劑軟化、微生物控控制、氯化/脫氯，對懸浮固體體、膠體、金屬氧氧化物、有機(jī)物等等的去除。出水后處理的要求求取決于應(yīng)用，需需按具體情況加以以確定。對許多工工業(yè)應(yīng)用，后處理理包括采用樹脂除除鹽和紫外線消毒毒。對城市應(yīng)用要要附加pH調(diào)節(jié)、脫氣及用氯氯消毒。反滲透膜的選擇：：膜性能可受與膜本本身及其構(gòu)型無關(guān)關(guān)的一些因素的影影響，例如預(yù)處理理及系統(tǒng)的操作與與維護(hù)，然而，需需根據(jù)進(jìn)料水的水水質(zhì)及最終用途仔仔細(xì)考慮選擇膜材材料及膜構(gòu)型。對對于不同公司膜的的選擇一般根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，但對于國外外公司的膜還是比比較放心的，根據(jù)據(jù)手冊選用。膜一、評價指標(biāo)1、脫鹽率和透鹽鹽率2、產(chǎn)水量（水通量量）常用加侖每平平方英尺每天（GFD）表示。過高的滲滲透流率將導(dǎo)致垂垂直于膜表面的水水流速加快，加劇劇膜污染。3、回收率①單位面積上透水水量大，脫鹽率高高；②②機(jī)械強(qiáng)度好，多多孔支撐層的壓實(shí)實(shí)作用?。虎邰刍瘜W(xué)穩(wěn)定定性好，耐酸、堿堿腐蝕和微生物侵侵蝕；④④結(jié)構(gòu)均勻，使用用壽命長，性能衰衰降慢；⑤⑤制膜容易，價價格便宜，原料充充足反滲透高壓泵選擇擇：高壓泵提供膜生生產(chǎn)所需產(chǎn)水流量量及水質(zhì)的壓力。。常用泵的類型是是單級、高速離心心泵；柱塞泵；多多級離心泵。通常常單級離心泵效率率最低，柱塞泵效效率最高。對于小小系統(tǒng)采用高速離離心泵，對于大系系統(tǒng)采用多級離心心泵為佳。目前國國產(chǎn)的南方泵業(yè)比比較好的，丹麥麥格蘭富泵是國際際流行的、要滿足足膜設(shè)計的壓力和和流量要求。3噸設(shè)備設(shè)備流程反滲透系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)泵、、反滲透裝置（反反滲透膜及膜殼、、機(jī)架、電控箱））、沖洗/清洗裝置及中間水水箱。整體設(shè)備反滲透的影響因素素反滲透膜的水通量量和脫鹽率是反滲滲透過程中關(guān)鍵的的運(yùn)行參數(shù)，這兩兩個參數(shù)將受到壓壓力、溫度、回收收率、給水含鹽量量、給水PH值因素的影響。1、進(jìn)水壓力進(jìn)進(jìn)水壓力本本身并不會影響鹽鹽透過量，但是進(jìn)進(jìn)水壓力升高使得得驅(qū)動反滲透的凈凈壓力升高，使得得產(chǎn)水量加大，同同時鹽透過量幾乎乎不變，增加的產(chǎn)產(chǎn)水量稀釋了透過過膜的鹽分，降低低了透鹽率，提高高脫鹽率。當(dāng)進(jìn)水水壓力超過一定值值時，由于過高的的回收率，加大了了濃差極化，又會會導(dǎo)致鹽透過量增增加，抵消了增加加的產(chǎn)水量，使得得脫鹽率不再增加加。2.、進(jìn)水溫度溫度度對反滲透的運(yùn)行行壓力、脫鹽率、、壓降影響最為明明顯。溫度上升，，滲透性能增加，，在一定水通量下下要求的凈推動力力減少，因此實(shí)際際運(yùn)行壓力降低。。同時溶質(zhì)透過速速率也隨溫度的升升高而增加，鹽透透過量增加，直接接表現(xiàn)為產(chǎn)品水電電導(dǎo)率升高。溫度度對反滲透各段的的壓降也有一定的的影響，溫度升高高，水的粘度降低低，壓降減少，對對于反滲透膜膜的通道由于污堵堵而使湍流程度增增強(qiáng)的裝置，粘度度對壓降的影響更更為明顯。反滲滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對對進(jìn)水水溫的變化化十分敏感，隨著著水溫的增加，水水通量也線性的增增加，進(jìn)水水溫每每升高1℃，產(chǎn)水通量就增加加2.5％～3.0％；其原因在于透透過膜的水分子粘粘度下降、擴(kuò)散性性能增強(qiáng)。進(jìn)水水水溫的升高同樣會會導(dǎo)致透鹽率的增增加和脫鹽率的下下降，這主要是因因?yàn)辂}分透過膜的的擴(kuò)散速度會因溫溫度的提高而加快快。3、進(jìn)水pH值

各種種膜組件都有一個個允許的pH值范圍，進(jìn)水pH值對產(chǎn)水量幾乎沒沒有影響；但是即即使在允許范圍內(nèi)內(nèi)，PH值對脫鹽率也也有較大影響，，一方面pH值對產(chǎn)品水的電導(dǎo)導(dǎo)率也有一定的影影響，這是因?yàn)榉捶礉B透膜本身大都都帶有一些活性基基團(tuán)，pH值可以影響膜表表面的電場進(jìn)而而影響到離子的的遷移，pH值對進(jìn)水中雜質(zhì)質(zhì)的形態(tài)有直接接影響，如對可可離解的有機(jī)物物，其截留率隨隨pH值的降低而下降降；另一方面由由于水中溶解的的CO2受pH值影響較大，pH值低時以氣態(tài)CO2形式存在，容易易透過反滲透膜膜，所以pH低時脫鹽率也較較低，隨pH升高，氣態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為HCO3－和CO32－離子，脫鹽率也也逐漸上升，pH在7.5～8.5之間時，，脫鹽率達(dá)到最最高。4、進(jìn)水鹽濃度度滲透壓是水水中所含鹽分或或有機(jī)物濃度的的函數(shù)，含鹽量量越高滲透壓也也增加，進(jìn)水壓壓力不變的情況況下，凈壓力將將減小，產(chǎn)水量量降低。透鹽率率正比于反滲透透膜正反兩側(cè)鹽鹽濃度差，進(jìn)水水含鹽量越高，，濃度差也越大大，透鹽率上升升，從而導(dǎo)致脫脫鹽率下降。對對同一系統(tǒng)來說說，給水含鹽量量不同，其運(yùn)行行壓力和產(chǎn)品水水電導(dǎo)率也有差差別，給水含鹽鹽量每增加l00ppm，進(jìn)水壓力需增增加約0.007MPa，同時由于濃度度的增加，產(chǎn)品品水電導(dǎo)率也相相應(yīng)的增加。5、懸浮物水水中的懸浮物就就是指在水濾過過的同時，在過過濾材料表面殘殘留下的物質(zhì)，，以粒子成分為為主體。懸浮物物含量高會導(dǎo)致致反滲透和納濾濾系統(tǒng)很快發(fā)生生嚴(yán)重堵塞，影影響系統(tǒng)的產(chǎn)水水量和產(chǎn)水水質(zhì)質(zhì)。6、回收率回收收率對各段壓降降有很大的影響響，在進(jìn)水總流流量保持一定的的條件下，回收收率增加，由于于流經(jīng)反滲透高高壓側(cè)的濃水流流量減少，總壓壓降降低，回收收率減少，總壓壓降增大，實(shí)際際運(yùn)行表明，回回收率即使變化化很小，如1%，也會使總壓差差產(chǎn)生0.02MPa左右的變化?；鼗厥章蕦Ξa(chǎn)品水水電導(dǎo)率的影響響取決于鹽透過過量和產(chǎn)品水量量，一般說來，，系統(tǒng)回收率增增大，會增加濃濃水中的含鹽量量，并相應(yīng)增加加產(chǎn)品水的電導(dǎo)導(dǎo)率。反滲透膜元件的的指標(biāo)離散特性性如果系統(tǒng)設(shè)計目目標(biāo)是脫鹽率最最高或是膜通量量比最小，通過過技術(shù)指標(biāo)差異異膜元件組的最最佳排列，可以以使系統(tǒng)運(yùn)行指指標(biāo)得到一定程程度的提高。而而元件的隨機(jī)排排列將可能使系系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行行指標(biāo)惡化“膜元件件之間間技術(shù)術(shù)指標(biāo)標(biāo)的差差異越越大，，系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行行調(diào)試試指標(biāo)標(biāo)可優(yōu)優(yōu)化調(diào)調(diào)整的的潛力力越大大。膜位置置與凈凈化關(guān)關(guān)系反滲透透電控控裝置置反滲透透水處處理變變頻控控制系系統(tǒng)工工作原原理水處理理控制制系統(tǒng)統(tǒng)中，，水流流量的的調(diào)節(jié)節(jié)是在在整個個系統(tǒng)統(tǒng)控制制的一一個主主要內(nèi)內(nèi)容，，水量量準(zhǔn)確確的調(diào)調(diào)節(jié)可可以提提高生生產(chǎn)的的效益益和設(shè)設(shè)備的的安全全性。。本系系統(tǒng)中中，水水泵電電機(jī)是是輸出出環(huán)節(jié)節(jié)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速由由變頻頻器控控制，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)變流流量控控制。。變頻頻器接接受控控制器器的信信號對對水泵泵電機(jī)機(jī)進(jìn)行行速度度控制制，控控制器器綜合合流量量設(shè)定定參考考值與與現(xiàn)場場反饋饋的實(shí)實(shí)際流流量值值信號號后，，經(jīng)過過PID調(diào)節(jié)，向變頻器輸輸出運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指令令。反滲透水處理變頻頻控制系統(tǒng)集成反滲透水處理變頻頻控制系統(tǒng)組成如如下圖所示,系統(tǒng)控制核心選用用西門子S7-400PLC，變頻器選用MM420涉及到的模塊有：：SM321-1BL00，32路DI模塊(DC24V)；SM322-1BL00，32路DO模塊(DC24V)；SM331-1KF01，8路AI模塊；SM332-5HF00，8路AO模塊。工程師站與與PLC通訊選用通訊卡CP5611。反滲透系統(tǒng)常見形形式一級一段連續(xù)式single-stagesingle-part一級一段循環(huán)式一級多段段連續(xù)式式一級多段段循環(huán)式式多級流程程一級一段段連續(xù)式式這種方式式要求膜膜的溶質(zhì)質(zhì)截留率率高，操操作壓力力大，否否則，水水的回收收率不高高，在工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中較少少采用。。一級一段段循環(huán)式式為了提高高水的回回收率，，將部分分濃縮液液返回進(jìn)進(jìn)料，再再次經(jīng)經(jīng)過膜分分離器分分離，這這種流程程由于進(jìn)進(jìn)料液溶溶質(zhì)濃度度提高，，所以透透過的水水質(zhì)有所所下降。。一級多段段連續(xù)式式如圖4-14所示，這這種流程程可以得得到較高高的水回回收率，，較高濃濃度的濃濃縮液，，但流流動壓力力損失較較大，有有時需要要高壓泵泵?？紤]慮到各段段的料液液量依次次減小，，為了保保證原料料液流經(jīng)經(jīng)膜表面面有足夠夠大的速速度，減減少濃差差極化，，多采用用4-14(b)所示的一一級多段段連續(xù)式式的錐形形排列。。一級多段段連續(xù)式式在一級多多段中可可以達(dá)到到更高的的水回收收率和濃濃縮水濃濃度，這這要求更更高的高高壓泵，，以保證證后段膜膜的工作作壓力。?？紤]保保證足夠夠的給水水量以減減少后段段膜的極極化現(xiàn)象象。多采用4-14(b)所示的一一級多段段連續(xù)式式的錐形形排列。。圖4-14一級多段段連續(xù)式式流程一級多段段循環(huán)式式這種流程程能獲得得較高濃濃度的濃濃縮液，，更適于于以濃縮縮為目的的分離過過程。一級多段循環(huán)環(huán)式當(dāng)用反滲透作作為濃縮過程程時，一次濃濃縮達(dá)不到要要求時，可以以采用這種多多步式方式，，這種方式濃濃縮液體體積積可減少而濃濃度提高，產(chǎn)產(chǎn)水量相應(yīng)加加大。多級流程多級流程亦有有連續(xù)式與循循環(huán)式之分，，這一類流流程既可提高高水的回收率率又可提高淡淡化水的質(zhì)量量，而且可降降低操作壓力力，降低對膜膜的脫鹽性能能的要求，在在實(shí)際應(yīng)用用中有較高的的價值，但是是該類流程增增大了能量消消耗及泵的設(shè)設(shè)備投資。圖圖4-16(a)(b)分別為二級和和多級反滲透透流程。3、兩級一段法法當(dāng)海水除鹽率率要求把NaCl從35000mg/L降至500mg/L時，則要求除除鹽率高達(dá)98.6％如一級達(dá)不不到時，可分分為兩步進(jìn)行行。即第一步步先除去NaCl90％，而第二步步再從第一步步出水中去除除NaCl89％，即可達(dá)到到要求。如果果膜的除鹽率率低，而水的的滲透性又高高時，采用兩兩步法比較經(jīng)經(jīng)濟(jì)，同時在在低壓低濃度度下運(yùn)行時，，可提高膜的的使用壽命。。多級流程4、多級反滲透流流程在此流程中，，將第一級濃濃縮液作為第第二級的供料料液，而第二二級濃縮液再再作為下一級級的供料液，，此時由于各各級透過水都都向體外直接接排出，所以以隨著級數(shù)增增加水的回收收率上升，濃濃縮液體體積積減少濃度上上升。為了保保證液體的一一定流速，同同時控制濃差差極化，膜組組件數(shù)目應(yīng)逐逐漸減少。電廠海水淡化化工程2001年2月18日投產(chǎn)了日產(chǎn)產(chǎn)2500噸發(fā)電廠---公開的數(shù)據(jù)基本流程海水淡化系分分為預(yù)處理系系統(tǒng)、一級反反滲透系統(tǒng)、、二級反滲透透系統(tǒng)。一級反滲透系系統(tǒng)出水電導(dǎo)導(dǎo)率平均在350μs/cm,二級反滲透系系統(tǒng)出水電導(dǎo)導(dǎo)率平均在5μs/cm,為了達(dá)到鍋爐爐用水的質(zhì)量量標(biāo)準(zhǔn),還需對二級反反滲透出水經(jīng)經(jīng)混床離子交交換處理,達(dá)到小于0.2μs/cm的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。。工藝流程及出出水指標(biāo)海水取水泵→加NaClO系統(tǒng)→加PAC、PAM系統(tǒng)→多介質(zhì)過濾濾器→活性碳過濾濾器→加亞硫酸氫氫鈉、阻垢垢劑系統(tǒng)→5微米過濾器器→一級高壓泵泵→一級反滲透透→一級淡化水水池→二級高壓壓泵→二級反滲透透→除炭器→二級淡化水水池淡水反沖洗洗泵化學(xué)清洗系系統(tǒng)反滲透出水水指標(biāo)為一級反滲透透出水:電導(dǎo)率在230～380μs/cm,脫鹽率≥99.3%,產(chǎn)水量:2×52m3/h,回收率為40%。二級反滲透透出水:電導(dǎo)率在3.5～8μs/cm,脫鹽率≥98%,產(chǎn)水量:2×40m3/h,回收率為75%。海水取水系系統(tǒng)該系統(tǒng)配置置3臺耐海水腐腐蝕的取水水泵,考慮到海水溫度度隨季節(jié)而變化化和反滲透膜運(yùn)運(yùn)行的最佳溫度度為25℃,因此3臺取水泵安裝在在不同的取水口口。1號取水泵水源來來自一期機(jī)組循循環(huán)水泵房。2、3號取水泵水源分分別來自2、3號機(jī)組凝汽器排排水。一級加藥系統(tǒng)包括電解海水制制氯、聚合氯化化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)三個加藥系統(tǒng)。。電解海水制氯氯是通過電解天然海水,使海水中含有一一定濃度的次氯氯酸鈉(藥液),利用加藥泵將藥藥液加入取水泵泵出口母管上,以消除預(yù)處理海海水中的細(xì)菌、、藻類等微生物物。加藥量是通過調(diào)調(diào)節(jié)電解電流來來維持多介質(zhì)過過濾器進(jìn)水有效氯濃度度為1mg/L左右。加PAC、PAM是為了將海水中中的懸浮物、膠膠體、顆粒凝聚聚長大,通過過濾除去。。PAC、PAM加藥量的控制是是根據(jù)進(jìn)水流量量自動調(diào)節(jié)加藥藥泵頻率的比例例調(diào)節(jié)方式進(jìn)過濾系系統(tǒng)為了保保證反反滲透透系統(tǒng)統(tǒng)污染染指數(shù)數(shù)(SDI)小于等等于4,系統(tǒng)設(shè)設(shè)置六臺(五用一一備)多介質(zhì)質(zhì)過濾濾器(石英沙沙和無無煙煤煤)和四臺(三用一一備)活性炭炭過濾濾器。。污染指指數(shù):也可稱稱為淤淤泥密密度指指數(shù)SDI。它主主要是是檢測測水中中膠體體和懸懸浮物物等微微粒的的多少少,是測定定在一一定壓壓力和和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)間隔隔時間間內(nèi),一定體體積的的水樣樣通過過微孔孔過濾濾器(0.45μμm)的阻塞塞率。。多介質(zhì)質(zhì)過濾濾器進(jìn)水總流量為300m3/h,它可以濾除經(jīng)預(yù)處處理加藥后所形成成的礬花和原水帶帶來的顆粒?；钚孕蕴窟^濾器用以吸吸附雙濾料過濾器器出水中的有機(jī)物物和余氯,同時進(jìn)一步降低反反滲透系統(tǒng)進(jìn)水的的SDI值。多介質(zhì)過濾器器的反洗設(shè)空氣擦擦洗,可以提高反洗效果果,擦洗氣源為羅茨風(fēng)風(fēng)機(jī)提供。過濾器器的反洗用水為多多介質(zhì)過濾器產(chǎn)水水經(jīng)反洗水箱收集集所得。二級加藥系統(tǒng)二級加藥的目的是是保護(hù)反滲透膜,防止膜結(jié)垢和受余余氯的氧化。它包包括加NaHSO3和加阻垢劑。(1)加NaHSO3還原劑的目的是去去除活性炭過濾器器出水的余氯,以防止其進(jìn)入反滲滲透裝置內(nèi),氧化反滲透膜。NaHSO3的加藥量控制是根根據(jù)進(jìn)水量自動調(diào)調(diào)節(jié)加藥泵頻率的的比例調(diào)節(jié)方式進(jìn)進(jìn)行。加藥泵采用用一用一備的方式式運(yùn)行。二級加藥系統(tǒng)加阻垢劑的目的是防止?jié)馑械碾s雜質(zhì)在膜上結(jié)垢,采用的阻垢劑是一一種分散型隱蔽藥藥劑,它可以對堵塞膜微微孔的鐵膠體以及及細(xì)小的顆粒起到到分散的作用。阻阻垢劑的加藥控制制是根據(jù)進(jìn)水流量量自動調(diào)節(jié)加藥泵泵頻率的比例調(diào)節(jié)節(jié)方式進(jìn)行。一級反滲透系統(tǒng)一級反滲透系統(tǒng)系統(tǒng)由2套反滲透裝置組成成,日產(chǎn)水量為2500t。每套裝置由一套套反滲透膜組件、、一臺5μm過濾器和兩臺高壓壓泵組成。反滲透膜組件安裝裝在17個并聯(lián)的壓壓力容器內(nèi)內(nèi),每個壓力容容器內(nèi)裝6根膜元件,反滲透膜元元件采用美國陶氏TFC8040復(fù)合膜。5μm過濾器的出出力為130m3/h,外殼采用不不銹鋼316L,內(nèi)裝52根長40”的5μm濾芯。它的的作用是防防止顆粒進(jìn)進(jìn)入高壓泵泵和反滲透透膜。反滲透裝置置配置兩臺臺出力為65m3/h、揚(yáng)程為6.3MPa的不銹鋼增增壓及能量量回收一體體泵,簡稱一級高高壓泵。由于一級反反滲透濃水水的壓力接接近反滲透透進(jìn)水的壓壓力,因此將反滲滲透濃水通通過能量回收系系統(tǒng)回收能能量,可以節(jié)約電電能,它的回收率率達(dá)到90%左右考慮到海水水溫度影響響膜的透水水率,水溫每升高高1℃,反滲透出水水將增加2.5～3%。為了降低電電耗,高壓泵采用用變頻器控控制,即用變頻器器調(diào)節(jié)高壓壓泵的運(yùn)行行頻率,使反滲透的的運(yùn)行壓力力適合其當(dāng)當(dāng)時水溫變變化的要求求,滿足正常的的產(chǎn)水量。。反滲透清洗洗系統(tǒng)在反滲透膜膜組件長期期運(yùn)行后,膜表面會受受到難以沖沖洗的有機(jī)機(jī)物和微量量鹽份結(jié)垢垢的污染,而造成膜組組件性能的的下降,所以必須用用化學(xué)藥品進(jìn)進(jìn)行清洗,以恢復(fù)其正正常的除鹽鹽能力。二二套反滲透透裝置設(shè)置置一套共用用清洗系統(tǒng)統(tǒng),此系統(tǒng)由一臺臺清洗箱,一臺清洗泵泵、一臺5μm過濾器及一一臺流量計計組成。反滲透淡水水沖洗系統(tǒng)統(tǒng)當(dāng)反滲透系系統(tǒng)停機(jī)時時,因膜內(nèi)部的的水已經(jīng)處處于濃縮狀狀態(tài),在靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)下,容易造成膜膜組件的污污染,因此還需要用淡淡水沖洗膜膜表面,以防止污染染物沉積在在反滲透膜膜表面,影響膜的性性能。系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)置一臺臺沖洗泵和和配管。注意:沖洗水進(jìn)入入反滲透裝裝置的方向向與運(yùn)行水水流方向一一致，不是是反沖洗，，與多介質(zhì)質(zhì)過濾器不不同。二級反滲透透系統(tǒng)二級反滲透透系統(tǒng)按2套設(shè)置,日產(chǎn)水量1920t。每套反滲滲透裝置配配置一臺高高壓泵、一一套反滲透透膜組件和和一套控制制儀表。高高壓泵出力力為54m3/h,揚(yáng)程為1.4MPa。因其進(jìn)水水為一級反反滲透的產(chǎn)產(chǎn)品水,所以選用高高產(chǎn)水量的的超低壓膜膜元件,它具有產(chǎn)水水量高,運(yùn)行壓力低低的特點(diǎn)。。每套反滲透透膜組件配配置7根壓力容器器,內(nèi)裝42根美國陶氏氏BW-400膜元件,采用一級兩兩段(4:3)排列。系統(tǒng)統(tǒng)還配置了了除炭器,用以除去二二級產(chǎn)品水水的CO2,以利于后后級水質(zhì)質(zhì)處理。。由于進(jìn)進(jìn)水采用用一級產(chǎn)產(chǎn)品水,而一級產(chǎn)產(chǎn)品水的的主要成成分是氯氯化鈉,因此不設(shè)設(shè)任何加加藥系統(tǒng)統(tǒng)。反滲透的的保護(hù)系系統(tǒng)一級反滲滲透系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)置一一級高壓壓泵入口口低壓保保護(hù)開關(guān)關(guān),出口高壓壓保護(hù)開開關(guān)。其其作用是是為保護(hù)護(hù)高壓泵泵和反滲滲透膜。。二級反滲滲透系統(tǒng)統(tǒng)在二級級高壓泵泵出口設(shè)設(shè)置一個個慢開電電動門,當(dāng)二級反反滲透系系統(tǒng)運(yùn)行行時,使膜元件件逐漸升升至一定定壓力,減小膜沖沖擊。反滲透的的自動控控制和儀儀表5反滲透的的自動控控制和儀儀表反滲透系系統(tǒng)采用用PLC自動控制制的方式式運(yùn)行。。其運(yùn)行行和退出出主要是是控制高高壓泵的的啟動和和停止來來實(shí)現(xiàn)的的。而高高壓泵的的啟、停停是通過過淡化水水池的水水位變化化來決定定的。系系統(tǒng)的啟啟動、停停止和過過濾器的的反洗都是在自自動下進(jìn)進(jìn)行的。。為了控制制、監(jiān)測測反滲透透系統(tǒng)正常運(yùn)行行,還配置了了一系列列的在線線測試儀儀表。它它包括ORP表、pH測量儀、電導(dǎo)導(dǎo)率表、流量量計、壓力表表、取樣裝置置等。一級反滲透海海水淡化的運(yùn)運(yùn)行情況海水淡化投產(chǎn)產(chǎn)半年后檢測測,設(shè)備運(yùn)行情況況正常。一級級反滲透的產(chǎn)產(chǎn)水量、脫鹽鹽率和產(chǎn)水質(zhì)質(zhì)量都能達(dá)到到設(shè)計要求。。檢查一級反反滲透進(jìn)水壓壓力與濃水出出口壓力的差差值與剛投產(chǎn)產(chǎn)時一樣,且出水流量和和產(chǎn)品水質(zhì)都都滿足設(shè)計要要求?？梢钥峡隙ǚ礉B透膜膜運(yùn)行情況良良好,膜沒有受到污污染。檢測指標(biāo)：多多介質(zhì)過濾器器出水污染指指數(shù)一般為2.6～3.8左右,由于海水的懸懸浮物和膠體體較多,預(yù)處理比較困困難,通過調(diào)整預(yù)處處理加藥試驗(yàn)驗(yàn),確定多介質(zhì)過過濾器周期制制水量為800t及時反洗。,活性炭過濾器器周期制水量量為5000t,可以保證每臺臺過濾器失效效后能及時更更新或反洗。。海水溫度海水溫度升高高,運(yùn)行壓力降低,海水溫度降低,運(yùn)行壓力升高。海海水溫度在12～28℃時,運(yùn)行壓力在5.5～5.0MPa內(nèi)變化。一級海水水淡化反滲透膜最最適宜的溫度是25℃,這時的運(yùn)行壓力是是5.1MPa。海水溫度對反滲透透膜的透水量有很很大影響,當(dāng)海水溫度變化時時,通過調(diào)節(jié)高壓泵變變頻器的頻率,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)水量為52噸t/h。變頻器的輸出頻頻率一般在44～49Hz范圍內(nèi)。海水溫度對產(chǎn)水電電導(dǎo)率的影響在控制一級產(chǎn)水量量52t/h,回收率為40%時,海水溫度升高,運(yùn)行壓力降低,產(chǎn)品水電導(dǎo)率增加加;海水溫度降低,運(yùn)行壓力升高,產(chǎn)品水電導(dǎo)率減小小。海水溫度在12～28℃時,產(chǎn)水電導(dǎo)率在230～380μs/cm變化。海水的腐蝕問題題由于海水對鋼管管的腐蝕性特別別強(qiáng),雖然一級反滲透透系統(tǒng)的5μm過濾器出口到高高壓泵入口管材材采用316L不銹鋼,但也出現(xiàn)多處因因腐蝕產(chǎn)生的漏漏點(diǎn);一級反滲透裝置置的濃水出口母母管和濃水收集集支管均采用316L不銹鋼管,也出現(xiàn)幾處泄漏漏點(diǎn)。為此我們們將高壓泵入口口管段改為PVC管材,將反滲透裝置的的漏點(diǎn)進(jìn)行了重重新補(bǔ)焊,消除了漏點(diǎn)二級反滲透運(yùn)行行情況二級反滲透運(yùn)行行情況良好。運(yùn)運(yùn)行壓力為1.1～1.4MPa,二級產(chǎn)水量保持持40t/h,回收率75%,產(chǎn)水電導(dǎo)率為2.8～7.0us/cm。電廠海水淡化(一期)工程關(guān)鍵設(shè)備:澄清池、濾池、、活性碳過濾器器、超濾裝置、、高壓泵、能量量回收設(shè)備、熱熱控儀表、水處處理設(shè)備、計算算機(jī)監(jiān)測控制系系統(tǒng)投資總額:250000萬元項(xiàng)目性質(zhì):擬建進(jìn)展階段:工程設(shè)計建設(shè)周期:2007年至2010年建設(shè)單位:發(fā)電有限公司電廠海水淡化工工程設(shè)計電廠的淡水系統(tǒng)統(tǒng)全部采用了世世界先進(jìn)的“雙雙膜法”海水水淡化技術(shù),工程投資約2億。分公司，浙江，，公開的數(shù)據(jù)））電廠海水淡化工工程自2003年3月開始采用“雙雙膜法”方案案。為了充分驗(yàn)驗(yàn)證方案選擇的的可行性，該廠廠于2004年4月至8月在現(xiàn)場進(jìn)行了了超濾裝置的中中試運(yùn)行。1系統(tǒng)設(shè)計1.1設(shè)計參數(shù)海水含鹽量：34000mg/L；水溫：15～32℃；水量：總制水水量1440m3/h(34560m3/d），分為6套，單套出力240m3/h。1.2系統(tǒng)流程海水→混凝澄清清→超濾→一級級反滲透→二級級反滲透1.3總平面布置海水淡化工程的的總平面布置充充分利用了循環(huán)環(huán)水系統(tǒng)的取排排水系統(tǒng)的布置置，緊靠防浪大大堤一側(cè)，自取取水、混凝澄清清、超濾過濾、、反滲透制水、、濃水排放，形形成了完整流暢暢的布局2主要系統(tǒng)介紹海水取水系統(tǒng)電廠海水淡化系系統(tǒng)充分利用了了電廠的循環(huán)水水系統(tǒng)，以降低低造價，同時可可以利用發(fā)電廠廠余熱使循環(huán)排排放水溫升高9～16℃℃的有利利條件件，降降低海海水淡淡化工工程的的能耗耗。海海水取取水口口位于于電廠廠海域域-15.6m等深線線附近近的海海域，，排水水口設(shè)設(shè)置在在-5m等深線線附近近的海海域。。循環(huán)水水系統(tǒng)統(tǒng)工藝藝流程程為：：取水水口→→自流流引水水隧道道→循循環(huán)水水泵→→供水水管道道→凝凝汽器器→排排水管管道→→虹吸吸井→→排水水溝→→排水水工作作井→→排水水管→→排水水口。。海水經(jīng)經(jīng)過循循環(huán)冷冷卻之之后，，冬季季工況況有16℃℃左右的溫升升，夏夏季工工況有有9℃左右的的溫升升，因因此，，電廠的海海水淡淡化系系統(tǒng)采采用了了兩路路進(jìn)水水，一一路取取自循循環(huán)水泵出出口（（未未經(jīng)熱熱交換換的海海水）），一一路取取自虹虹井，，根據(jù)原原海水水的水水溫變變化采采用不不同的的進(jìn)水水方式式，基基本保證水水溫在在20～30℃℃，調(diào)整整后維維持25℃℃左右。。海水預(yù)預(yù)處理理系統(tǒng)統(tǒng)海水反反滲透透（SWRO）給水水預(yù)處處理技技術(shù)包包括消消毒、凝凝聚/絮凝、、澄清清、過過濾等等傳統(tǒng)統(tǒng)水處處理工工藝及及膜法等新新的水水處理理工藝藝，膜膜法預(yù)預(yù)處理理主要要包括括微濾濾（MF）、超超濾（（UF）和納納濾（（NF）等。。預(yù)處處理的的目的的：除除去懸懸浮固固體，，降低低濁度度；控控制微微生物物的生生長；；抑制制與控控制微微溶鹽鹽的沉沉積；；進(jìn)水水溫度度和pH的調(diào)整整；有有機(jī)物物的去去除；；金屬屬氧化化物和和含硅硅化合合物沉沉淀控控制混凝澄澄清沉沉淀系系統(tǒng)為了降降低海海水中中的含含砂量量以及及海水水中有有機(jī)物物、膠膠體的的含量量，必必須進(jìn)進(jìn)行混混凝沉沉淀處處理。?；炷恋淼硐到y(tǒng)統(tǒng)設(shè)有有四座座微渦渦折板板式1000m3/h的混凝凝澄清清沉淀淀池，，為鋼鋼筋混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)，設(shè)設(shè)備內(nèi)內(nèi)部沒沒有轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動部部件，，可有有效地地減少少防腐腐成本本。經(jīng)經(jīng)混凝凝沉淀淀處理理后海海水濁濁度小于5NTU，運(yùn)行行參數(shù)數(shù)為：：混合合時間間：3s；絮凝凝時間間：10min；沉淀淀池上上升流流速小小2.4mm/s。。混凝凝沉淀淀處理理后后水質(zhì)質(zhì)見表表1。2.2.2過濾系統(tǒng)該廠過濾系系統(tǒng)采用了了浸入式ZeeWeed1000型超濾膜系系統(tǒng)，膜元元件主要的的技術(shù)參數(shù)數(shù)為：膜材材料：聚偏偏乙烯（PVDF）；膜通量量：50-100L/m2·h；運(yùn)行壓力力：0.007～0.08MPa；最大操作作溫度：40℃；pH范圍：2～13；化學(xué)清洗洗間隔期：：60～90d。2.3高壓泵高壓泵是SWRO系統(tǒng)的重要要部件，正正確選擇高高壓泵性能能對系統(tǒng)安安全性影響響很大，它它是運(yùn)轉(zhuǎn)部部件，出現(xiàn)現(xiàn)故障的概概率高。對對于大型的的海水淡化化裝置，一一般采用的的高壓泵是是離心泵。。常用離心心泵的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式有水水平中開式式和多級串串式。兩者者相比在結(jié)結(jié)構(gòu)上應(yīng)是是水平中開開式占較大大的優(yōu)勢，，據(jù)稱可以以達(dá)到6年不開缸維維修，缺點(diǎn)點(diǎn)是其設(shè)備備價格昂貴貴。2.4能量回收裝裝置由于PX系列的能能量回收收裝置具具有回收收效率高，噪音音低等特特點(diǎn)，逐逐漸受到到用戶的的青睞。。由于設(shè)設(shè)計中它它僅有一一個轉(zhuǎn)動動部件，，沒有機(jī)機(jī)械密封封和表面面磨損，，因而維維護(hù)工作作量很低低。2.5海水淡化化系統(tǒng)海水經(jīng)過過超濾后后，經(jīng)海海水提升升泵進(jìn)入入保安過過濾器，，然后進(jìn)進(jìn)入一級級海水淡淡化系統(tǒng)統(tǒng)。一級級海水淡淡化系統(tǒng)統(tǒng)共設(shè)6組，每組組設(shè)有壓壓力容器器58個，每個個壓力容容器內(nèi)裝裝有7支膜元件件，設(shè)計計出力240m3/h（5760m3/d）。系統(tǒng)統(tǒng)總出力力為34560m3/d。玉環(huán)電廠廠海水淡淡化五個個技術(shù)關(guān)關(guān)鍵點(diǎn)高效混凝凝沉淀系系列凈水水技術(shù)渦旋混凝凝低脈動動沉淀給給水處理理技術(shù)””的基礎(chǔ)礎(chǔ)上發(fā)展展而來的的。其中中涉及了了水處理理工程中中預(yù)處理理的混合合、絮凝凝反應(yīng)、、沉淀三三大主要要工藝，，特點(diǎn)是是上升流流速比較快快，占地地面積比比較少；；沒有類類似機(jī)械械攪拌澄澄清池中中的轉(zhuǎn)動動設(shè)備，，也沒有有類似于于水力加加速澄清清池中的的大量金金屬構(gòu)件件，這對對于防止止海水中中突出的的腐蝕問問題是一一個比較較好的解解決方案案。超濾作為海水水淡化預(yù)處理理系統(tǒng)為了驗(yàn)證超濾濾在工藝系統(tǒng)統(tǒng)中設(shè)置的安安全可靠性，，以及尋找最最適合的工藝藝參數(shù)，以最最大限度地優(yōu)優(yōu)化系統(tǒng)的配配置。該廠組組織了有六家家公司參與的的中試。試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果表明高高效混凝澄清清技術(shù)、超濾濾系統(tǒng)用于該該海水淡化工工程是可行的的。超濾出水SDI試驗(yàn)結(jié)果顯顯示，產(chǎn)水水SDI總體上穩(wěn)定定在2.5左右，從整整體趨勢來來看，隨著著時間的推推移，超濾濾產(chǎn)水SDI有略微上升升的趨勢，，這可能是是由于在試試驗(yàn)過程中中超濾膜沒沒有得到有有效的維護(hù)護(hù)，如化學(xué)學(xué)清洗等；；進(jìn)水消毒毒不徹底；；進(jìn)水混凝凝澄清效果果不理想等等，造成了了海水中的的微粒、膠膠體、有機(jī)機(jī)物和微生生物等和膜膜發(fā)生了物物理化學(xué)反反應(yīng)，改變變了膜的分分離能力。。試驗(yàn)顯示示客觀上雖雖然存在這這種膜污染染導(dǎo)致的分分離能力下下降，但這這種表現(xiàn)為為SDI的上升的下下降趨勢極極為緩慢，，并不明顯顯值升高，超超濾出水的的SDI也高，反之之亦然。鐵鐵離子的影影響：水中中可溶解性性的過渡金金屬離子，，如Fe2+因氧化而形形成沉淀使使SDI升高；氧化化劑的影響響：試驗(yàn)過過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，如果加加入次氯酸酸鈉，超濾濾出水的SDI升高。3.2.2超濾出水濁濁度海水濁度一一般在100NTU以上，但是是由于潮汐汐及天氣的的影響，濁濁度變化幅幅度非常大大，實(shí)測最最高達(dá)到2456NTU，經(jīng)過混凝凝澄清之后后，一般在在15～20NTU，個別值達(dá)達(dá)到50NTU。從超濾產(chǎn)產(chǎn)水來看，，產(chǎn)水濁度度相對比較較穩(wěn)定，基基本上在0.10NTU左右，雖有有個別值達(dá)達(dá)到了0.20NTU，但沒有出出現(xiàn)大的波波動，基本本上控制在在0.15NTU以下。超濾出水中中的鐵超濾進(jìn)水鐵鐵的濃度變變化范圍在在25.5～1451μμg/L，去除率在在80%～90%。3.2.4超濾出水中中的硅超濾進(jìn)水的的膠體硅含含量變化范范圍在1.081～10.74mg/L，出水的膠膠體硅含量量是比較穩(wěn)穩(wěn)定的，一一般小于2mg/L，去除率最最低時只有有10%，最高達(dá)到到98%，大部分去去除率在70%～90%之間。3.2.5超濾出水中中的COD海水中CODMn不超過10mg/L，經(jīng)過超濾濾之后，產(chǎn)產(chǎn)水CODMn最高不超過5.0mg/L，也就是說超濾對對CODMn去除率比較低。相相對進(jìn)水CODMn的波動，產(chǎn)水CODMn比較穩(wěn)定，但還是是呈現(xiàn)比較緩慢的的上升趨勢。3.2.6超濾出水細(xì)菌總數(shù)數(shù)超濾對細(xì)菌的去除除率達(dá)到100%。3.3系統(tǒng)回收率的確定定目前的海水淡化工工程，回收率一般般在38%～50%之間。決定回收率率高低的因素主要要有原海水水質(zhì)、、預(yù)處理系統(tǒng)出水水水質(zhì)、膜的性能能要求、運(yùn)行壓力力、綜合投資和制制水成本等。由于于玉環(huán)項(xiàng)目采用超超濾作為反滲透的的預(yù)處理，原海海水的含鹽量通常常在28000～32000mg/L之間，而最低水溫溫高于15℃，因此在反滲透允允許的設(shè)計條件下下，回收率越高，，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性越越好。按照回收率率40%，45%，50%，進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)比較（表2）。經(jīng)分析比較，，我們確定的回收收率為45%。3.4新材料的應(yīng)用海水淡化系統(tǒng)中另另一個重要問題就就是設(shè)備及管道腐腐蝕，根據(jù)工藝流流程中接觸介質(zhì)種種類及壓力的不同同，分別采用了雙雙相不銹鋼2205、2507以及奧氏體不銹鋼鋼254Mo，低壓系統(tǒng)大量的的采用襯里、塑料料及玻璃鋼管道。。3.5濃水排放綜合利用用海水淡化系統(tǒng)中濃濃水排放是全球業(yè)業(yè)內(nèi)要解決的問題題，由于發(fā)電廠循循環(huán)水中一般采用用氧化性殺菌劑來來抑制循環(huán)水系統(tǒng)統(tǒng)中藻類、貝類的的生長，在海濱電電廠大都設(shè)有電解解海水制氯系統(tǒng)，，反滲透濃水相當(dāng)當(dāng)于在原海水的基基礎(chǔ)上濃縮了1.6倍，因此將一部分分直接用于電解海海水制氯，可以簡簡化制取次氯酸鈉鈉系統(tǒng)設(shè)置，又可可提高電解制氯系系統(tǒng)的效率。4制水成本本分析海水淡化化的運(yùn)行行成本是是大家比比較關(guān)注注的問題題，也是是評價系系統(tǒng)方案案可行性性的重要要依據(jù)。。根據(jù)玉玉環(huán)工程程投標(biāo)商商的報價價情況、、性能指指標(biāo)、使使用保證證壽命，，綜合考考慮設(shè)備備折舊、、人工、、藥品、、檢修維維護(hù)等各各方面的的因素，，以上網(wǎng)網(wǎng)電價為為基礎(chǔ)，，噸水的的制水成成本在4元左右。。電廠海水水淡化工工程介紹紹海水淡化化系統(tǒng)采采用雙膜膜法,即超濾+反滲透工工藝,設(shè)計制水水能力1440m3/h,這是目前前國內(nèi)乃乃至亞洲洲地區(qū)最最大的采采用膜法法技術(shù)的的海水淡淡化工程程。(上海市,2008年）電廠位于于浙江東東南部,屬于溫帶帶氣候,海水年平平均溫度度15℃℃。根據(jù)電電廠直流流循環(huán)的的特點(diǎn),循環(huán)冷冷卻水水取自自原海海水,經(jīng)過凝凝汽器器后的的排水水實(shí)際溫溫升可可達(dá)9℃℃,此時從從排水水虹吸吸井取取水基基本滿滿足了了反滲滲透工工藝對對水溫溫的要要求。。按1440m3/h淡水制制水量量計算算,反滲透透淡化化工程程的原原海水水取用用量為為4200m3/h,(過濾裝裝置回回收率率以90%計,第1級反滲滲透水水回收收率以以45%計,第2級反滲滲透水水回收收率以以85%計)。從虹虹吸井井取來來的原原料海海水進(jìn)進(jìn)入反反應(yīng)沉沉淀池池進(jìn)行行凈化化處理理,除去懸懸浮顆顆粒和和部分分膠硅硅,反滲透透預(yù)處處理反滲透透裝置置的預(yù)預(yù)處理理是整整套淡淡化系系統(tǒng)的的關(guān)鍵鍵,可通過過傳統(tǒng)統(tǒng)工藝藝即多多介質(zhì)質(zhì)過濾濾器、、活性性炭過過濾器器組合合而成成,也可通通過近近年來來發(fā)展展起來來的微微、超超濾工工藝，，傳統(tǒng)工工藝需需設(shè)置置龐大大的介介質(zhì)過過濾系系統(tǒng),按表2水量計計算,需設(shè)置置直徑徑3200mm、長度度12000mm的各類類臥式式過濾濾器38臺,設(shè)備臺臺數(shù)多多,操作檢檢修工工作量龐龐大,且占地地面積積也巨巨大。。超(微)濾膜的的性能能比較較作為反反滲透透膜組組件長長期、、安全全、穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)運(yùn)行的的預(yù)處處理措施施,超(微)濾膜的的選擇擇至關(guān)關(guān)重要要。目目前國國際上上較為為常用用的有有:按進(jìn)水水流向向分有有外壓壓膜、、內(nèi)壓壓膜;按膜組組件布布置方方式分分有立立式膜膜、臥臥式膜膜;按膜絲絲材料料分有有聚偏偏氟乙乙烯(簡稱PVDF)、