1噸海水淡化設備
海(hǎi)水由於其含(hán)鹽量非常高,而不能被直接使用,主要采用兩種方法(fǎ)淡化海水,即蒸餾(liú)法和反滲透法。
蒸餾法
蒸餾法主要被用於(yú)特大型海水淡(dàn)化處理上及熱能豐富的地方。反滲(shèn)透膜法適用麵非常的廣,且脫(tuō)鹽率很高,因(yīn)此被廣泛使用。反滲透(tòu)膜法(fǎ)首先是將海水提取上來,進行初步處理,降低海水濁度,防(fáng)止細菌、藻類等(děng)微生物的生(shēng)長,然後用特種高壓泵增壓,使海(hǎi)水進入反滲透膜,由於海水含鹽量(liàng)高,因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐高壓、抗汙染等特點,經過反(fǎn)滲透(tòu)膜(mó)處理後的海水,其含鹽量大大降低,TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化後的(de)水質甚至優於自來水,這(zhè)樣就可供工業、商業、居民及船(chuán)舶、艦艇使用。
反滲透(tòu)法
海水含鹽量高、硬度高,對設備(bèi)腐(fǔ)蝕性大(dà),而(ér)且水(shuǐ)溫季節性變化較大 使得反滲透海水淡化係統比常規的苦鹹水脫鹽(yán)係統要複雜得多,工程投資和能耗也高得多。因此 通過精心的工藝設計,合理的設備配置來降低工程(chéng)投資和能耗,從而(ér)降低單位製水成本,並確保係統穩定(dìng)運行就顯得格外重要。
預處理
無論是海水淡化(huà),還(hái)是苦鹹水脫鹽,給水預處理是保證反(fǎn)滲透係統長期穩定運行的關鍵。在製定海(hǎi)水預處理方案時應充分考慮到:海水中存(cún)在大量微生物、細菌和藻類(lèi)。海水中細菌、藻(zǎo)類的繁殖和微生物的生長不僅會給取水設施帶來許多麻煩,而且會(huì)直接(jiē)影響海水淡化設備及工藝管道的正常運轉。周期(qī)性漲(zhǎng)潮、退潮,海水中夾帶大量泥沙,濁度變化(huà)較大,易造成海水預處理係統運轉不穩定。海水具有較大腐蝕性,對係統中所采用的設備、閥門、管道件的材(cái)質要作一定篩選,耐腐性能要好。
殺菌滅(miè)藻
國(guó)外海水淡化工程多采用(yòng)投加液氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅藻。考慮到交(jiāo)通等多方麵的因素,投加化學試劑殺菌(jun1)滅藻有一定難度,在本工程(chéng)設備研製過程(chéng)中專門采用海水次氯酸鈉發生器(qì)。海水取水泵後分出一(yī)小股帶壓海(hǎi)水,進入次氯酸(suān)鈉發生器(qì),在直流電場作用下產生NaClO,靠位差直接注入海灘沉井(jǐng),以(yǐ)殺(shā)滅海水中的細菌、藻類和微生物。
由於海水硬度高 海水(shuǐ)直接(jiē)電解產生N aC lO必須克服發生電極結垢問題。在研製(zhì)過程中(zhōng) ,借鑒(jiàn)了電滲析頻繁倒極 (EDR )技術,即每隔 5~ 10m in倒換一次電極極性,有效地解決了次氯酸鈉發生器結垢沉澱問題。
混凝過濾
混凝過濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質,降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用汙染指數 (FI)來計量,要求進入反滲透設備的給水的FI值<4。由於海水比重較大,pH值較高,且水溫季節性變化大,係統選用FeCl3作為混凝劑,其具有不受溫度影響,礬花大而結實(shí),沉降速度(dù)快等優點。
化學調(diào)節(jiē)
為防止海水淡化過程中因海水濃(nóng)縮而產(chǎn)生難溶無機鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表(biǎo)麵(miàn)和係統管道件上結垢沉澱,海水在進入反滲透脫鹽係統前要添加防垢劑。
投加H2SO4調節海水pH值分解海水(shuǐ)中的HCO-3,以(yǐ)防止(zhǐ)CaCO3沉澱,是海水(shuǐ)淡化中較常用和比較經(jīng)濟(jì)的方(fāng)法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉澱的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同時產生的副產品磷酸鹽會助長微生物(wù)、細菌和藻(zǎo)類的生長,使用有一定的局限性。而從西方國家進口的專(zhuān)用高分子聚合物阻垢劑價格較高,會直(zhí)接影響(xiǎng)海(hǎi)水淡化工程的運轉費用。本工程最終選用H2SO4作為阻垢劑,控製反滲透係(xì)統給水的pH值在(zài) 6.8~7.0之間,同時控製海(hǎi)水淡化係統水回收率,以防止CaSO4沉澱析出。
考慮到(dào)在反(fǎn)滲透海水淡化係統中(zhōng)采用以芳香聚酰胺為膜材料的(de)複合膜元件 其耐氧化(huà)性差要求進水(shuǐ)中餘氯含(hán)量在0.1m g/L以下還原(yuán)劑脫,因此海水(shuǐ)在進(jìn)入膜係統前投加NaHSO3,控製海水進反滲透(tòu)裝置前的氧化還原電位(ORP),使進反滲透裝置前的海水氧化還原電位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量(liàng)是海水中餘氯量的3倍。
除異味
環島海域的(de)海水受周邊環境影響較大,海水(shuǐ)化學耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季節有時海水有較大的異(yì)臭異味。因此除添加NaClO進行(háng)氧化外,增設活性炭過濾器(qì),選用具有(yǒu)較高機械強度的果型顆粒(lì)活性炭能有效地吸附有機物和異臭異味(wèi),提高反滲透產水水質,同時能減輕(qīng)對反滲透膜麵汙染,延長膜使用壽命。
保安過濾
保(bǎo)安過濾采用316L濾器,5µm濾(lǜ)芯,過濾進高壓(yā)泵前的海水,阻擋海水中直徑大於5µm 顆粒(lì)雜質,確保高壓(yā)泵,能量(liàng)回收裝置和反滲透膜元件安全,長期運行。
高壓泵(bèng)和能量回收裝置
高壓(yā)泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化(huà)提供能量轉(zhuǎn)換和節能(néng)的重要設備,按反(fǎn)滲(shèn)透海水淡(dàn)化所需的流量和壓力選型,我們選用(yòng)的單級離心泵,具有60m3/h流量(liàng),揚程(chéng)640Psi;能量回收裝置為HTC-300型(xíng),具有水力透平結構,能(néng)利用反滲透(tòu)排放濃縮海水的壓力使反(fǎn)滲透進水壓力提升30%,有效地降低能耗。
反滲透膜元件是(shì)反滲透海水(shuǐ)淡(dàn)化的核心部件,該元(yuán)件具有大(dà)於99%較好(hǎo)的耐壓性和抗氧化耐汙染性能(néng)。反滲透裝置采用6個膜元件串聯,6個壓力母管並聯的一級一段組合結構,並配置低壓(yā)自動衝洗排放和淡化水低壓自動衝洗置換,不合格產水自動切換(huàn)排放裝(zhuāng)置。在該係統中還設置高、低壓(yā)保(bǎo)護和(hé)高壓泵,清洗泵的聯鎖。
整個反滲透海水淡化(huà)控製係統設計采用國內(nèi)外(wài)先進的計(jì)算機程序控製,由工控機操作站可編程控製器PLC組成一個(gè)分散采樣控製,集中監視操作的(de)控製係統。按工藝參數設置高低壓保護開(kāi)關,自(zì)動切換裝置,電導、流量和壓力出現異常時,能實現自動(dòng)切換、自動聯(lián)鎖報(bào)警、停(tíng)機,以保護高壓泵和反滲透膜元件。
變頻控製高壓泵的起(qǐ)動(dòng)和關停(tíng),實現高壓泵的軟操作,節省能耗,防止由於水錘或(huò)反壓造成(chéng)高壓泵和膜元件損壞。程序設計在反滲透裝置開機和停機前後(hòu),能實現低壓自動衝洗,特(tè)別在停運時,濃縮海水的亞穩定(dìng)狀態會轉化出現沉澱(diàn),汙染膜麵,低壓淡化水自動衝洗能(néng)置換出濃縮海水,保護膜(mó)麵不受汙染,延長膜的使用(yòng)壽命。
對係(xì)統(tǒng)的溫度、流量、水質、產量等相關參數能實現(xiàn)顯示、儲存(cún)、統計、製表和打印。監視操作中的動(dòng)態工藝(yì)流程畫麵清(qīng)晰直觀,係(xì)統控製簡(jiǎn)化人工操作,確保係統能自動、安全、可靠地運行。