海水淡化設備 0.5T
海水由於其含鹽量非常高,而不(bú)能被直接(jiē)使用,主要采用兩種方(fāng)法淡化海水,即蒸(zhēng)餾法和反(fǎn)滲透(tòu)法。
蒸餾法
蒸餾法主要被用於特大型(xíng)海水淡化處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法(fǎ)適用麵非常的廣,且脫鹽率很(hěn)高,因此被廣泛使用(yòng)。反滲透膜(mó)法首先(xiān)是將海水提取上來,進行初(chū)步處理,降低海水濁度,防止細菌、藻(zǎo)類等微(wēi)生物的生長,然後(hòu)用特種高壓泵增(zēng)壓,使海(hǎi)水進入反滲透膜,由(yóu)於海水含鹽量高,因此海水反滲透膜(mó)必須具有高脫鹽率(lǜ),耐腐蝕、耐高壓、抗汙染等特(tè)點,經過反滲透膜處理後的海水(shuǐ),其含鹽量(liàng)大大降低,TDS含量從36000毫克(kè)/升降至200毫克/升左右。淡化(huà)後(hòu)的水質甚至優於自來水,這樣就可供工業、商業、居民及船舶、艦艇使用。
反滲(shèn)透法
海(hǎi)水含鹽量高、硬度高,對設備腐蝕性大,而且水溫季節性(xìng)變化較大 使得反滲透海水淡化係統比常規的苦鹹水脫鹽係統要複雜(zá)得多,工程投資和能耗也高得多。因此 通過精心的工(gōng)藝(yì)設計,合理(lǐ)的設備配置來降低工程投(tóu)資和能耗,從而降低單位製水成本,並確保係統穩定運(yùn)行就顯得格外重要。
預處(chù)理
無論是海水淡(dàn)化,還是苦鹹水脫鹽,給水預處理(lǐ)是(shì)保證反滲(shèn)透係統長期穩定運行的關鍵。在(zài)製定海水預處理方案時應充分考慮到:海水中存在大量微生物、細菌和藻(zǎo)類。海水中細菌、藻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(ér)且會直接影響海水(shuǐ)淡化設備及工藝管道的(de)正常運轉。周期性漲潮、退潮,海水中夾(jiá)帶大量泥沙,濁(zhuó)度變化較大(dà),易造成海水預處理係(xì)統運轉不穩定。海水具有較大(dà)腐蝕性,對係(xì)統中所采用的設備、閥門、管道件的材質要(yào)作一定篩選,耐腐(fǔ)性能要好。
殺菌滅藻
國外海水淡化工程多采用投(tóu)加(jiā)液氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅(miè)藻。考慮到交通等多方麵的因素,投加化學試劑殺菌滅藻有一定難度,在本工程設備研製過程中專門采用海水次氯酸鈉發生器。海水取水泵(bèng)後分出一小(xiǎo)股帶壓(yā)海水,進入次氯酸鈉(nà)發生器,在直流(liú)電(diàn)場作用(yòng)下產生NaClO,靠位差直接注入海灘沉井,以殺滅海(hǎi)水中的細菌、藻類和微生物。
由於海水硬度高 海水直接電解產生N aC lO必須克(kè)服發生電極結垢問題。在研製過程中 ,借鑒了電滲析頻繁倒極 (EDR )技術,即每隔 5~ 10m in倒(dǎo)換一次(cì)電(diàn)極極性,有效地解(jiě)決(jué)了次氯酸鈉發生器結垢沉澱問題。
混凝過濾
混凝過濾旨在(zài)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(zhōng)通常用汙染指數 (FI)來計量,要求進入反滲透設備的給(gěi)水(shuǐ)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(tǒng)選用(yòng)FeCl3作為混凝劑,其具有不受溫度影響(xiǎng),礬花大而結實,沉降速度快等(děng)優點。
化學調節
為防止海水淡化過程中(zhōng)因海水(shuǐ)濃縮(suō)而產生難溶無機鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表麵和係(xì)統管道件上結垢沉澱,海水在進(jìn)入反滲(shèn)透脫鹽係統前要添加防垢劑。
投加H2SO4調節海水pH值分(fèn)解海水中的HCO-3,以(yǐ)防止CaCO3沉澱,是海(hǎi)水淡化中較常用和比較經濟的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止(zhǐ)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(wēi)生物、細菌和藻類的生長,使用有一定的(de)局限性。而從西方國家進口的專用(yòng)高分子聚合物阻垢劑價格(gé)較高(gāo),會直接影響海水淡化工程的運轉費用。本工程選用H2SO4作(zuò)為阻垢劑,控製反滲透係統給水的pH值在 6.8~7.0之間,同時控製海水淡化係統水回收(shōu)率,以防止CaSO4沉(chén)澱析(xī)出(chū)。
考慮到在反滲(shèn)透海水淡化係統中采(cǎi)用以芳香聚酰胺為膜材料的複合膜元件 其耐氧化性差要求進水中餘氯含量在0.1m g/L以下(xià)還原劑(jì)脫,因此海水在進入膜係(xì)統前投加NaHSO3,控製海水進反滲透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投加量是海水中餘氯量(liàng)的3倍(bèi)。
除異味
環島海域的海水受周邊環境影響較大,海水化學耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季節有(yǒu)時海水有(yǒu)較大(dà)的(de)異(yì)臭異味。因此除添加NaClO進行氧化外,增設活性炭過(guò)濾器,選用具有較高機械強度的果型顆粒活性炭能有效地吸(xī)附有機物和異臭(chòu)異味(wèi),提高反滲透產水水質(zhì),同時能減輕對反滲透膜(mó)麵汙染,延長膜(mó)使用壽命。
保安過濾
保安過濾采用316L濾器,5µm濾芯,過濾進高(gāo)壓泵(bèng)前的海水,阻擋海水中直徑大於5µm 顆粒雜質,確保高壓泵(bèng),能(néng)量(liàng)回收裝置和反滲透膜元件安全,長期運行。
高壓泵和能量回收裝置
高壓泵和(hé)能量回收裝置是為反滲透海水淡(dàn)化提供能量轉換(huàn)和節能的重要設備,按反滲透海水淡化所需的流量和(hé)壓力選型,我們選用的單級離心泵,具有60m3/h流量,揚程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型,具有水力透平結構,能利用反滲透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。
反滲透膜元件是反滲透海水淡化的核心部件,該元件具有大(dà)於99%較好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(mǔ)管並聯的一級一段組合結構,並配置低壓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(qiē)換排放裝置。在該係統中還設置高(gāo)、低壓保護和(hé)高壓泵,清洗泵的聯(lián)鎖。
整個反滲透海水淡(dàn)化控製係統設計采用國內外先進的計算機(jī)程序控製,由工控機操作(zuò)站可編程控(kòng)製器PLC組成一個分散采樣控製,集中監視操作(zuò)的控製係統。按工藝參數設置高低壓保(bǎo)護開關,自動切換裝置,電導、流量和壓力出現異常時,能(néng)實現自動切(qiē)換、自動聯鎖報警、停機,以保護(hù)高壓泵和反滲透膜(mó)元件。
變(biàn)頻(pín)控製(zhì)高壓泵的起動和關(guān)停,實現高(gāo)壓泵的軟操(cāo)作,節省能耗,防止由於水錘(chuí)或反壓造成高壓泵和膜元件損(sǔn)壞。程序設計在反滲(shèn)透裝置開機和停機前後,能實現低壓自(zì)動衝洗,特別在停運時,濃(nóng)縮海水的亞穩定狀態會轉(zhuǎn)化出現沉澱,汙染膜麵,低壓淡化水自動衝洗能置換出濃縮海水,保護膜麵不受汙(wū)染,延長膜的使用壽命(mìng)。
對係統的溫度、流量(liàng)、水質、產量等相關參數能實現顯示、儲存、統計、製表和打(dǎ)印。監(jiān)視操作中的(de)動態工藝流程畫(huà)麵清晰直觀,係統控製簡化人工(gōng)操作,確保係統能自動、安全、可(kě)靠地(dì)運行。