海水淡化設備 0.5T
海水由於其含鹽量非常高,而(ér)不能被直接使用,主要采用兩(liǎng)種方法淡化海水,即蒸餾(liú)法和反滲(shèn)透法。
蒸餾法
蒸餾法主要被(bèi)用於特大型海水淡化(huà)處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法適(shì)用麵非常的廣,且脫鹽率很高,因此被廣泛使用。反滲透膜(mó)法首(shǒu)先是將海水提取上來(lái),進行初步處理,降低海水濁度,防止(zhǐ)細菌、藻類等微生物的生長,然後用特種高壓泵(bèng)增壓(yā),使海水(shuǐ)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(yǒu)高脫鹽率,耐(nài)腐蝕、耐高壓、抗汙染等特點,經過反滲透膜處理後的海水(shuǐ),其含(hán)鹽量大大降低,TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化後的水質甚至優於自來水,這樣就可供工業、商業、居(jū)民及船舶、艦艇使用。
反滲透法
海水(shuǐ)含鹽量高(gāo)、硬度高,對設備腐蝕性大,而且水溫(wēn)季節性(xìng)變化較大 使得(dé)反滲透海水淡化係統比常規的苦鹹水脫鹽係統要(yào)複雜得多,工程投(tóu)資和能耗也高得多。因此 通過精心(xīn)的(de)工藝設計,合理的設備配置來降低工程投資和能耗,從而降低單位製水成本,並確保係統穩定運行就顯得格外重要。
預處理
無論是海(hǎi)水淡化,還是苦鹹水脫鹽,給水預(yù)處理是保證反滲透係統長期穩定運行的關鍵。在製定海水預處理方案時(shí)應(yīng)充分考慮到:海水中(zhōng)存在大量微生物、細菌(jun1)和藻類。海水中細菌、藻類的繁殖和微生物(wù)的生長不僅會給取水設施(shī)帶來(lái)許多麻煩,而且會直接影響海水淡化設備及工(gōng)藝管道的正常運轉。周期性漲潮(cháo)、退潮,海水中夾帶大量泥沙,濁度(dù)變化較大,易造成海水預處理係統運(yùn)轉不穩定。海水(shuǐ)具有較大腐蝕性,對係(xì)統中所(suǒ)采用的設備、閥門、管道件的(de)材質要作一定篩選,耐腐性能(néng)要好。
殺菌滅藻
國外海水淡化(huà)工程多采用投加液氯(lǜ)、NaClO和(hé)CuSO4等化學(xué)試劑(jì)來殺菌滅藻(zǎo)。考慮到交通等多方麵的因素,投(tóu)加化學試劑殺菌滅藻(zǎo)有一定難度,在本工程設備研製過程中(zhōng)專門采(cǎi)用海水(shuǐ)次氯酸鈉發生器。海水取水泵後分出一小股帶壓海水,進入次(cì)氯酸鈉發生器,在直流(liú)電場作(zuò)用下產(chǎn)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(hé)微(wēi)生物。
由於海水硬度高 海(hǎi)水直接電(diàn)解產生N aC lO必須克(kè)服發生電極結垢問題。在(zài)研(yán)製過程中 ,借鑒(jiàn)了電滲析頻繁倒(dǎo)極 (EDR )技術,即(jí)每隔 5~ 10m in倒換(huàn)一次電極極性,有效地解決了次氯酸鈉發(fā)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(fǎn)滲透膜(mó)分離(lí)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(de)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(dù)影響,礬花大而結實,沉降速度快等優點。
化學(xué)調節
為防止海水淡化過程中因海水濃縮而產生難溶無機(jī)鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表麵和係統管道件上結垢沉澱,海水在進入反(fǎn)滲透脫鹽(yán)係統前要添加防垢劑。
投加H2SO4調節海水pH值(zhí)分解海水(shuǐ)中的HCO-3,以防止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CaSO4沉澱的有(yǒu)效方(fāng)法,但(NaPO3)6在(zài)阻垢的同時產生的(de)副(fù)產品磷酸鹽會(huì)助長微生物、細菌和藻類(lèi)的生長,使用有一定的局限性。而從(cóng)西(xī)方(fāng)國家進口的專用高分子聚(jù)合物阻垢劑價格較高(gāo),會直接影響海水淡化工程的運轉費用。本工(gōng)程選用H2SO4作為阻(zǔ)垢劑,控製反滲(shèn)透係統給水的pH值在 6.8~7.0之間,同時控(kòng)製(zhì)海水(shuǐ)淡化(huà)係統水回(huí)收率,以防止CaSO4沉澱析出。
考慮到(dào)在(zài)反滲透海水淡化係統中采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(shuǐ)中餘(yú)氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫,因此海水在進入膜係統(tǒng)前投加NaHSO3,控製海水進反滲透(tòu)裝置前的氧化(huà)還原電位(ORP),使進反滲透(tòu)裝置前的海水氧(yǎng)化還原電位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量是海水中餘氯量的3倍。
除異味
環島海域的(de)海(hǎi)水(shuǐ)受周邊環(huán)境影響較大,海水化學耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤(yóu)其在(zài)夏、秋(qiū)季節有時海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進行氧(yǎng)化外,增設活性炭過濾器,選用具有較(jiào)高機械強度的果型顆粒活性炭能有(yǒu)效地吸附有機物和異臭異味,提高反滲透產水水質,同時能減輕對反滲(shèn)透膜麵(miàn)汙染,延長膜使用壽命。
保安過濾
保(bǎo)安過(guò)濾采用316L濾器,5µm濾芯(xīn),過濾進高壓泵前的海水,阻擋海水中直徑大於5µm 顆粒雜(zá)質,確保高壓泵(bèng),能量回收裝置和反滲透(tòu)膜(mó)元件安全,長期運(yùn)行。
高壓泵和能量回(huí)收裝置
高壓泵和能(néng)量(liàng)回收裝置是為反滲透海水淡化(huà)提供能量轉換(huàn)和(hé)節能的重要設備,按(àn)反滲透海水淡化所需的流量和壓力選型(xíng),我們選用的(de)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(fàng)濃縮海水的(de)壓力使反滲透進水(shuǐ)壓力提升30%,有效地降低能耗。
反(fǎn)滲透膜元件是反滲透海水淡化的核心部件,該元件具有大於99%較好的耐壓性和抗氧化耐汙染性能。反滲透(tòu)裝置采用6個膜元件串聯,6個壓力母管並(bìng)聯的一(yī)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(chōng)洗置(zhì)換,不合格(gé)產水自動切換(huàn)排放裝(zhuāng)置。在該係統中還設置高、低壓保護和高壓泵,清洗泵的聯(lián)鎖。
整(zhěng)個反滲(shèn)透(tòu)海水淡化控製係統設(shè)計采用國內外先進的計算機程序控製,由工控機操(cāo)作站可編(biān)程控製器(qì)PLC組成一個分散采樣控製,集中監視操作的控(kòng)製係統。按工藝參數設置高低壓保護開關,自動切換裝置,電導、流量和壓力出現異常時,能實(shí)現自動切換、自動聯鎖報警、停機,以保護高壓泵和反滲透膜元件。
變頻控製高壓泵的起動和關停,實現高壓泵的軟操作,節省能(néng)耗,防止由於水錘或反壓造成高壓泵(bèng)和膜元件(jiàn)損壞。程序設計在反滲透裝置開機和停機前後,能實現低壓自動衝洗,特別在停運時,濃縮海(hǎi)水的亞穩定狀態會轉(zhuǎn)化出現沉澱,汙染膜麵,低(dī)壓淡化水自動衝洗能置(zhì)換(huàn)出濃縮海水,保護膜麵不受汙染,延長膜的使用壽命。
對(duì)係統的溫度、流量、水質(zhì)、產量等相關(guān)參數能實現顯示、儲存、統計、製表和打印。監視操作中的動態(tài)工藝(yì)流程畫麵清晰直觀,係統控製簡化人工操作,確保係統能(néng)自動、安全、可靠地運行。