海水淡化設備 0.5T
海水由於其含鹽量非常高(gāo),而不能被直接使用,主要采用兩種方法淡化海水(shuǐ),即蒸餾法和反(fǎn)滲透法。
蒸餾法
蒸餾(liú)法主要被用於特(tè)大型海水淡化處理上及熱能(néng)豐富的地方。反滲透膜法適用麵非常的廣,且脫鹽率(lǜ)很高(gāo),因此被廣泛使用。反滲透膜法首先是(shì)將海水(shuǐ)提取上來(lái),進行初步處理,降低海水濁度,防(fáng)止細菌、藻類等微生物的生長,然後用特種高壓泵增(zēng)壓,使(shǐ)海水進入反滲透膜,由於海水含鹽(yán)量高,因此海水反(fǎn)滲透膜必須具有高脫鹽率,耐腐蝕(shí)、耐高壓、抗汙染等特點,經過反滲透(tòu)膜處理後的海水,其含鹽(yán)量(liàng)大大降低,TDS含量(liàng)從36000毫(háo)克/升降至200毫克/升左右。淡(dàn)化(huà)後的水質甚至優於自來(lái)水,這樣就可供工業、商業、居民及船舶、艦艇使用。
反滲透法
海水含鹽量(liàng)高、硬度高,對設備腐蝕性大,而且水溫季節性變化較大 使得反滲透海水淡化係統比(bǐ)常規的苦鹹水脫鹽係統要(yào)複雜得(dé)多,工程投(tóu)資和(hé)能耗也高得多。因(yīn)此 通過精心的工藝設計,合理的(de)設備配置來降(jiàng)低工(gōng)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(háng)就顯得格外重要。
預處理
無論是海水淡化,還是苦鹹水脫鹽,給水預處理是保證(zhèng)反滲透係統長期穩定運行的關鍵。在製定海水(shuǐ)預處理方案時應(yīng)充(chōng)分考慮到:海水中存在大量微生物、細菌和(hé)藻類。海水中細菌、藻類的繁殖和微(wēi)生物(wù)的(de)生長不僅會給取水設施帶來許多(duō)麻煩,而且會直接影響海(hǎi)水淡化設備及(jí)工藝管道(dào)的正常運轉。周期性漲潮、退潮,海水中夾帶大量泥沙,濁(zhuó)度變化較大,易造成海水(shuǐ)預處理(lǐ)係統運轉不穩定。海水具有(yǒu)較大腐蝕性,對係(xì)統中所采用的設備、閥門、管道件的材質要作一定篩選,耐腐性能要好。
殺菌滅藻(zǎo)
國外海水淡化工(gōng)程多采用投加液氯(lǜ)、NaClO和CuSO4等化(huà)學試劑來殺菌滅(miè)藻。考慮到(dào)交通等多方(fāng)麵的因素,投加化學試劑殺(shā)菌滅藻有一定難度,在本(běn)工程設備研製過程中專(zhuān)門采用(yòng)海水次氯酸(suān)鈉發生器。海水取水泵後分出(chū)一小股帶壓海水(shuǐ),進入(rù)次氯酸(suān)鈉發生器,在直流電(diàn)場作用下產生(shēng)NaClO,靠位差直接注入海灘(tān)沉(chén)井,以殺滅海水中(zhōng)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(xū)克服發生電極結垢問題。在研製過程中 ,借鑒了電滲析頻繁倒(dǎo)極 (EDR )技術,即每隔 5~ 10m in倒(dǎo)換一次電極極性,有效地解決了次氯酸鈉發生(shēng)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(tòu)膜分離工程中通常用汙染指數(shù) (FI)來(lái)計量,要求進入反滲透設備的給水的FI值<4。由於海(hǎi)水比重較大,pH值較高(gāo),且水溫季節性變化(huà)大,係統選用FeCl3作為混凝劑,其具有不受溫度影響,礬花大(dà)而結實,沉降速度(dù)快等優點。
化學調節
為防止海水淡化過程中因海水濃縮而產生難溶無機鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲(shèn)透膜表麵和係統(tǒng)管道件上結垢(gòu)沉澱,海(hǎi)水在進入反滲透脫鹽係統前要添加防(fáng)垢劑。
投加H2SO4調節海水pH值分解海水中的HCO-3,以防止CaCO3沉澱,是海水淡化中較常(cháng)用和比較經濟的方法。投加(jiā) (NaPO3)6(SHMP)是(shì)防(fáng)止CaSO4沉澱的有效方法(fǎ),但(NaPO3)6在阻垢的同時產生的副產品磷酸(suān)鹽會(huì)助長微生物、細菌和藻類的生長,使用有一(yī)定的局限性。而從(cóng)西方國(guó)家進口的專(zhuān)用高分子聚合物阻垢劑價格較高,會直接(jiē)影響海水淡(dàn)化工程的運轉費(fèi)用。本工程選用H2SO4作為阻垢劑,控製反滲透係統給水的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(kǎo)慮到在反(fǎn)滲透(tòu)海水淡化係統中(zhōng)采用以芳香聚(jù)酰(xiān)胺為(wéi)膜材料的複合(hé)膜元件 其耐(nài)氧(yǎng)化性差要求進水中餘氯含量(liàng)在0.1m g/L以下還原劑脫,因(yīn)此海水在進入膜係統前投加NaHSO3,控製海水進反滲(shèn)透裝置前的氧化還原電位(ORP),使進反滲透裝置前(qián)的海水氧化(huà)還原電位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量是海水中餘氯(lǜ)量的3倍。
除異味
環島海域的海(hǎi)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、秋季節有時海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進行氧化外,增設活性(xìng)炭過濾(lǜ)器,選用具有較高機械強度的(de)果型顆粒(lì)活性(xìng)炭能有效地吸附有機物和異臭異(yì)味,提高反滲(shèn)透產水水質,同時能減輕對反滲透膜麵汙染,延長膜使用壽命。
保安過濾
保(bǎo)安(ān)過濾采用316L濾器,5µm濾芯,過(guò)濾(lǜ)進高壓泵前的海水,阻擋海水中直(zhí)徑大於5µm 顆粒雜(zá)質,確保高壓泵,能量回收裝置和反(fǎn)滲透膜元件安全,長期運行。
高壓泵和能量回(huí)收裝置(zhì)
高壓泵和能(néng)量回收裝置是(shì)為反滲透海水淡化(huà)提供能量轉換和節能的重要設備,按反滲透海水淡化所需的流量和壓力(lì)選型,我們選用的單級離心泵,具有60m3/h流量(liàng),揚(yáng)程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型,具有水(shuǐ)力透平結構,能利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進水(shuǐ)壓力提升30%,有效地(dì)降低能耗。
反(fǎn)滲透膜(mó)元件是反滲透海水淡(dàn)化的核心部件,該元件(jiàn)具有大於99%較好的耐壓性和抗氧化耐汙染性能。反滲透裝(zhuāng)置采用6個膜元件串聯,6個壓力母管並聯的一級一段組(zǔ)合結構,並(bìng)配置低壓自動衝洗排放(fàng)和(hé)淡化水(shuǐ)低壓自動衝洗置換,不合格產水自動切換排放裝置。在該係(xì)統(tǒng)中還設置高、低壓保護(hù)和高(gāo)壓(yā)泵,清洗泵的聯鎖。
整個反滲透(tòu)海(hǎi)水(shuǐ)淡化(huà)控製係統設計采用國內外先進的計算機程序控製,由工控(kòng)機操作站可編程控製(zhì)器PLC組成一個分散(sàn)采樣控製,集(jí)中監視操作的控製係統。按工藝參數(shù)設(shè)置高低壓(yā)保護開關(guān),自動切換裝置,電(diàn)導、流量和壓力(lì)出現異常時,能實現自動切換、自動聯鎖(suǒ)報警、停機,以保護高(gāo)壓泵和反滲透膜元件(jiàn)。
變頻控製高壓泵的起(qǐ)動(dòng)和關停,實現高壓泵的軟(ruǎn)操作(zuò),節省能耗,防止由於水錘或反壓造成高(gāo)壓泵和膜元件損壞。程序設計在反(fǎn)滲透裝置開(kāi)機和停(tíng)機前後,能實(shí)現低壓自動衝洗,特別在停運(yùn)時,濃(nóng)縮海水(shuǐ)的(de)亞穩定狀態會轉化出現(xiàn)沉澱,汙染膜麵,低壓(yā)淡化(huà)水自動衝洗能置換出濃縮海水(shuǐ),保護膜麵不受汙染,延長膜的使(shǐ)用壽命。
對係統的(de)溫度、流(liú)量、水質、產量等相關參(cān)數能實現顯示、儲存、統計、製表和打印。監視操作中的動態工藝流程畫麵清晰直觀,係統控製簡化人工操作,確保係統能自動、安全、可(kě)靠地運行。