海水淡化設備 1T
海水由於其(qí)含鹽量非常高,而不能被(bèi)直接使用,主要(yào)采用兩種方法(fǎ)淡化海(hǎi)水,即蒸餾法和反滲透法。
蒸餾(liú)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(dì)方。反滲透膜法適用麵非常的廣,且脫鹽率很高,因此被(bèi)廣泛使用。反滲透膜(mó)法首先是將海水提(tí)取上(shàng)來,進行初步處理,降低海水濁度,防止細(xì)菌、藻類等(děng)微生物(wù)的生長,然後用(yòng)特種高壓泵增壓,使海水(shuǐ)進入反滲透膜,由於海水含鹽量高(gāo),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,經過反滲透膜處理後的海水,其含鹽量大大(dà)降低,TDS含量從36000毫克/升(shēng)降至200毫克/升左右(yòu)。淡化(huà)後的水質甚(shèn)至(zhì)優於自來水,這樣就可(kě)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(qiě)水溫季節(jiē)性變化較大 使得反(fǎn)滲透(tòu)海水淡化係(xì)統比常規的苦(kǔ)鹹水(shuǐ)脫鹽係統要複雜得多,工程(chéng)投資和能(néng)耗(hào)也高得(dé)多。因此 通過精心的工藝設計,合理的設備配置(zhì)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(wài)重要。
預處理
無論是海水淡化(huà),還是苦鹹水脫鹽,給水預處理是保證反(fǎn)滲(shèn)透係統長(zhǎng)期穩定運行的關鍵(jiàn)。在製定(dìng)海水預(yù)處理方案時應充分考慮到:海水(shuǐ)中(zhōng)存在大量微生物、細菌和藻類。海水中細菌、藻類的繁殖和(hé)微生(shēng)物的生長不僅會給取水設施帶來許多麻煩,而且會直接影響海水淡化設備及工藝管(guǎn)道的正常運轉。周期性漲潮、退潮,海水中夾帶大量泥沙(shā),濁度(dù)變化較大,易造成海水預處理係(xì)統運轉不穩定。海水具有(yǒu)較大腐(fǔ)蝕性,對係統中(zhōng)所(suǒ)采用的設備、閥門、管道件的材質要作一定篩選,耐腐性(xìng)能要好。
殺菌滅藻
國外海水淡化工程多采用投加液氯、NaClO和(hé)CuSO4等化學試劑來(lái)殺菌滅藻。考慮到交(jiāo)通等多方麵的因素,投加化學試劑殺菌滅藻有一定(dìng)難度,在本工程設備研製過(guò)程中專門采用海水次氯(lǜ)酸鈉發生器。海水取(qǔ)水泵後分出一小股帶壓海水,進入次氯酸鈉發生器,在直流電場作用下(xià)產(chǎn)生(shēng)NaClO,靠位差直接注入海灘沉(chén)井,以殺滅海水(shuǐ)中(zhōng)的細菌、藻類和微生物。
由於海水硬(yìng)度(dù)高 海水直接電(diàn)解產生N aC lO必須克(kè)服發生(shēng)電極結(jié)垢問題。在研(yán)製過程中 ,借鑒了電滲析頻繁(fán)倒極(jí) (EDR )技術,即每隔 5~ 10m in倒換一次電極極性,有效地解決了次(cì)氯(lǜ)酸鈉發生器結垢沉澱問題(tí)。
混凝過濾
混凝過濾旨在去除海水(shuǐ)中膠體、懸(xuán)浮雜質,降低濁(zhuó)度。在反滲透膜分離工程中通常用汙染(rǎn)指數(shù) (FI)來計量,要(yào)求(qiú)進入反滲透設備的給水的FI值<4。由於(yú)海水比重較大,pH值較高,且水溫季節性變(biàn)化大,係統選用FeCl3作為混凝劑,其具(jù)有不受溫度影響,礬(fán)花大而結實,沉降速度快等優點。
化學調節
為(wéi)防止海水淡化過(guò)程中因海水(shuǐ)濃縮而產生難溶無機鹽(yán)類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表(biǎo)麵和係統管道件(jiàn)上結垢沉澱,海水在進入反滲透脫鹽係統前要添加防垢(gòu)劑。
投加H2SO4調節海水pH值分解海水中的HCO-3,以防止CaCO3沉澱(diàn),是海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(diàn)的有(yǒu)效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同時(shí)產(chǎn)生的副產品磷酸鹽會助長微生物、細菌和藻類的生長,使用有一定的局限性。而從西(xī)方國家進口的專(zhuān)用(yòng)高分子聚合物阻垢劑價格較(jiào)高,會直接影響海水淡化工程(chéng)的運轉費用。本(běn)工程選用H2SO4作為阻垢劑,控製反滲透係統給水的pH值在 6.8~7.0之間,同時控製(zhì)海水淡化係統水回收率,以(yǐ)防止CaSO4沉(chén)澱析出。
考慮到在反滲透(tòu)海水淡化係統中采用以芳香聚酰胺為膜材(cái)料(liào)的複合膜元件 其耐氧(yǎng)化性差要求進水中餘氯含量(liàng)在0.1m g/L以下(xià)還原劑脫,因此海水在進入膜(mó)係統前投(tóu)加NaHSO3,控(kòng)製海水進反滲透裝置前的(de)氧化還原電位(ORP),使進反滲(shèn)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的3倍。
除異味
環(huán)島海域的海水受周邊(biān)環境影響較大,海水化(huà)學耗(hào)氧(yǎng)量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤(yóu)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)炭過濾器(qì),選用具有較高機械強度的果型(xíng)顆粒活性炭能有效地吸附有機物(wù)和異臭異味,提高反滲透產水水質,同時能減輕對反滲透膜麵汙染,延長膜使用壽命。
保安過濾
保安過濾采用316L濾器,5µm濾芯,過濾進高壓泵前的海水,阻擋(dǎng)海水中直徑大於5µm 顆粒雜質,確(què)保高壓泵,能量回收(shōu)裝(zhuāng)置和反滲透膜元件安全,長(zhǎng)期運行。
高壓泵和能量回收裝置
高壓泵和能量(liàng)回收裝(zhuāng)置是為反滲透海水淡化提供能量轉換和節能的重要設備,按(àn)反滲透海水淡化所需的流量(liàng)和壓力選(xuǎn)型,我們選用的單(dān)級離心泵,具有60m3/h流量,揚程640Psi;能量回收(shōu)裝置(zhì)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滲透進水壓力提(tí)升30%,有(yǒu)效地降低能耗。
反滲(shèn)透(tòu)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(de)耐壓性和抗氧化(huà)耐汙染性能。反(fǎn)滲透裝置采用6個膜(mó)元件(jiàn)串聯,6個壓力母管並聯的一級(jí)一段組合結構,並配置低壓自動衝洗排放和淡化水低壓(yā)自動衝洗(xǐ)置(zhì)換(huàn),不合格產水自(zì)動切換排放裝置。在該係統(tǒng)中(zhōng)還(hái)設置高、低壓(yā)保護和高壓泵,清洗泵的聯鎖。
整個(gè)反滲(shèn)透海水淡化控製係統設計采用國內外先進的計算機程序控製,由工控機操作站可編程控製器PLC組成一個分散采樣控製,集中監(jiān)視操作的(de)控製(zhì)係統。按工藝參數設置高(gāo)低壓(yā)保護開關,自動切換裝置,電導、流量和壓力出現異常時,能實現自動切換、自(zì)動聯鎖報警、停機,以保護高壓泵和反(fǎn)滲透(tòu)膜元件。
變頻控製高壓泵的起動和關停(tíng),實現高壓泵的軟操作(zuò),節省能耗,防止由於水錘(chuí)或反壓造成高壓(yā)泵和膜元件損壞。程序設計在反(fǎn)滲透裝置開機和停機前後,能實現低壓自動衝洗(xǐ),特別(bié)在停(tíng)運時,濃縮海水的(de)亞穩定狀態會轉化出現沉澱,汙染膜(mó)麵,低壓淡(dàn)化水自動衝洗能置換出(chū)濃縮海水,保護膜麵不受汙染,延長膜的(de)使用壽(shòu)命。
對係統的溫度、流量、水質、產量等相關參數能實現顯示、儲存、統計、製表和打印。監視(shì)操作中的動態工藝流程畫麵清晰直觀(guān),係(xì)統控製簡化人(rén)工操作,確(què)保係統能自動、安全、可靠地運(yùn)行。