海水淡化專用水泵
海水由於其含鹽量非常(cháng)高,而不能被直(zhí)接使用,主要(yào)采(cǎi)用(yòng)兩種方法淡化海水,即蒸餾法和反滲透法。
蒸餾法
蒸餾(liú)法主要被用(yòng)於特(tè)大型海水淡化處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法適用(yòng)麵非常的廣(guǎng),且脫鹽率很高,因(yīn)此被廣泛(fàn)使用。反滲透膜(mó)法首先是將海水提取上來,進行初步處理(lǐ),降低海水濁度,防止細菌、藻類等微生物的生長,然後用特種高壓(yā)泵增壓,使海水進入反(fǎn)滲透膜,由於海水含鹽量高,因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐高壓、抗(kàng)汙染等特點,經過反滲透膜處理後的海水,其(qí)含鹽(yán)量大(dà)大降低,TDS含量(liàng)從36000毫克/升降至(zhì)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(gōng)業、商業、居民及船舶、艦艇使(shǐ)用。
反滲透法
海水含鹽量高、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(tǒng)比常規的苦鹹水脫鹽係統要複雜得多,工程投資和能耗也高得多。因此 通過精心(xīn)的工藝設計,合(hé)理的(de)設備配置來(lái)降低工程投資和能耗,從而降低單位製水成本,並確(què)保係統穩定運行就顯得格外重要。
預處理
無論是海水淡化,還是苦鹹水脫鹽,給水預(yù)處理是保證反滲透係統長期穩定運行的關鍵。在製定(dìng)海水預處理(lǐ)方案時應充分考慮到:海水中存在大(dà)量(liàng)微生物、細菌和(hé)藻類。海水中(zhōng)細菌、藻類的繁殖和微(wēi)生物的生長不僅會給取水設(shè)施帶來許多麻煩,而且會直接影(yǐng)響海水淡化設備及工藝管道的正常運轉。周期性漲潮、退潮(cháo),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(xì)統運轉不穩定。海水具有較(jiào)大腐蝕性,對係統中所采用的設備、閥門、管(guǎn)道(dào)件的材質要作一定篩選,耐腐性能要好(hǎo)。
殺菌滅藻
國(guó)外(wài)海水淡化工程多采(cǎi)用投加液氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅藻。考慮到(dào)交(jiāo)通等多方麵的因(yīn)素,投加化(huà)學(xué)試劑殺菌滅藻有一定難度,在本(běn)工(gōng)程設備研製(zhì)過程中專門采用海水次氯酸鈉發生器。海水取水泵後(hòu)分出一小股帶壓海水,進入次氯酸鈉發生器,在直流電場作用下產生NaClO,靠位差直接注入海灘沉井,以(yǐ)殺滅海水中的細菌、藻類和微生物。
由於海(hǎi)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(wèn)題。在研製過(guò)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(yī)次電極極性,有效地(dì)解決了次氯酸鈉發生器結垢沉澱(diàn)問題。
混凝過濾
混凝(níng)過濾旨(zhǐ)在去(qù)除海水中膠體、懸浮雜質(zhì),降低濁(zhuó)度。在反(fǎn)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(shèn)透設(shè)備的(de)給水(shuǐ)的FI值<4。由於海水比重較大,pH值(zhí)較高,且(qiě)水溫季節性變化大,係(xì)統選用FeCl3作為混凝劑,其具有不受溫(wēn)度影響,礬花大而結實,沉降(jiàng)速度快等優點。
化學調節(jiē)
為防(fáng)止海水淡化過程中因海水濃縮而產生難溶無機鹽類(lèi),如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表麵和係統管道件上結垢沉澱,海(hǎi)水在進入反(fǎn)滲透脫鹽係統前要添(tiān)加防垢劑。
投加H2SO4調節海水(shuǐ)pH值分解海水中(zhōng)的HCO-3,以防止(zhǐ)CaCO3沉澱,是海水(shuǐ)淡化中(zhōng)較常(cháng)用和比較經濟的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉澱的有效方(fāng)法,但(NaPO3)6在阻垢的同時產生的副產品磷酸鹽會(huì)助(zhù)長微生(shēng)物、細菌和藻類的生長,使用(yòng)有一(yī)定的局限性。而(ér)從西方國家進口的(de)專(zhuān)用高(gāo)分子聚合物阻(zǔ)垢劑價格較高,會直接(jiē)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(shuǐ)的pH值在 6.8~7.0之間,同時控製海水淡(dàn)化係統水回收率,以防止CaSO4沉澱析出。
考慮到在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中餘氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫,因此海(hǎi)水在進入膜(mó)係統前(qián)投加NaHSO3,控製海水進反(fǎn)滲透裝置前的氧化還原電位(ORP),使進(jìn)反滲透(tòu)裝置前的海水氧化還原電位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量是海(hǎi)水中(zhōng)餘氯量的3倍。
除異味
環島海域的海水受周邊(biān)環境影響較大,海水化學耗氧(yǎng)量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季節(jiē)有時(shí)海水有較大的異臭異味。因此(cǐ)除添加NaClO進行氧化外,增(zēng)設活性炭過濾(lǜ)器,選用具(jù)有較高機械強度的果型顆粒活性(xìng)炭能有效地吸附有機物和異臭異味(wèi),提高反滲(shèn)透產水(shuǐ)水質,同時能減輕(qīng)對反滲透膜麵汙染,延長(zhǎng)膜使用壽命。
保安過濾
保安(ān)過濾采用(yòng)316L濾器,5µm濾芯(xīn),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,確保高壓泵,能(néng)量回收裝置和(hé)反(fǎn)滲透膜(mó)元件安全,長期運行(háng)。
高壓泵和能量回收裝置(zhì)
高壓泵和能量回收裝置是為反滲透海(hǎi)水淡化提供能量轉換和節能的(de)重要設備,按反滲透海水淡化所需的流(liú)量和壓力選型,我們選用的(de)單級離心泵,具有60m3/h流(liú)量,揚程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型,具有水力透(tòu)平結構(gòu),能利用反滲透排放濃縮海(hǎi)水的壓力使反滲透進水(shuǐ)壓力提升30%,有效地降低能耗。
反滲透膜元件(jiàn)是反(fǎn)滲透海水淡化的核(hé)心部件,該元件具有(yǒu)大於99%較好的耐壓性(xìng)和抗氧化耐(nài)汙染性能(néng)。反滲(shèn)透裝置采用6個膜元件串聯,6個壓力母管(guǎn)並聯的一級一段(duàn)組合結構,並配置低(dī)壓自動衝洗排放(fàng)和淡(dàn)化水低壓自動衝洗置換,不合格產(chǎn)水自動切換排放裝置。在該係統中還設置高、低壓保護(hù)和高壓泵,清洗泵的聯鎖。
整個反滲透海水淡化控製係統設計采用國內外先進的計算機程(chéng)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,集中監視操作的控(kòng)製(zhì)係統。按工藝參數(shù)設置(zhì)高低(dī)壓保護開關,自動切(qiē)換裝置,電導(dǎo)、流量和壓力出現(xiàn)異常時,能實現自動切換、自動聯鎖報警、停機(jī),以保護高壓泵和反滲透膜元件。
變頻控製(zhì)高(gāo)壓泵的起動和關停,實現高壓泵(bèng)的軟操作,節省能(néng)耗(hào),防止由(yóu)於水錘或反壓造成高壓泵和膜(mó)元件損壞。程序設計在(zài)反滲透裝置開機和停(tíng)機前(qián)後,能實現低壓(yā)自動衝(chōng)洗(xǐ),特別在停運時,濃縮海水的亞穩定狀態會轉化出(chū)現沉澱,汙染膜麵,低壓淡化水自動衝洗能置換出(chū)濃縮海水,保護膜麵不受汙染(rǎn),延長膜的使用壽命。
對係統的溫度(dù)、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。監視操作中的(de)動(dòng)態(tài)工藝流程畫(huà)麵清晰直觀,係統控製簡化人工操作,確(què)保係統能自動、安全、可靠地運行。