有关海水淡化技术项目可行性研究报告

1 有关 海水淡化 技术 项目 海水淡化是 解决全球 水资源短 缺的重要 战略手段 之一，有 着广阔的开 发前 景。截止到 2003 年，世界上已建成和已签约建设的海水淡化厂的日处理能力达 到 3600 万吨。目前海水淡化已遍及全世界 125 个国家和地区，淡化水可以养活 世界 5的人口。随着人们对海水淡化的有效性和可靠性的普遍认同，多种海水 淡化技术也应运而生。 淡化技术 国水资源现状 我国淡水资源总量为 28000 亿立方米，占全球水资源的 6，但人均只 有 2200 立方米，仅为世界平均水平的 1/4。因此我国是一个严重缺水的国家。同时，我 国的淡水资源时空分布极不均匀，并且水体污染加剧了我国可利用淡水资源的 匮乏程度。在资源性缺水的同时，我国经济增长快，人口数量大，城市化水平不 断提高，使得水资源缺口越来越大，这已经成为阻碍我国社会可持续发展的瓶颈。 2 水淡化技术 在已经开发的 20 余种海水淡化技术中，离子交换法（ 电渗析法（ 及膜处理法（ 已经达到了工业生产的应用规模。 离子交换法制淡水是将海水 中所有离子全部吸附在离子交换树脂上，也就是 说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了，从而达到海水淡化的 目的；电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部 位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的；反渗透法是一种膜分离淡化法，该法 是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜将海水与淡水分隔开；膜蒸馏 法是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧 蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目 的；多效蒸馏法是海水淡化技术中较早发 展成功的方法之一，其原理是利用高温 蒸汽与海水的温差进行热交换后，将蒸发出的水蒸汽冷凝并收集而成。 较 般海水淡化处理方法优缺点 子交换法（ 离子交换法是目前除盐最彻底的水处理技术。预处理简单，工艺成熟，出水 稳定，初期投入低等优点使其在海水淡化工程中普遍应用。但是本方法仅仅原水 低含盐量的应用区 域运行成本较低， 而在含盐量高的区 域 ,运行成本高 降低了它 3 在海水淡化除盐中的经济优势。并且由于离子交换床阀门众多带来的操作复杂的 问 题以及再 生废水和 床层繁殖 细菌造成的 环境威胁 严重阻碍了 离子交换 法的广 泛应用。 渗析法（ 电渗析过程工艺简单，除盐率高，操作方便。但是水回收率低，而且对不带 电荷的物质如有机物、胶体、微生物、悬浮物等无脱除能力，存在对水质要求较 严格，需对原水进行预处理等缺点。这使其在苦咸水淡化工程中的应用受到局限。 3 4 他方法 1）膜蒸馏（ 膜蒸馏法截留率高，操作压力较其他膜分离技术低，并且可以有效利用余热 等廉价能源满足相对较低的操作温度。 但是膜蒸馏方法面临的问题主要在于缺乏 价格低、通量大，耐用性好的膜 尤其是中空纤维膜，尚未设计出传热、传质 性能优良的膜组件。并且膜蒸馏过程中的膜污染和膜润湿问题没有得到解决。同 时热量利用率低和膜蒸馏过程的能耗大的问题依然存在。因此膜蒸馏方法的应用 也受到了限制。 2）多级闪蒸（ 多级闪蒸从 70 年代开始就大量使用，技术已经成熟，但是从投资、材料、 能耗、运行管理等方面考虑都限制了该方法在苦咸水淡化中的应用。 3）冷冻法 冷冻法处理苦咸水能耗高，难以规模化，只能取出水中无机盐离子，因而 难 以得到推广。 渗透法（ 海水淡化处理中的优势 渗透法处理的优势 反渗透技术是当今较先进、较稳定且有效的除盐技术。与传统的水处理技术 相比 ,膜技术具有很多优点。比如工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、 运行成本低等 ,尤其是几种膜技术的配合使用 ,再辅助其他水处理工艺 ,如石英 5 砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、 菌等。特别要提的是当原水含盐量较高 时反渗透膜处理对运行成本影响不大。 反渗透技术有效地弥补了水回收率低的弊端，并且对于有机物、胶体、微生 物、悬 浮物等有较好的脱除能力。因此反渗透技术在海水淡化效率上明显超过电 渗析法。此外，反渗透技术中的膜和膜组件比较成熟，为其在海水淡化中的广泛 应用提供了可靠的技术支持。并且反渗透技术投资和能耗较少，容易实现自动控 制，因此较其余膜分离技术和多级闪蒸技术更有优势。 4 6 渗透法优于离子交换法 1）占地面积的比较： 反渗透法相对离子交换法占地面积小。原因是离子交换法需要酸、碱再生需 要酸、碱贮槽和废水处理池 ,见表 1； 2）酸碱消耗与环保 离子交换法全年要消耗大量的酸和碱。在酸、碱贮运、 树脂再生过程中要产 生大量的酸碱废水。所以反渗透法在环保方面比离子交换法有更大的优势； 3）浓水回收率 据经验反渗透的回收率在 75%左右，离子交换法回收率在 88%，但反渗透 浓水只是在盐份上 较高 ,其浊度都比 原水好。对水重复 利用较好的厂家 通常都将 浓水引入到其它系统可以实现对 很高的系统回收率； 4）运行成本 反 渗透法运行成本低是有明显的优势 ,由于反渗透除盐方法 , 极易实现自动控 制 ,人工干预小 ,人工成本也比离子交换法低 , 反渗透法年节约成本 112 万元。见 表 2。 项目 表 1 生产 10000m 3 /d 除盐水的占地面积比较 2 2 预处理，一级除盐部分 精除盐部分 废水处理部分 其他 合计 离子交换法（ m 16600 15000 1600 7 0 17800 65400 ） 反渗透法（ m 19400 12600 5000 17000 54000 ） 5 8 项目 水成本（原水按 /吨） 酸成本（盐酸按 500 元 /吨） 碱成本（碱按 1000 元 /吨） 电耗成本（按 / 合计 表 2 水运行成本 离子交换法（元 /吨） 8%=500*1000*反渗透法（元 /吨） 0%=*表离子交换法吨水耗酸量， 表离子交换法吨水耗碱量 表离子交换法吨水耗电量， 表反渗透法吨水耗电量 综上所述，从长期效益来看 ,反渗透法无 论在水处理质量上 , 还是综合经济效 益方面比较都优于离子交换法，在节约成本的同时也降低了由于酸碱等废液引起 的环境污染，因此反渗透法在海水淡化工程上的经济效益最高。 方案： 渗透法处理的平面图及系统图 渗透法处理的平面图 9 图 1：反渗 透膜法设计方案平面图 6 10 渗透法处理的系统图 图 2：反渗透膜法设计方案二维系统图 图 2 反渗透系统图各部分装置名称： 渗透法处理的 工艺流程 沿 海电厂反渗透海水淡化系统的典型工艺流程如 下 ：海水取水泵 反应沉淀池 海 水清水 箱 超滤升 压泵 超滤保安过滤器 超滤装置 超滤水箱 一级 反 7 11 渗透提升泵 一级反渗透保 安过滤器 一级反渗透变 频高压泵 (带能量回收装置 ) 一级反渗透装置 工业服务水池和化学水、消防水池 一级淡水泵 二级反渗 透保安过 滤器 二级 反渗透变 频升压泵 二级反渗 透装置 二级淡水箱 二级 淡水泵 锅炉补给水处理和生活水池。 渗透法处理工艺过程中注意事项 1）海水泵两用一备； 2） 5， 7， 9， 10 分别为加药装置。其加药顺序：三氯化铁 3 2 （ 5）在混凝之前加， 次氯酸钠（ 7）在清水池之前沉淀池之 后加，亚硫酸氢钠 在清水池之后加； （ 9）和 阻垢剂（ 10） 3）对于典型的海水水质，反渗透海水淡化工艺一级出水 质量和二级出水质量的 对比见下表 3 表 3 反渗透海水淡化工艺一级出水质量和二级出水质量的对比 一级反渗透出水（ ） 二级反渗透出水（ ） 240 10 氯离子 150 5 硼 产品水应用 电厂的工业和消防用水 电 厂 锅 炉 补 给 水 处 理 系 12 统供水和饮用水 由上表可知，一级反渗透出水无法达到我们所 需要的海水淡化的目的，因此 在我们所设计的工艺流程中选用二级反渗透系统； 4）在微滤出水后的水箱内加酸调节 ； 5）高压泵是用来将海水打入到反渗透膜壳中 ,使海水具有 68 压力 。反渗 透海水淡化最主要 的一个特点即是采 用高压泵将原海 水打入到反渗透膜 堆中 ,通 三氯化铁投加量为 5，投加三氯化铁后水的 小于 4 亚硫酸氢钠的作用是防止氧化剂对膜的氧化 加酸量以调节滤过水 在 H 2 注入量约为 12）或 0 左右。 反渗透系统达到一定脱盐率所需求的压力 8 4 5 2 3 4 5 13 过高压将清水压过膜的另一侧 ,从而达到反渗透的目的； 6）取水时使用的是潜水泵，然而最后出水直接到生活用水管网时就不用再加泵。 7）能量回收装置是一种回收高压浓海水压力的装置 ,它可以将高压浓海水的压力 传递给正常浓度及 压力的原海水 ,减 少高压泵的流量 。一般可以回收浓 盐水能量 的 60 90； 8）上述经过能量回收装置的高压原海水 ,通过压力提升泵 ,将海水的压力再提高到 高压泵 的额定 压力 ,并入 高压 泵的出 口端 一起进 入反渗 透膜 ,达 到节省 能耗的 作 用。 理过程中水质的变化 1）原水水质 浊 度 总 硬 度 表 4 原水水质 总悬浮固 游 离 余 细 菌 总 数 大肠杆菌 氧 量 ( 20总含盐 量 mg/l) 30265 （ 以 碳 酸钙计） 体 （ mg/l) 氯 （个 9500 ） 群（个 L ） 92 （ mg/l） 3 ）微滤膜进口水质 浊 度 表 5 微滤膜进口水质 总硬度 溶 解 游 离 余 细 菌 总 数 大肠杆菌 氧 量 (14 ) 5总含 盐 量 ) 30265 （以碳 酸 钙 计） 性 总 固体 氯 （个 群（个 L ） （ Mn,mg/l） 3 9 15 3）微滤膜出口水质 浊 度 表 6 微滤膜出口水质 总硬度 溶 解 游 离 余 细 菌 总 数 大肠杆菌 氧 量 ( 含 （以碳 性 总 氯 （个 群（个 L ） （ ) 盐量 ) 酸 钙 固体 Mn,mg/l） 不 超 30265 计） 3 过 1 4）反渗透膜入口水质 浊 度 表 7 反渗透膜入口水质 总硬度 溶 解 游 离 余 细 菌 总 数 大肠杆菌 氧 量 ( 小 于 5 总 含盐 量 ) 30265 （以碳 酸 钙 计） 性 总 固体 氯 （个 群（个 L ） （ Mn,mg/l） 5）反渗透膜出口水质 浊 度 表 8 反渗透膜出口水质 总硬度 溶 解 游 离 余 细 菌 总 数 大肠杆菌 氧 量 (16 ) 总 含盐 量 ) （以碳 酸 钙 计） 性 总 固体 氯 （个 群（个 L ） （ Mn,mg/l） 10 17 不 超 30265 小 于 小 于 大约为 0 过 1 5 450 1000 6）清水水质 浊 度 总硬度 表 9 清水水质 溶 解 游 离 余 细 菌 总 数 总大肠杆菌 耗 氧 量 ( 不 超 过 1 总含 盐 量 ) 小 于 10mg/l （以碳 酸 钙 计） 小 于 450 性 总 固体 小 于 1000 氯 与 水 触 接 （个 90( 群（个 小 于 1 个 /100（ Mn,mg/l） 3 不 低 于 l 艺中装置的选择 的选择 1）海水泵 (取水泵 ) 18 产家：北京盛大维新科技发展有限公司生产 台数：三台（两用一备） 主要参数： 表 10 泵的选择 型号 流量 (T)m 扬程 (H)/m 配用功率 /h ( 200 25 22 11 外径 ( 281 出水口径 （ 150 19 （ 潜水泵） 价格： 20000 元每台，总计： 60000 元； 2）加药泵 名称（型号）：米顿罗 磁隔膜计量泵 厂家：上海玛蒙工业设备有限公司 占地面积： 3025台数：四台（聚合氯化铁 5 氯酸钠 4 硫酸氢钠 5 垢缓 蚀剂 (2需要一台） 价格： 1000 元 /台，总计 4000 元； 3）增压提升泵和微滤升压泵 型号： 心清水泵 厂家：长沙东方工业泵厂 占地面积 : 3m 台数：两台 价格： 10000 元 /台，总计 20000 元 表 11 增压提升泵和微滤升压泵主要参数 主要参数 流量 400（ m /h） 叶轮数目 扬程 50（ m） 汽蚀余量 轴功率 吸入口径 排出口径 150（ 6 3 20 1 m） 200（ 4）高压泵 型号： 400高压泵 厂家：天津市通洁高压泵制造有限公司 分别位于微滤膜（压力加到 前和保安过滤系统之前 从保安过滤系统到反渗透膜的泵，同时二级反渗透之前也用两台此型号的泵，使压力增至 12 7 6 7 21 占地面积： 2m 台数：四台 价格： 10000 元 /台，总计 40000 元 流量 额定功率 供水压力 表 12 高压泵主要参数 主要参数 94m/h 3153调至 渗透膜组件的选择 名称： 渗透膜元件 厂家：日东电工集团 /美国海德能公司 总占地面积： 一级反渗透 : 7m 3m 二级反渗透 : 7m 3m 数量： 一级反渗透 100 件 二级反渗透 90 件 价格： 1780 元 /件，总计 338,200 元 表 13 反渗透膜组件的选择 主要参数产水量 有效膜面积 8 22 d 10000m 3 淡化后产水约5000 m 3 ，除以产水量得到 100 个膜元件 13 2 23 进水压力 构筑物体积 构筑物 取水池 混凝沉淀池 初步预处理出水池 保安过滤器取水箱 能量回收装置 产品水池 表 14 各构筑物体积统计 单位体积（ m ） 10000 1 6000 5 1000 1 100 1 30 3 10000 1 总占地面积（ m 10000 30000 1000 100 90 10000 3 ） 4 成本分析 水成本的各项费用 1)化学药品消耗 10 000 t d 反渗透淡化装置的化学药品加入量为：聚合氯化铁 5氯酸钠 4硫酸氢钠 5 垢缓蚀剂 (2的回收率为 45 。反渗透淡化的化学药品消耗总量为 t； 2)电力消耗 反渗透装置的第一级电力消耗为 3 24 二级电 力 消耗为 1.0 上离 子交换、引水和其他附属设置及照明等的费用，淡化 1 t 淡水的总电力消耗为 5.7 度电价以 计 ，海水反渗透的吨水电力成本为 ； 14 25 3）维护和折旧费用 每吨淡化水的劳动力费用为： ，福利费用取为工资额的 15，职工工资 福利费用为 t；反渗透淡化工程的年大修及检修维护费用为其固定资产 原值的 则每吨淡化水的维修费用为 ；管理费取为劳动力费用的 20 ，每 吨淡化水的管理费用为 ；海水反渗透膜寿命以 3 年计，膜的更换 费用为 ；固定资产的折旧年限为 ，固定资产残值为 4，固定资 产原值为 8000 万元，每吨淡水的固定资产折旧费用为 。 通过上述计算反渗透的单位造水成本为 /吨。 艺总费用 项目 反渗透造水成本（ /d） 泵的总费用 构筑物总费用 膜组件总费用 管道总费用 总计 表 15 费用估算 价格（元） 54460 124000 27130000 338200 500000 27690000 通过海水淡化各种方法的比较，反渗透法是较其他方法更为合理、有效的苦 咸水淡化方法。因此将该工艺用于 10000m /d 的海水淡化工程。经过计算，将 9 3 26 传统的反渗透技术进行了优化，使得海水淡化的出水达到了饮用水标准，使海水 中 量由 30265 降为小于 10，浊度由 20为不超过 1 9 维护和折旧费用包括管理，膜更换，员工工资，固定资产的折旧费用等 15 27 参考文献： 1. 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Xu et 5 (2010) 165173 4 真纪夫 纪永亮（译） 1）：膜技术的 分类和特点 J导， 2 010(3)： 25 纪永亮（译） 2）：反渗透膜在海水淡化中的应用 J理信息报导， 2 010(3)： 282. 6. 刘杰 张 月 红 . 海 水 淡 化 技 术 方 法 及 潜 在 负 面 影 响 浅 析 J. 装 备 制 造 技 术 ， 2 010(5)： 13541. 7. 樊 雄 张 维润 . 火力 发 电厂 反 渗透 法 海水 淡 化系 统 设计 研 究 J. 水处 理 技术 ， 2010， 3 6(6)： 90 8. 魏桓 透海水淡化预处理系统 设计中几个常见问题 简析 J. 科技创新 导报， 2 010(7)： 102 9. 祁冰 张过有 郭军 波 J专科学校学报， 2010， 1 8(2)： 18 利用纳米技术制成的小型海水淡化装置 J2010(5)： 2 6 主要海水淡化方法技术经济分析与比较 J2010(2)： 63 28 12. 张 奭 5 万 t d 国产 化 海水 淡 化项 目 建 设主 要 问题 探 讨 J. 甘 肃科 技 ， 2 010(8)： 69 13. 谭 志 雄 孙 红伟 胡 立 伟 朱 三 华 . 海 水淡 化 工 程 技 术及 应 用 J民 珠 江 ， 16 29 2010( 66 美用纳米技术制成海水淡化装置 J2010(2)： 51 海水淡化及其对经济持续发展的作用 J业与工程， 2010， 27(2)： 95 谢春刚 J2010， 27(2)： 103 李保安 王丽 王纪孝 冯亚凯 J. 化学工业与工程， 2010， 27(2)： 183 18. 赵才甫 . 膜 法 海 水 淡 化 系 统 中 的 高 压 泵 应 用 分 析 J. 水 泵 技 术 ， 2010(1) ： 447. 海水淡化与节 约用水探析 J2010(1)： 73 张立希 J2010(3)： 195 低温多效压汽蒸馏海水淡化系统热力分析 J2010(2)： 55 刘伟 杰 胡文 培 电厂海水 淡化工 艺的技术 经济分 析及选择 J. 工业 安全与环保， 2010(2)： 24 唐华富 . 海水淡化设备制造工艺 研究 J. 四川工程职业技术学院学报， 2009， 23(4)： 21 谭志雄 胡立伟 朱三华 J 2009(6)： 10 30 姜宏 邢红宏 透海水淡 化技术 的发展与 应用 J航空工 程学 院学报， 2007(4)： 49400. 王铎 高学 理 成怀刚 J水处理， 2009， 29(10)： 18 超滤膜用于海水淡化预处理的试验研究 J2009(10)： 365. 海水淡化技术及市场 J2009， 23(3)： 35 张芳 和慧勇 梁志健 刘勇 影响 17 31 因素分析 J2009， 38(9)： 707. 30. 李宏秀 范晓鹏 潘旗 水反渗透 系统的设 计要点 J水处理， 2009(8)： 9 8 18 32 G L 可 妍 王 都 云 烈 詹 1 0 0 0 0 m 3 / d 海 水 淡 化 性 研 究 报 告 水 质 工 程 第 二 小 组 *周 叶 飒 露 张 邓 雅 时 桐 海 张 章 希 腾 王 钟 胜 慧 伟 慧 谢 成 欢 O 33 术 C o n t e n t s 1 引 言 2 我 国 水 资 源 现 状 及 海 水 淡 化 技 3 现 行 海 水 淡 化 技 术 的 比 较 4 海 水 淡 化 反 渗 透 法 设 计 方 案 34 要 。 换 行 的 交 进 中 可 展 的 和 重 景 子 ） 程 理 讨 引 言 海 水 淡 化 是 解 决 全 球 水 资 源 短 缺 的 战 略 手 段 之 一 ， 有 着 广 阔 的 开 发 前 本 法 比 文 ， 较 重 电 ， 点 渗 并 对 析 对 现 法 膜 行 ， 处 的 膜 理 多 处 技 种 理 术 处 法 在 理 和 海 方 其 水 法 他 淡 （ 方 化 离 法 工 优 行 望 势 性 。 进 方 行 案 分 ， 析 对 ， 未 同 来 时 的 提 技 出 术 了 发 一 展 套 进 膜 行 处 探 35 占 方 并源 化 越 发 我 国 水 资 源 现 状 我 国 淡 水 资 源 总 量 为 28000 亿 立 方 米 ， 1 全 球 水 资 源 的 6 ， 但 人 均 只 有 2200 立 米 ， 仅 为 世 界 平 均 水 平 的 1/4。 22 我 且 的 国 水 匮 的 体 乏 淡 污 程 水 染 度 资 加 。 源 剧 时 了 空 我 分 国 布 可 极 利 不 用 均 淡 匀 水 ， 资 33 我 水 大 展 国 平 ， 的 经 不 这 瓶 济 断 已 颈 增 提 经 。 长 高 成 快 ， 为 ， 使 阻 人 得 碍 口 水 我 数 资 国 量 源 社 大 缺 会 ， 口 可 城 越 持 市 来 续 36 p C 海 水 淡 化 技 术 离 子 交 将 海 水 中 所 有 离 子 全 部 吸 附 在 离 子 交 换 换 法 树 脂 上 ， 离 子 交 换 树 脂 将 海 水 中 的 “离 子 ”几 乎 全 部 “截 流 ”了 ， 从 而 将 海 水 淡 化 电 析 渗 法 利 吸 为 用 引 下 电 ， 降 场 致 ， 的 使 从 作 电 而 用 极 制 ， 中 得 强 间 淡 行 部 水 将 位 离 的 子 离 向 子 电 浓 极 度 处 大 反 透 渗 法 该 质 法 透 是 过 利 的 用 半 只 透 允 膜 许 将 溶 海 剂 水 透 与 过 淡 、 水 不 分 允 隔 许 开 溶 膜 馏 蒸 法 它 压 气 以 差 形 疏 的 式 水 作 透 微 用 过 孔 下 膜 膜 ， 孔 为 料 ， 介 液 从 质 中 而 ， 挥 实 在 发 现 膜 性 分 两 组 离 侧 分 的 蒸 以 目 气 蒸 的 多 馏 效 法 蒸 利 后 用 ， 高 将 温 蒸 蒸 发 汽 出 与 的 海 水 水 蒸 的 汽 温 冷 差 凝 进 并 行 收 热 集 交 而 换 成 a m o 37 现 行 海 水 淡 化 技 术 的 比 较 38 方 现人 人 离 , 节 万 盐 , , 比 低 年 2 本 除 实 易 制 小 也 法 法 1 反 渗 透 法 优 于 离 子 交 换 法 占 地 面 积 酸 碱 消 耗 浓 水 回 收 率 运 行 成 反 渗 透 法 相 对 离 全 子 年 交 要 换 消 法 耗 据 经 验 反 渗 反 渗 透 离 子 交 换 法 占 大 量 的 酸 和 透 的 回 收 率 法 ,极 地 面 积 小 。 原 碱 。 在 酸 、 在 75%左 右 ， 自 动 控 因 法 是 需 离 要 子 酸 交 、 换 碱 碱 脂 贮 再 运 生 、 过 树 程 离 回 子 收 交 率 换 在 法 工 工 干 成 预 本 再 生 需 要 酸 、 中 要 产 生 大 88%， 但 反 渗 子 交 换 碱 处 贮 理 槽 池 和 。 废 水 量 水 的 。 酸 碱 废 透 都 好 浓 比 。 水 原 浊 水 度 反 约 元 渗 成 。 透 本 1 39 较 比 积 表 1 ： 生 产 1 0 0 0 0 m 3 / d 除 盐 水 的 占 地 面 40 表 2 ： 水 运 行 成 本 41 的 质 水 选 的 析 中 置 分 海 水 淡 化 反 渗 透 法 设 计 方 案 平 面 图 及 系 统 图 处 理 过 程 工 艺 流 程 方 案 装 注 意 事 项 成 本 42 反 渗 透 法 处 理 的 平 面 图 43 反 渗 透 法 处 理 的 系 统 图 44 升 滤 一 箱 级 一 反 级 一 池 透 渗 反 二 箱 超 水 滤 器 一 水级 水 。 反 渗 透 法 处 理 的 工 艺 流 程 海 水 取 水 泵 反 应 沉 淀 池 海 水 清 水 箱 压 泵 超 滤 保 安 过 滤 器 超 滤 装 置 超 级 反 渗 透 提 升 泵 一 级 反 渗 透 保 安 过 滤 反 渗 透 变 频 高 压 泵 ( 带 能 量 回 收 装 置 ) 透 装 置 工 业 服 务 水 池 和 化 学 水 、 消 防 级 淡 水 泵 二 级 反 渗 透 保 安 过 滤 器 二 45 变 频 升 压 泵 二 级 反 渗 透 装 置 二 级 淡 级 淡 水 泵 锅 炉 补 给 水 处 理 和 生 活 水 池 46 海 而 原 从 将 管 水 用 压 定 作 的 侧 0 额 耗 泵 一 活 9 的能 反 渗 透 法 处 理 工 艺 过 程 中 注 意 事 项 海 水 泵 两 用 一 备 5 ， 7 ， 9 ， 1 0 分 别 为 加 药 装 置 在 微 滤 出 水 后 的 水 箱 内 加 酸 调 节 P H 至 5 . 5 - 6 . 5 反 入 反 渗 到 渗 透 反 透 海 渗 的 水 透 目 淡 膜 的 化 堆 最 中 主 , 通 要 过 的 高 一 压 个 将 特 清 点 水 即 压 是 过 采 膜 用 的 高 另 压 取 就 水 不 时 用 使 再 用 加 的 泵 是 。 潜 水 泵 ， 然 而 最 , 47 后 出 水 直 接 到 生 能 量 回 收 装 置 一 般 可 以 回 收 浓 盐 水 能 量 的 6 0 通 过 压 力 提 升 泵 , 将 海 水 的 压 力 再 提 高 到 高 压 泵 入 高 压 泵 的 出 口 端 一 起 进 入 反 渗 透 膜 , 达 到 节 省 48 处 理 过 程 中 水 质 的 变 化 49 。 吨 费 理 ， 元 造 水 成 本 的 各 项 费 用 化 学 消 药 耗 品 水 的 回 收 率 为 45 。 反 渗 透 淡 化 的 化 学 消 耗 药 品 消 耗 总 量 为 t 淡 化 1 t 淡 水 的 总 电 力 消 耗 为 5.7 力 消 耗 每 度 电 价 以 计 ， 海 水 反 渗 透 的 水 电 力 成 本 为 维 护 和 每 吨 淡 化 水 的 维 修 费 用 为 ， 管 折 旧 费 用 用 为 ， 膜 的 更 换 费 用 为 资 产 折 旧 费 用 为 50 为 本 工 艺 总 费 用 通 过 上 述 计 算 反 渗 透 的 单 位 造 水 成 5 . 4 4 6 元 / 吨 。 51 他 其 海 使 由 度 主 最 问 的 究 研 低 广 降 更 较 ， 浊 。 中 高 够 的 来 是 化 ， 准 术 力 能 上 带 结 论 通 方 过 法 海 更 水 为 淡 合 化 理 各 、 种 有 方 效 法 的 的 海 比 水 较 淡 ， 化 反 方 渗 法 透 。 法 经 过 计 算 ， 将 传 统 的 反 渗 透 技 术 进 行 了 优 水 中 T D S 含 量 由 3 4 4 0 0 m g / L 降 为 小 于 1 0 m g / L 2 0 - 3 0 N T U 降 为 不 超 过 1 N T U 。 达 到 饮 用 水 标 反 要 题 出 操 泛 渗 的 还 解 作 的 透 处 一 决 压 应 技 理 直 膜 力 用 术 技 没 污 ， 前 势 术 有 染 会 景 52 必 ， 得 的 为 。 会 就 到 有 反 成 目 解 效 渗 为 前 决 方 透 未 而 ， 法 技 来 言 因 ， 术 的 ， 此 并 在 海 膜 ， 且 海 水 污 只 最 水 淡 染 要 大 淡 化 和 未 程 化 技 压 来 度 中 53 G L O 54 示环节： 专题研究报告答辩 （ 第二小组成果） 该小组派两名同学讲解 解主要通过分析各种方法性能和经济上的优缺点，结合 国内对于海水淡化的需求，得出膜处理技术在海水淡化工程中的优势，以及自己设计方案的 详细介绍。同时对未来的膜处理方法进行了探究 和展望。 现场答辩环节： 现场答辩分两个环节，各小组同学和老师对该组同学进行提问。该组同学详细耐心讲解，互 相补充，旁征博引，而且互动的比较好。具体如下： 小组提问 第一小组： 1、问：膜处理方法运用于海水淡化有哪些优点？ 谢欢答：与传统的水处理技术相比 ,膜技术具有很多优点。比如工艺简单、操作方便、易 于自动控制、无污染、运行成本低等 ,尤其是几种膜技术的配合使用 ,再辅助其他水处理 工艺 ,如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、 菌等。特别要提的是当原水含盐量 较高时反渗透膜处理对运行成本影响不 大。 王妍补：反渗透技术还有效地弥补了水回收率低的弊端，并且对于有机物、胶体、微生 物、悬浮物等有较好的脱除能力。因此反渗透技术在海水淡化效率上明显超过电渗析法。 此外，反渗透技术中的膜和膜组件比较成熟，并且反渗透技术投资和能耗较少，容易实 现自动控制。 2、问：流程中的能量回收装置是什么？ 55 叶露答：能量回收装置是一种回收高压浓海水压力的装置 ,它可以将高压浓海水的压力传 递给正常浓度及压力的原海水 ,减少高压泵的流量，从而减少能耗。 3、问：电渗析法海水淡化的局限？ 詹烈云答：水回收率低，而且对不带 电荷的物质如有机物、胶体、微生物、悬浮物等无 脱除能力，存在对水质要求较严格，需对原水进行预处理等缺点。这使其在苦咸水淡化 工程中的应用受到局限。 王胜伟补充：电渗析主要用于水的初级脱盐，对于水的深度处理作用不大。 56 第三小组： 4、问：海水淡化中，反渗透法比离子交换法好在哪？ 詹烈云答：反渗透法相对离子交换法占地面积小 张雅桐补充：离子交换法全年要消耗大量的酸和碱用于树脂再生，而反渗透不需要，反 渗透法运行成本低是有明显的优势 ,由于反渗透除盐方法 ,极易实现自动控制 ,人工干预小 , 人工成本也比离子 交换法低 , 反渗透法年节约成本 112 万元。 5、问：谈谈我国海水淡化技术应用的地区？ 叶露答：目前我国海水淡化领域走在前列的主要地区是山东、浙江、天津、大连、青岛 等地，这与当地技术支持有关。 张希补充：国家海水淡化的两大技术研究中心一个在杭州， 一个在天津，技术支持对当 地海水淡化发展起到了至关重要的作用。 6、问：举例说明反渗透用于海水淡化的可行性 谢欢答 ：通过所查文献知道 各种海水淡化方法 在世界上的应用情况其 中反渗透法占 可见目前反渗透法运用最广泛也较成熟，下面以国内天 津处理海水 1000m/d 的 示范工程为例，该工程运用反渗透法进行海水淡化最终用于生活饮用水，效果显著实用 性强。 王妍补充：反渗透流程大部分采用一级装置处理海水，但从文献中得知一级反渗透装置 出水达到工业用水标准不符合我们方案的要求故增加二级处理装置以达到饮用水标准。 第四小组 7、 问：你们预算中占地面积了、电价了什么的是经过实际考察的吗？ 张希：构筑等当然是查文献了，电价什么的是根据实际情况算的。 57 8、问：你们预处理那块为什么选用微滤而不选用超滤？ 张雅桐答：海水淡化过程因海水浓缩会产 生难溶无机盐，如碳酸钙、硫酸钙等，在反渗 透膜表面和系统管道件上结垢沉淀采用纳滤膜软化技术可以有效防止硫酸钙、硫酸镁沉 淀影响 9、问：你们为