海水淡化反渗透设计导则

1、 Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 反渗透膜在海水淡化应用中的系统设计与运行 Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 内容提要 取水方式 预处理系统 反渗透系统设计与选膜 通常的设计导则 ISD设计 海水除硼设计（Ashkelon） 7芯？8芯？9芯？ Coagulant FeCl 3 Disinfection Chlorine SBS 膜系统: Tradem

2、ark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow MMF Polishing Filter Intake PondFiltered Water Tank Cartridge Filter Draw Back Tank RO Unit Distribution Lime pH Adjust High Pressure Pump Energy Recovery Device (ERD) RO System Mix BW with SW Bio-filter Boron Resin NF - NF or N

3、F - RO Hybrid Large Diameter RO ElementsCo-location Power Station High Recovery RO System (Single Stage or BCS)DAFIntermittent Chlorination High Flow or Thicker Spacer RO ElementsSubmerged MF/UFInfiltration Intake High Efficiency ERDMF/UFBeach Well ERD: Energy Recovery DevicesDAF: Dissolved Air Flot

4、ation BCS: Brine Conversion System 取水系统: Intake System On-going 海水淡化系统的基本流程Costs膜法Activities to Reduce 预处理系统: Pretreatment System 后处理系统: Post-treatment Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 取水方式 敞开式取水 取水口距海岸100300米远 水面以下约20米 海底以上20米 优点是取水费用低 深井取水 缺点是打深井费用较高 对大

5、型海水淡化系统不适用 优点是取水水质很好，可以节省预处理部分的费用 Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 预处理系统 传统预处理 絮凝沉淀+砂滤 膜法预处理 浸没式超滤 压力式超滤 其它方法 气浮（DAF） 活性碳过滤（ACF） 生物过滤（Bio-Filter） Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 根据取水水质选择预处理 深井取水（通常SDI50%） 保安过滤

6、器 敞开取水（SDI一般在510之间） NaClO消毒 FeCl3或其他絮凝剂，后接澄清池 多介质过滤器（之前通常二次投加NaClO），或UF 活性炭 SMBS 保安过滤器 结垢规律 45%回收率：无需考虑阻垢，S 38,000 ppm S ? ns ic o e s n For the 45% recovery case, all 11000 elements are installed SW30HR-380 SW30HR LE-400 SW30XLE-400 SW-11000 Internally Staged 40 45 ISD设计的优势 Trademark of The Dow Che

7、mical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow ISD 允许高平均通量甚至超过设计指导平均通量. 新型大通量元件在ISD设计中可以在合理的压力下改进回收率 . 预处理和高压泵不需任何改变, ISD设计可以增大产量 (膜更换 项目) 增大平均通量，减少最大通量可以减少污染. 在较低运行压力下回收率可以提高10% 结论 ISD与新型大通量元件相结合为降低 制水费用提供了一个新的选择 小结 Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Do

8、w 膜法海水淡化中硼的脱除 B(OH)3 H2O B(OH)4 H Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 的化学平衡机理： pKb 4.8 (with pOH) 典型的硼平衡反应方程式 大多数海水淡化系统中，我们需要考虑如下方程式所给出 在标准条件下，大多数的海水淡化反渗透膜元件对B(OH)3 的脱除率在80-95% 硼的化学特性 Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of

9、Dow 影响反渗透系统对硼的脱除率的因素 pH pH越高，硼脱除率越高 温度 温度升高时，由于pkb下降，B(OH)3增多而使得硼脱除率下降 流量 高流量可以降低硼的透过率 反渗透膜片的状态 过度或长时间的清洗会造成硼脱盐率的降低 硼的化学特性 % presence Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 高pH条件下硼的脱除率 Boron vs. pH 20 100 80 60 40 7891011 pH H3BO3 H+ + H2BO3- 反渗透系统对没有电荷的分子脱除率低！

10、 H3BO3 H2BO3- 0 Element rejection (%) Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 高pH条件下硼的脱除率 Boron的脱除率 vs. pH 40 20 0 100 80 5791113 pH Seawater Brackish Water Low Energy Brackish Water 60 Temperature: 25C SW Temp = 19 32 C 可靠性: B 0.30 mg/L; TDS 30 C Cl 20 ppm 一级海水

11、淡化 16组，每组120支 8芯装 总共15360支SW膜 MB3 Slide 34 MB3 NO TENES OTRA FOTO MAS CLARA ? miriam, 2005-5-15 Capital cost difference % Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 以8芯装为基准对比 6 elements7 elements8 elements 9 elements 56.1% 56.6% 57.8% 24.5% 23.9% 15.8% 16.1% -7.98%

12、 3.1% 2.3% 24.67% 3.5% 15.6% 24.8% 10.48% Area Pipes Pressure vessels Racks MB5 Slide 35 MB5cambie en el titulo el mikum miriam, 2005-5-15 Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 假定以下操作条件固定: 给水温度 给水水质 给水含盐量 固定 Qp 8003 m3/hr 平均通量 14 lmh, 15,360 elements 回收率 47.5%

13、 运行成本分析 Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 5.03 5.86 7.53 3.47 4.04 5.19 3.11 3.64 4.68 6.58 7.68 9.87 2560 2194 1707 6 7 9 QFeed/Brine (m3/hr) QB (m3/hr) QP (m3/hr) QF (m3/hr) PV # Elements per PV # 技术分析 单只压力容器 P erm eate Flow per elem ent m 3/hr Trademark

14、 of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 0 0.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0246810 Element Position 6789 压力容器越长 单支元件渗透通量越大 最后一支元件 渗透通量不变 产水通量 MB8 1.2 1.1 Slide 38 MB8ME DICEN QUE NO SE ENTIENDE BIEN A QUIEN PERTENECE CADA CURVA, SI TE GUSTA SE LE PUDE PONER UN RECUA

15、DRO DEL COLOR PER EN ESE CASO EL GRAFICO TIENE QUE ESTAR DESDE EL PRINCIPIO Y NO ENTRAR DESPUES miriam, 2005-5-15 Element Recovery Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 18.00% 16.00% 14.00% 12.00% 10.00% 8.00% 6.00% 4.00% 2.00% 0.00% 0246810 Element Position 6 7 8 9 压力容器越长 前端的元件回收率越小 回收率 Concentration Polarization Factor Trademark of The Dow Chemical Company (“Dow”) or an affiliated company of Dow 1.18 1.16 1.14 1.12 1.10 1.08 1.06 1.04 1.02 1.00 1.20 0246810 Element