海水淡化方式与技术

海水淡化方式与技术第1页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB

水资源是基础性自然资源和战略性经济资源，是经济社会发展的命脉，淡水资源短缺已成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素之一。海水利用已成为世界许多临海国家新水源开发的战略决策,也是缓解我国水资源短缺、促进经济可持续发展的重要途径。一、前言第2页，课件共60页，创作于2023年2月KTXHBM我国水资源总量28124亿立方米，居世界第六位，人均2220立方米，为世界人均水资源占有量的四分之一，被联合国列入13个贫水国之一，缺水地区主要分布在沿海城市、岛屿和华北、西北地区。全国年缺水达400亿立方米，其中城市缺水90亿立方米，因缺水造成的经济损失超过2000亿元。(一)我国水资源形势第3页，课件共60页，创作于2023年2月(二)世界各地缺水状况KMTXHBKMTXHB第4页，课件共60页，创作于2023年2月(三)典型海水水质分析表含盐量32000330003400035000360003900043000Ca369.9381.5393.0404.6416.2450.8497.1Mg1189.41226.61263.813011338.11449.61598.3Na9780.810086.510392.110697.811003.411920.413143K399.7412.2424.7437.2449.6487.1537.1Sr6.16.36.56.76.87.48.2HCO3134.1138.3142.5146.7150.8163.4180.2SO42496.32574.32652.32730.42808.43042.43354.4Cl17618.918169.518720.119270.719821.22147323675.4SIO23.84.04.14.24.34.75.2F1.31.31.41.41.41.61.7第5页，课件共60页，创作于2023年2月二、海水淡化技术简介第6页，课件共60页，创作于2023年2月（一）常用海水淡化淡化技术过程类别淡化技术能量蒸馏法（液体蒸汽）多级闪蒸蒸馏(MSF)热能+电能多效蒸馏(MED)热能+电能压气蒸馏(TVC)热能+电能膜法（无相变）反渗透(RO)电能电渗析(ED)电能第7页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第8页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第9页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第10页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第11页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第12页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第13页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第14页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第15页，课件共60页，创作于2023年2月多级闪蒸蒸馏（MSF）

多级闪蒸是利用不同温度和压力下海水的多次蒸发来提高淡水的产量，主要利用了海水的显热，是目前技术最成熟的海水淡化方法，适用于大型和超大型淡化装置。

KMTXKMTXHB

HB第16页，课件共60页，创作于2023年2月多级闪蒸（MSF）流程图KMTXHB第17页，课件共60页，创作于2023年2月多级闪蒸(MSF)实景图第18页，课件共60页，创作于2023年2月

多效蒸馏是利用前一效海水蒸发出的淡水蒸汽进一步蒸发后一效的海水来降低能耗，提高产量，是蒸馏法中最节能的方法之一，主要是利用了水蒸汽的汽化潜热；规模一般在10000立方米/日以下。

多效蒸馏(MED)第19页，课件共60页，创作于2023年2月低温多效(LT-MED)流程图第20页，课件共60页，创作于2023年2月低温多效(LT-MED)实景图第21页，课件共60页，创作于2023年2月反渗透(RO)

反渗透法是将海水强制加压使淡水透过膜面进入另一侧，从而实现海水的淡化，它具有投资省、能耗低（无相变）、建设期短、占地少的特点，是海水淡化技术中近二十年来发展最快的。除海湾国家外，美洲、亚洲、和欧洲，大中生产规模的装置都以反渗透法为首选。第22页，课件共60页，创作于2023年2月反渗透基本原理(渗透过程)水流方向

渗透过程

浓水

淡水

半透膜第23页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB第24页，课件共60页，创作于2023年2月TXHBKM第25页，课件共60页，创作于2023年2月水流方向反渗透过程压力

膜反渗透基本原理(反渗透过程)第26页，课件共60页，创作于2023年2月（二）膜法海水淡化技术介绍第27页，课件共60页，创作于2023年2月NaOHSWRO装置保安过滤淡水高压泵能量回收装置压力提升泵浓海水综合利用进入生态产业链FeCl3Cl2H2SO4NaHSO3海水取水机械过滤或超滤混凝沉淀清水池典型反渗透海水淡化工艺流程第28页，课件共60页，创作于2023年2月过滤器产品之五全自动过滤器刷式吸吮式第29页，课件共60页，创作于2023年2月海水淡化处理工程的几个关键问题1海水预处理2淡化系统的选择3能量回收装置4防腐措施5投资及运行成本6工程建设管理第30页，课件共60页，创作于2023年2月1海水预处理KMTXHB海水预处理目标：防止微生物滋长，控制反渗透进水SDI＜3海水预处理措施：杀菌灭藻、除浊度和有机物、胶体海水预处理手段：加化学药剂、过滤海水预处理效果——直接影响反渗透膜的使用寿命第31页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB(1)

杀菌灭藻

主要是控制海水中微生物的繁殖、污染 a.采用药剂：次氯酸钠 b.投加方式：连续氯化，有细菌后繁殖现象。 间断氯化法

c.加药量控制：1~2mg/L d.药品来源：电解海水（反渗透浓水）第32页，课件共60页，创作于2023年2月(2)

悬浮物及胶体的去除——过滤 悬浮物和胶体的危害：微粒若进入反渗透系统将造成膜元件 的污堵，难以清洗。 悬浮物和胶体去除的主要方法：机械过滤+活性碳过滤/超滤

第33页，课件共60页，创作于2023年2月常用过滤方法（砂滤与超滤）比较过滤方法优点缺点常规过滤运行经验丰富设备占地面积大，且需备用出水水质不稳定，易受进水条件波动投资成本低对于＜5um的胶体、微生物无法去除出水水质较差，一般浊度＜5NTU，SDI＜4过滤方法优点缺点超滤设备模块化结构设计，占地面积小投资及运行成本略高出水稳定，受进水条件波动小出水水质好，一般浊度＜0.2NTU，SDI＜2可以有效去除细菌、微生物，减缓反渗透膜的生物污染提高反渗透膜元件的产水通量第34页，课件共60页，创作于2023年2月a型式:管式/卷式/板式/中空纤维式（外压、内压） 中空纤维膜特点----膜面积装填密度大膜表面不易堵塞膜表面受污染后易清洗恢复

b材质：PE/PES/PP/PVDF/PTFE等

PES材质特性----化学性能稳定，抗氧化性能强清水性能好，抗污染能力强物理性能好，机械强度大可反洗（3）超滤膜组件的选择第35页，课件共60页，创作于2023年2月 c几种常用的超滤膜元件中空纤维膜

Norti：内压式、PES材质、外配压力容器100KD膜面积40m2

INGE：内压式、PES材质、150KD膜面积45m2 Toray：外压式、PVDF材质、100KD，膜面积70m2 Pall：外压式、PVDF材质、0.1um，膜面积50m2 Koch：内压式、PES材质、100KD，膜面积89m2 Hydranautics：内压式、PES材质、150KD膜面积46.5m2卷式

Osmonics、Hydranautics、Koch等公司生产主要用于反渗透后处理（3）超滤膜组件的选择第36页，课件共60页，创作于2023年2月超滤膜组件第37页，课件共60页，创作于2023年2月超滤装置实景图第38页，课件共60页，创作于2023年2月2海水淡化系统的选择海水淡化系统选择需考虑的关健因素a回收率回收率不仅与膜元件的固有的特性（脱盐率、平均水通量）有关，还与当地海水水质、产水水质要求、电价、预处理系统等有密切关系。

通常回收率约为35~50%，预处理为传统过滤时，回收率不宜高于40%；b 膜通量 根据已经运行的海水淡化系统，当预处理为传统预处理时，膜通量大多在13~15L/m2.h；c 膜元件选择

第39页，课件共60页，创作于2023年2月原水浓水淡水原水卷式反渗透膜元件淡水产水网反渗透膜进水网反渗透膜反渗透膜元件7根膜元件组装在一根压力管内5根膜元件组装在一根压力管内第40页，课件共60页，创作于2023年2月DOW公司

SW30HRLE-400有效膜面积高，脱盐率高透水量高与SW30HR-380相比，产水量增加25%对硼的脱除率高，可满足饮用水的严格标准清洗液适应范围宽（PH1~12）缩短膜片长度，增加膜叶数的结构，降低污染水平

有效膜面积：37m2

最高运行压力：69Bar

稳定脱盐率：99.75%产水量：28m3/d第41页，课件共60页，创作于2023年2月HYDRANAUTICS公司

SWC5有效膜面积高，脱盐率高有效膜面积：34.5m2

最高运行压力：69Bar

稳定脱盐率：99.6%产水量：22.3m3/dTORAY公司

TM820-400有效膜面积高，脱盐率高清洗液适应范围宽（PH1~12）

有效膜面积：37m2

最高运行压力：69Bar

稳定脱盐率：99.75%产水量：25m3/d第42页，课件共60页，创作于2023年2月3能量回收装置

能量回收装置是膜法海水淡化发展的前提条件，海水含盐量高，渗透压力，需要提供较高的工作压力（4~7MPa），而反渗透膜间压差仅0.2~0.3MPa，其余95%以上的能源就浪费了，故早期膜法海水淡化技术发展十分缓慢；近年来，能量回收技术得到显著提高，能量回收率已经达到95%，能量回收技术的提高促进了膜法海水淡化的发展，膜法海水淡化的发展也刺激了能量回收技术的提高。

目前世界上大致有二种能量回收装置更多地应用在海水淡化中，根据出现先后次序：涡轮式能量回收系统、PX压力交换能量回收系统。

第43页，课件共60页，创作于2023年2月(1)透平式能量回收装置流程原理图给水高压泵能量回收装置浓水淡化水反渗透装置第44页，课件共60页，创作于2023年2月(2)压力交换式能量回收装置流程原理图高压泵给水压力交换器淡化水浓水增压泵第45页，课件共60页，创作于2023年2月KMTXHB压力交换式能量回收装置电耗＜2.5kw.h/m3第46页，课件共60页，创作于2023年2月两种能量回收装置的比较透平式能量回收压力交换式能量回收能量回收原理利用浓缩水余压冲击反击式涡轮机驱动多级离心泵柱塞泵原理对浓缩水余压进行置换回收回收效率35~80%92~95%能耗低高设备投资低高

另需配增压泵安装简单，占地空间小简单启动/运行简便，如同普通离心泵复杂，需联动调试第47页，课件共60页，创作于2023年2月反渗透海水淡化工程制水成本分解电费投资成本膜更换费劳动力维修费消耗品第48页，课件共60页，创作于2023年2月日本水处理站MTG应用第49页，课件共60页，创作于2023年2月唐山电厂海水处理应用254SMO材质滤网第50页，课件共60页，创作于2023年2月预处理海水处理应用254SMO

材质滤网第51页，课件共60页，创作于2023年2月新加坡GSI海水处理应用254SMO材质滤网第52页，课件共60页，创作于2023年2月国外典型实例阿联酋：日产170000吨反渗透海水淡化工程KMTXHB第53页，课件共60页，创作于2023年2月国外典型实例第54页，课件共60页，创作于2023年2月国外典型实例KMTXHB第55页，课件共60页，创作于2023年2月三、海水淡化发展趋势KMTXHB第56页，课件共60页，创作于2023年2月世界各地区海水淡化装机容量的分布中东53.4%亚洲10.6%非洲6.29%欧洲10.1%南美洲0.6%北美洲17%中美洲1.8%澳大利亚0.4%第57页，课件共60页，创作于2023年