海水淡化設(shè)備工藝技術(shù)介紹
海水淡化處理技術(shù)是指將海水中的多余鹽分和礦物質(zhì)去除,從而得到淡水的水處理工藝。目前,世界上裝機(jī)應(yīng)用的海水淡化的處理工藝主要有多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)和反滲透法(RO),隨著各項目的實(shí)際運(yùn)行,及大的緩解了干旱沙漠地區(qū)和發(fā)達(dá)國家沿海地區(qū)的用水難題。
蒸餾法主要被用于特大型海水淡化處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法適用面非常的廣,且脫鹽率很高,投資與運(yùn)行成本相對較低,因此被廣泛使用。
反滲透膜法首先是將海水提取上來,進(jìn)行初步處理,降低海水濁度,防止細(xì)菌、藻類等微生物的生長,然后用特種高壓泵增壓,使海水進(jìn)入反滲透膜,由于海水含鹽量高,因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐高壓、抗污染等特點(diǎn),經(jīng)過反滲透膜處理后的海水,其含鹽量大大降低,TDS含量從35000毫克/升降至1000毫克/升以下,甚至淡化后的水質(zhì)優(yōu)于自來水,這樣就可供工業(yè)、商業(yè)、居民及船舶、艦艇使用。
我公司的海水淡化設(shè)備是采用SWRO反滲透海水淡化系統(tǒng)的技術(shù)。
SWRO反滲透海水淡化系統(tǒng)設(shè)計要點(diǎn)
1、預(yù)處理
無論是海水淡化,還是苦咸水脫鹽,給水預(yù)處理是保證反滲透系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在制定海水預(yù)處理方案時應(yīng)充分考慮到:海水中存在大量微生物、細(xì)菌和藻類。海水中細(xì)菌、藻類的繁殖和微生物的生長不僅會給取水設(shè)施帶來許多麻煩,而且會直接影響海水淡化設(shè)備及工藝管道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。周期性漲潮、退潮,海水中夾帶大量泥沙,濁度變化較大,易造成海水預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。海水具有較大腐蝕性,對系統(tǒng)中所采用的設(shè)備、閥門、管道件的材質(zhì)要作一定篩選,耐腐性能要好。
2、殺菌滅藻
很多海水淡化工程或設(shè)備多采用投加液氯、NaCl和CuSO4等化學(xué)試劑來殺菌滅藻,一些項目投加化學(xué)試劑殺菌滅藻有一定難度,就采用海水次氯酸鈉發(fā)生器。海水取水泵后分出一小股帶壓海水,進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器,在直流電場作用下產(chǎn)生NaCl,靠位差直接注入海灘沉井或設(shè)備原海水蓄水池,以殺滅海水中的細(xì)菌、藻類和微生物,也有一些項目采用紫外線殺菌器進(jìn)行殺菌滅藻。
3、混凝過濾
混凝過濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質(zhì),降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用污染指數(shù)SDI值來計量,要求進(jìn)入反滲透設(shè)備的給水的SDI值<5。由于海水比重較大,pH值較高,且水溫季節(jié)性變化大,所以FeCl3作為混凝劑較有優(yōu)勢,其具有不受溫度影響,礬花大而結(jié)實(shí),沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。
沉降后需要有有效的機(jī)械過濾器,且有有效的過濾與反洗效果。
4、反滲透系統(tǒng)
海水含鹽量高、硬度高,對設(shè)備腐蝕性大,而且水溫季節(jié)性變化較大 使得反滲透海水淡化系統(tǒng)比常規(guī)的苦咸水脫鹽系統(tǒng)要復(fù)雜得多,工程投資和能耗也高得多。因此 通過精心的工藝設(shè)計,合理的設(shè)備配置來降低工程投資和能耗,從而降低單位制水成本,并確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行就顯得格外重要;其中主要匹配膜組件與高壓泵、能量回收組件等系統(tǒng)的組合優(yōu)化,以節(jié)能降耗、系統(tǒng)穩(wěn)定性來設(shè)計。
5、調(diào)節(jié)處理
為防止海水淡化過程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無機(jī)鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表面和系統(tǒng)管道件上結(jié)垢沉淀,海水在進(jìn)入反滲透脫鹽系統(tǒng)前要添加防垢劑。投加H2SO4調(diào)節(jié)海水pH值分解海水中的HCO3,以防止CaCO3沉淀,是海水淡化中和的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同時產(chǎn)生的副產(chǎn)品磷酸鹽會助長微生物、細(xì)菌和藻類的生長,使用有一定的局限性。而一些高分子聚合物阻垢劑價格較高,會直接影響海水淡化工程的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。若選用H2SO4作為阻垢劑,控制反滲透系統(tǒng)給水的pH值在 6.8~7.0之間,同時控制海水淡化系統(tǒng)水回收率,以防止CaSO4沉淀析出。考慮到在反滲透海水淡化系統(tǒng)中采用以芳香聚酰胺為膜材料的復(fù)合膜元件 其耐氧化性差要求進(jìn)水中余氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫,因此海水在進(jìn)入膜系統(tǒng)前投加NaHSO3,控制海水進(jìn)反滲透裝置前的氧化還原電位(ORP),使進(jìn)反滲透裝置前的海水氧化還原電位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。
6、去除異味
環(huán)島海域的海水受周邊環(huán)境影響較大,海水化學(xué)耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季節(jié)有時海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進(jìn)行氧化外,增設(shè)活性炭過濾器,選用具有較高機(jī)械強(qiáng)度的果型顆?;钚蕴?/span>能有效地吸附有機(jī)物和異臭異味,提高反滲透產(chǎn)水水質(zhì),同時能減輕對反滲透膜面污染,延長膜使用壽命。
7、系統(tǒng)控制
整個反滲透海水淡化控制系統(tǒng)設(shè)計建議采用PLC程序控制,由可編程控制器PLC組成一個分散采樣控制,集中監(jiān)視操作的控制系統(tǒng)。按工藝參數(shù)設(shè)置高低壓保護(hù)開關(guān),自動切換裝置,電導(dǎo)、流量和壓力出現(xiàn)異常時,能實(shí)現(xiàn)自動切換、自動聯(lián)鎖報警、停機(jī),以保護(hù)高壓泵和反滲透膜元件。變頻控制高壓泵的起動和關(guān)停,實(shí)現(xiàn)高壓泵的軟操作,節(jié)省能耗,防止由于水錘或反壓造成高壓泵和膜元件損壞。程序設(shè)計在反滲透裝置開機(jī)和停機(jī)前后,能實(shí)現(xiàn)低壓自動沖洗,特別在停運(yùn)時,濃縮海水的亞穩(wěn)定狀態(tài)會轉(zhuǎn)化出現(xiàn)沉淀,污染膜面,低壓淡化水自動沖洗能置換出濃縮海水,保護(hù)膜面不受污染,延長膜的使用壽命。對系統(tǒng)的溫度、流量、水質(zhì)、產(chǎn)量等相關(guān)參數(shù)能實(shí)現(xiàn)顯示、儲存、統(tǒng)計等功能。監(jiān)視操作中的動態(tài)工藝流程畫面清晰直觀,系統(tǒng)控制簡化人工操作,確保系統(tǒng)能自動、安全、可靠地運(yùn)行。