反滲透海水淡化裝置

① 反滲透海水淡化裝置的優缺點有哪些

反滲透海水淡化裝置的優缺點有哪些
反滲透技術是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。其原理是在高於溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小（僅為10A左右），因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等（去除率高達97－98％）。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。
反滲透技術通常用於海水、苦鹹水的淡水；水的軟化處理；廢水處理以及食品、醫葯工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外，反滲透技術應用於預除鹽處理也取得較好的效果，能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上，樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此，不僅節約費用，而且還有利於環境保護。反滲透技術還可用於除於水中的微粒、有機物質、膠體物，對減輕離子交換樹脂的污染，延長使用壽命都有著良好的作用。
反滲透是目前高純水制備中應用最廣泛的一種脫鹽技術，它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物，反滲透（RO）、超過濾（UF）、微孔膜過濾（MF）和電滲析（ED）技術都屬於膜分離技術。
近30年來，反滲透、電滲析，超過濾和膜過濾已進入工業應用，發展很快，在半導體、集成電路製造工藝中、食品、醫葯工業中，通常將反滲透作為高純水制備中的脫鹽，超過濾則多作為制水系統的後處理，膜過濾則用於水處理的預處理和後處理，用於過濾微粒和細菌。
工作原理：
反滲透設備的系統除鹽率一般為98-99%.這樣的除鹽率在大部分情況下是可以滿足要求的.在電子工業、超高壓鍋爐補給水、個別的制葯行業對純水的要求可能更高。此時單級反滲透設備就不能滿足要求。
滲透現象在自然界是常見的，比如將一根黃瓜放入鹽水中，黃瓜就會因失水而變小。黃瓜中的水分子進入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發現純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現象叫做滲透現象。鹽水液面升高不是無止境的，到了一定高度就會達到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關。
在以上裝置達到平衡後,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時，水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現象被稱為反滲透現象。 如果將鹽水加入以上設施的一端，並在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。 反滲透設施生產純水的關鍵有兩個，一是一個有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。簡單地說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當，由於細菌、病毒、大部分有機污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。 在水中眾多種雜質中,溶解性鹽類是最難清除的.因此,經常根據除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定於反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達99.7%。

② 反滲透海水淡化系統工作原理及特點具體有哪些

反滲透海水淡化系統工作原理就是利用反滲透膜分離技術，對透過的物質具有選擇性的薄膜成為半透膜。一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜視為理想的半透膜。滲透壓的大小決定於濃液的種類，濃度和溫度與半透膜的性質有關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。

反滲透海水淡化處理裝置具有如下特點：

1.裝置結構緊湊，體積小，安裝簡單。

2. 海水淡化處理設備操作維修方便，清洗維修免拆卸，易管理。

3.系統對進水溫度要求不高，只要在5℃至45℃的任何常溫海水都可以進行制淡，而且船用設備一般都配用功率小，主機、副機工作。

海水淡化設備工藝給水預處理是保證反滲透系統能夠長期穩定運行的關鍵，在制定海水預處理方案時應充分考慮到海水中存在大量微生物、細菌和藻類等雜質。微生物的生長不僅會給取水設施帶來許多麻煩，而且會直接影響海水淡化設備及海水淡化工程的正常運轉。周期性漲潮、退潮，海水中夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成海水預處理系統運轉不穩定。海水具有較大腐蝕性，對系統中所採用的設備、閥門、管道件的材質要作一定篩選，耐腐性能要好。

③ 海水淡化一般採用什麼方法 都屬於什麼類型 其優缺點是什麼

簡單說一下，海水淡化方法主要有熱法，膜法和化學方法三大類。
1熱法：多級閃蒸版、多效蒸發、權壓汽蒸餾和冷凍法；
1.1 多級閃蒸裝置受到海水結垢和腐蝕的限制，但是是目前技術最成熟的淡化方法。
1.2 低溫多效蒸發利用低品位的熱源作為加熱蒸汽以及可以用廉價材料，因此其制水的成本低。
1.3 蒸汽壓餾只消耗電能，不需要蒸汽熱源及冷卻水，所以可適用於偏遠地區，但裝置規模受壓縮機容量的限制，因此規模較小。
1.4 冷凍法海水淡化由於冰晶的洗滌和分離較困難，造成裝置復雜，運行可靠性不高。

2膜法：反滲透法、電滲析法；
2.1 反滲透裝置最大的問題就是膜性能會隨時間而降低，但隨著技術的發展，這一缺點正在減小。
2.2 電滲析過程所能除去的僅是水中的電解質離子，而很難去除不帶荷電的粒子，因而脫鹽率不高，能耗也偏大。

3化學方法：水合物法、離子交換法
3.1 水合物法所產淡水水質較差
3.2 離子交換法制水成本較高。

④ 海水淡化能量回收裝置的技術途徑

通常我國反滲透海水淡化工程的操作壓力約在5.0～6.0MPa之間，從膜組器中排放的濃海水壓力仍高達4.8～5.8MPa。如果按照通常40%的水回收率計算，濃海水中約有60%的進料壓力能量，具有巨大的回收價值和意義。
能量回收裝置的作用就是把反滲透系統高壓濃海水的壓力能量回收再利用,從而降低反滲透海水淡化的制水能耗和制水成本。按照工作原理，能量回收裝置主要分為水力渦輪式和功交換式兩大類。
在機械能水力渦輪式能量回收裝置中，能量的轉換過程為「壓力能-機械能(軸功)-壓力能」，其能量回收效率約40%～70%。功交換式能量回收裝置，只需經過「壓力能-壓力能」一步轉化過程，其能量回收效率高達94%以上，已成為國內外研究和推廣的重點。
目前，國外功交換式能量回收產品主要有美國ERI公司的PX (Pressure Exchanger)壓力交換器、瑞士CALDER AG公司的DWEER（Work Exchange Energy Recovery）功能交換器、挪威阿科凌的Recuperator能量回收塔。國內功交換式能量回收產品主要有杭州水處理技術研究開發中心的差壓交換式能量回收裝置（ER-CY）和等壓交換式能量回收裝置（ER-DY）。 應用領域：ER-CY是一款用於中小規模反滲透海水淡化系統的高效能量回收裝置。ER-CY通常與反滲透系統高壓泵串聯使用，與無能量回收裝置的反滲透系統相比，對高壓泵出口壓力要求降低，從而降低反滲透系統制水能耗。
設計原理：ER-CY採用差壓缸原理，利用高壓濃海水余壓能來增壓進料海水，其結構特點是：兩只差壓缸相對放置，活塞桿相對接觸，四個止回閥分成兩組連接，分別置於差壓缸的外面，兩只差壓缸之間由一個四通功能閥連接，可以自動切換，實現連續運行。
負載流量：ER-CY的單套規格從100L/ d到50m³/d，能量回收效率在95±3%之間，可以多套並聯使用。 應用領域：ER-DY是一款用於大中型規模反滲透海水淡化系統的高效能量回收裝置。ER-DY通常與反滲透系統高壓泵並聯使用，利用濃海水余壓能直接增壓部分進料海水，降低了通過高壓泵增壓的進料海水的流量，從而減小高壓泵的規模和能耗。
設計原理：ER-DY採用等壓交換原理，利用高壓濃海水直接推動壓力交換管中的活塞來增壓進料海水，其結構特點是：由兩個以上壓力交換單元組成，每個壓力交換單元包括一隻四通電磁換向閥、兩只插裝閥、兩只單向閥和一根壓力交換管組成，通過PLC控制電磁換向閥按規律執行動作使高壓濃鹽水與低壓海水在壓力交換管中進行直接接觸式壓力傳遞。
負載流量：ER-DY的單套規格從500m³/d到5000m³/d，能量回收效率在94±3%之間，可以多套並聯使用。

⑤ 海水淡化設備的介紹

預處理
無論是海水淡化，還是苦鹹水脫鹽，給水預處理是保證反滲透系統長期穩定運行的關鍵。在制定海水預處理方案時應充分考慮到：海水中存在大量微生物、細菌和藻類。海水中細菌、藻類的繁殖和微生物的生長不僅會給取水設施帶來許多麻煩，而且會直接影響海水淡化設備及工藝管道的正常運轉。周期性漲潮、退潮，海水中夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成海水預處理系統運轉不穩定。海水具有較大腐蝕性，對系統中所採用的設備、閥門、管道件的材質要作一定篩選，耐腐性能要好。

殺菌滅藻
國外海水淡化工程多採用投加液氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅藻。考慮到交通等多方面的因素，投加化學試劑殺菌滅藻有一定難度，在本工程設備研製過程中專門採用海水次氯酸鈉發生器。海水取水泵後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，以殺滅海水中的細菌、藻類和微生物。
由於海水硬度高 海水直接電解產生N aC lO必須克服發生電極結垢問題。在研製過程中 ，借鑒了電滲析頻繁倒極 （EDR ）技術，即每隔 5～ 10m in倒換一次電極極性，有效地解決了次氯酸鈉發生器結垢沉澱問題。

混凝過濾
混凝過濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質，降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用污染指數 （FI）來計量，要求進入反滲透設備的給水的FI值<4。由於海水比重較大，pH值較高，且水溫季節性變化大，系統選用FeCl3作為混凝劑，其具有不受溫度影響，礬花大而結實，沉降速度快等優點。

化學調節
為防止海水淡化過程中因海水濃縮而產生難溶無機鹽類，如CaCO3、CaSO4，在反滲透膜表面和系統管道件上結垢沉澱，海水在進入反滲透脫鹽系統前要添加防垢劑。
投加H2SO4調節海水pH值分解海水中的HCO-3，以防止CaCO3沉澱，是海水淡化中最常用和最經濟的方法。投加 （NaPO3）6（SHMP）是防止CaSO4沉澱的有效方法，但（NaPO3）6在阻垢的同時產生的副產品磷酸鹽會助長微生物、細菌和藻類的生長，使用有一定的局限性。而從西方國家進口的專用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轉費用。本工程最終選用H2SO4作為阻垢劑，控制反滲透系統給水的pH值在 6.8～7.0之間，同時控制海水淡化系統水回收率，以防止CaSO4沉澱析出。
考慮到在反滲透海水淡化系統中採用以芳香聚醯胺為膜材料的復合膜元件 其耐氧化性差要求進水中余氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫，因此海水在進入膜系統前投加NaHSO3，控制海水進反滲透裝置前的氧化還原電位（ORP），使進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。

除異味
環島海域的海水受周邊環境影響較大，海水化學耗氧量（COD）在 1.7～2.5m g/L，尤其在夏、秋季節有時海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進行氧化外，增設活性炭過濾器，選用具有較高機械強度的果型顆粒活性炭能有效地吸附有機物和異臭異味，提高反滲透產水水質，同時能減輕對反滲透膜面污染，延長膜使用壽命。

保安過濾
保安過濾採用316L濾器，5µm濾芯，過濾進高壓泵前的海水，阻擋海水中直徑大於5µm 顆粒雜質，確保高壓泵，能量回收裝置和反滲透膜元件安全，長期運行。
高壓泵和能量回收裝置
高壓泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化提供能量轉換和節能的重要設備，按反滲透海水淡化所需的流量和壓力選型，我們選用的單級離心泵，具有60m3/h流量，揚程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型，具有水力透平結構，能利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進水壓力提升30%，有效地降低能耗。