浩瀚的大海一望无际。我问:“君虽海量,不无病乎?碧波万顷,然无一瓢可饮也。”
大海回答说:我没有毛病。你走近看看,最好到海水里面看看。你不过是看到一些自由自在也是成双成对的带负电荷的阴离子、带正电荷的阳离子在一刻不停地晃晃荡荡,平均总含量不过是差不多每99个我水分子或离子中才1个盐分子或离子,或者体积上看,100份的水中只有1.5份的盐体积,或者重量上也就是3.5%的盐。所谓一粒老鼠屎坏了一锅粥,一个盐分子坏了我九十九个水分子。本来也是很容易不费钱的事情,用勺子抠出那粒老鼠屎,一锅粥也还能将就,用勺子抠出那个盐分子,一切都好。但大家不是这么简简单单科学地干的,而是干的很有技术含量,找来一张巨大的纱布,配上宏伟漂亮的机器设备,高大上耗电极多的压力泵,活生生的硬是把99份的稀粥压过纱布,把99个水分子压过反渗透膜,留下一粒大老鼠屎、一个盐分子。能不累、能不成本高?也好比99个黄豆中有一粒比黄豆还大的砂子,不是拣出砂子,而是拣出黄豆,其功夫不可谓不大啊。当然,找不到一把合适的勺子或拣砂子的工具,是这么累着干费钱费功夫干的根本原因。
海水中的这些阴离子大部分是氯离子,少量的硫酸根离子、碳酸根离子、溴离子和氟离子,阳离子则主要的是钠、镁、钙、钾和锶离子。其中的氯离子、钠离子还是人类天天需要食用的食盐。如果你有能耐,你还可以从我这里得到无穷尽的钾肥、镁金属,要知道,中国是一个典型的缺钾肥的国家,而镁金属比铝还轻巧,其作用比铝合金也毫不逊色。
要想喝淡水,只不过是请出这1%个数的阴阳离子而已,温柔点最好。就这么点含量,与人类工业污染的含无机盐废水的污染程度相比几乎是可忽略不计了。但现实是,海水淡化是如此的高大上,动用了巨大的国家资源,吸引了无数英雄豪杰,从英国人开始,一晃已经400多年了。
早些年,煮水论英雄,也是可以理解的。水沸腾了,强迫水分子和盐分子说再见,但代价也是巨大的,大量的热能被消耗了,不到万不得已,傻瓜才会这么干。后来,1930年代发现了只透过水不透过盐的半透膜,1953年美国人开始利用这种膜在高水压下,强行的也是恶狠狠的把水分子和盐分子分开在了膜的两边,就是所谓的反渗透海水淡化技术。再后来的60年时间里,反渗透成了一种淡化海水的习惯,这种技术几乎发展到了极致,但仍然需4度电左右换取一吨淡水。因为泥巴烧不着,所以能源在地球上还是稀有资源。这种用一种稀有资源换取另外一种稀缺资源的做法,肯定不是长久之计,也不合天理。因为技术惯性和知识框架的效应,最聪明的人继续幻想着如何更高效地让水分子透过膜,现在最玄幻的石墨烯、二硫化钼也被用来尝试作为渗透膜了。但无论如何,因为含盐水和淡水之间永远存在的渗透压,就是自然状态下,淡水在半透膜的一侧可以帮着膜对面的海水爬到250米高的摩天大楼上,这之间的压力就有25个大气压了。就算作为半透膜的反渗透膜本身没有任何阻力,也需要大于25个大气压的压力,才能强迫海水中的水分子脱离海水中盐的束缚进入淡水中。因为反渗透膜需要承受高水压,所以,其厚度不能太薄,无论如何,都需要能量让99%的水分子透过一个有厚度的膜【假如100%地海水淡化】。代价真的惨不忍睹,所谓望洋只能常常兴叹。
说来遗憾,自从1950年代有了可工业化应用的离子交换膜技术后,只是主要地用在了用电驱动的电渗析领域,比如离子膜法烧碱的生产,以及少量的用在了用浓度差驱动的扩散渗析领域,比如废酸、废碱的回收。本来,海水中的异物不过是些也有用也有价值的离子,况且数量也不是很多,按个数论,只有~1%。利用离子膜交换技术,依据等价交换原则,一种物质的正电离子和另外一种物质的正电离子,一个负电离子和另外一种负电离子在膜的两侧互相交换赎买,不动刀枪,海水淡化就不是像现在这样的暴力强迫水分子和盐分子互相拆散的行为,所谓杀敌一千自损几百了,而是文明的离子间的以物易物的文明交易行为。通过浓度差驱动的,也不是很费劲的离子膜交换,让海水里原来舒舒服服赖着不走的那些懒汉离子替换为喜欢离开水分子出来走走逛逛的阴阳离子。在元素周期表里,为了彻底地解决海水淡化问题,让海水成为大众的宝物,上苍恰恰给我们准备了一套唯一的一阴一阳两个离子。当他们阴阳交会之时,就是双飞之刻,留下淡淡的海水。
俄国化学家门捷列夫于1869年就发明了元素周期表,如何这两个阴阳离子一直就没有走出来显摆?一方面,这两个阴阳离子其实是排在元素周期表的背面的,只有翻过周期表才能看的到的,好比照镜子,需要看到镜子后面的影像。他们分别是由一个氮原子和4个氢原子所组成的铵离子,和由一个碳原子和3个氧原子组成的碳酸根离子。另一方面,还是因为离子交换膜多事,人造的东西,总是不完美的。比方说阳离子交换膜,它只让带正电的阳离子来回通过它满身的细小孔洞,这个事情做的很出色,很少有差错。为了适应目前电渗析方面的需要,阳离子膜生出来的时候大多数本身是强酸性的,虽然也有弱酸性的,不酸不碱中性的姐妹,强酸性强大到使其孔洞附近的水分子发生水解离成为氢阳离子和氢氧根阴离子。随之而来的问题是,当浓浓的铵离子发起进攻,准备透过阳离子膜与对面海水中为数并不多的阳离子进行交换时,铵离子首先碰到的是已经在膜孔洞中守株待兔的氢离子和氢氧根离子,并且氢离子和铵离子即刻进行位置交换,顿时使铵离子失去和海水中阳离子如钠、钾离子的交换能力。接下来更惨,铵阳离子还会被氢氧根阴离子所吸引,转化为氢氧化铵分子,氢氧化铵在水里憋不住,几经挣扎,一部分就分解成为水和臭臭的由一个氮原子和3个氢原子组成的氨气。也算是由多原子组合而成的离子所具有的一种缺陷,条件谈不好,可以自行分解而罢工。站在膜的旁边,你会发现,这根本就不是什么海水淡化,而是铵离子的自杀,留下了氢离子,冒出氨臭,和处在一间比较正规的厕所里的味道差不多。不排除这么些年来,也有人尝试过这样的海水淡化,但结果都是和进了一趟厕所一般,也就放弃了。现在,既然知道了这些来龙去脉,采用弱酸性或中性的阳离子膜,或者将铵离子放在碱性的溶液中,膜的孔洞中氢离子几乎绝迹,铵离子也就比较老实,去干正经的海水淡化的事情了。也许,这就是传说中的抠出盐分子的勺子和工具了。也是解决含酸、碱、盐类工业无机废水的一个有效的工具。
如果把海水淡化的困难看成是一种病,其病根应该是且仅仅是海水中的那一点点的盐不挥发也不沉淀,死皮赖脸的赖在水里,治这个病,现在是可能开错了反渗透这个药方了。好比从中国到印度,非得爬过喜马拉雅山的方法就是有病的了。错误的方法导致了一系列的后遗症,如淡化后的水质偏酸性需要调制,高能耗,一半的浓盐水排放喂鱼也害死鱼,需要能量回收装置增加了系统的复杂性,高压下膜易污染,高压泵难制造问题。而通过离子交换膜技术,通过等价交换,常温常压不用电渗析,轻松低能耗地让浓碳酸铵溶液中的铵阳离子与海水中的阳离子互换,碳酸根阴离子与海水中的阴离子互换,在不知不觉中,海水即转变为只含1%的挥发性的碳酸铵分子,相当于是把躲在99粒黄豆中的那粒砂子变成了一只更大的会飞的气球了。海水淡化也就转变成为简单的减压或催化挥发析出仅仅1%碳酸铵分子的问题,与渗透法透过99%的海水分子相比,能耗必然低的多,同时,海水中的矿物质自然地得到浓缩,方便后续的结晶提取,产生大量有价值的副产品。另外,其中的浓溶液碳酸铵可以一直不停地循环往复回收再用,没有浪费和理论消耗,如同电冰箱里的氟利昂,循环工作。由此,海水淡化将成为一个可盈利可创造社会财富的好事。
站在海水的角度,其实当前的海水淡化研究并非真正在海水,而是限定在淡化的设备方面了,比如,优化反渗透膜,寻找合适的正渗透膜,完善能量回收系统,制造高压泵等等,全然都是设备制造了,和海水本身并无多少直接的关系。正确的理解应该是,海水淡化本质的难点是且仅仅是其中的盐分不挥发不沉淀。 以此为基础,通过先将海水进行变性成为只含挥发性的碳酸铵,再进行脱除碳酸铵【即二步法脱盐技术,http://baike.baidu.com/link?url=7jxMbL0ZRLWfNcrPXjD_dYZKdzfNPyQWDkQVVQo6Tz0K3XYJElxruwQvTW-Yf2e-CDer8hLc4iVckp62P48Jsa】达到低成本且可回收其中的资源的目的。正所谓,换个角度,风景全然是不同的了。
有了水,再谈谈水的问题。环境问题中水的问题是最大的问题,如果海水淡化过程可以低成本的进行,同时低成本的提取其中的钾盐作为钾肥,镁金属作为类似铝合金的基础材料,那么海水淡化就成为一个可称之为海水提炼的新兴行业,其本身就是一个可盈利可支撑社会经济发展的行业,不会成为一个因为饮用水问题而不得已为之并行补贴的公共工程了。另外,离子交换法海水淡化,没有反渗透海水淡化中的淡水酸化问题,所以可以直接进入自来水管网,因为是盈利的,其价格比当前的自来水价格更有竞争力,客观上,为解决自来水水质提供了一个最简单的技术选择,也是因为海水淡化是盈利的过程,淡化的海水还可以满足农业灌溉,工业生产的使用,为干旱盐碱化的有毒的土地的修复提供条件。
如果碳酸铵离子交换膜法淡化海水是可行的话,那么海水就将成为可为社会创造财富的资源,世界肯定会有所不同,也会变得更好,如果这个技术有问题的话【目前都还没发现有理论或技术问题】,那么问题是什么也是值得学术界和工业界研究的,也许沿此方向或类似方向,终究可以找到一条可盈利的海水淡化方法,突破现有技术框架,为将海水转化为一种真正的可创造财富的资源提供技术方法。
大道至简,海水淡化、海水提炼终究一定应该有一种简便易行的办法。面对地球上最大的资源-海水资源,人类没有理由不能够充分驾驭利用海水、海水中的矿产资源,从最早的煮水蒸馏,到复杂的渗透制水,再到今天简单的离子交换海水改性后淡化,应该是一个必然的过程。也或许、也期待会有更简洁的方法。
秦才东:治海淡,反渗透不是好药方 |
皇明发布钓鱼岛太阳能利用方案 发布时间:2012-9-26 |
(本刊刘成伟讯)9月23日下午,在中国太阳谷召开的第三次现国标重大缺失和行业潜规则曝光发布会上,中国民营企业皇明集团公布了“太阳能光伏钓鱼岛方案暨捐助赴钓渔民太阳能马灯行动”。
![]() 渔民挂灯
皇明集团表示,渔民海上用电非常不方便也不环保,太阳能马灯野外是理想的照明设施。渔民海上作业本来就很幸苦和危险的工作,本次浙江、福建等地渔船赴钓鱼岛捕鱼,他们是冒着巨大的危险去作业或者宣誓主权,皇明集团决定为这一批朴实而可敬的中国渔民捐赠数千盏“西藏和平解放60年庆”的太阳能马灯。
![]() 海水淡化工程效果图
据了解,皇明太阳能马灯是中国国务院定制赠送西藏60年大庆的国礼,由皇明集团自主研发设计,可对手机进行充电,外观精致,使用方便,绿色环保无污染,并配有指南针,能为室内室外的照明提供方便。
![]() 太阳能灯塔效果图
同时,作为是全球太阳能领军企业,皇明打造的中国太阳谷和被美国总统奥巴马在国情咨文中称为“世界最大的民营太阳能研究机构”,中国太阳谷接待了全球几十多位外国元首的访问和参观。在多年领先的太阳能光热光伏研究和实践基础上,皇明集团宣布,将通过太阳谷设计团队为钓鱼岛设计“太阳能光伏亮化主题公园”方案。方案主要包含太阳能光伏灯塔、太阳能光伏雕塑群、太阳能光伏路灯,其中太阳能光伏灯塔为中国渔民指航;同时,皇明集团为钓鱼岛设计“太阳能海水淡化站”方案,可为中国渔民提供淡水。
皇明集团表示,钓鱼岛自古以来就是中国的固有领土,钓鱼岛周边海域是中国管辖海域,也是中国渔民世世代代作业的渔场,中国渔船到相关海域进行捕捞正当合理,作为全球最大的太阳能研发和制造企业,皇明集团向到钓鱼岛作业的中国渔民捐赠太阳能马灯,表示坚定支持和援助。
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有资料显示,当前全球有150个国家都在实施海水淡化技术,海水淡化产业每年增长15%,远高于经济增长速度。那么,当今世界海水淡化产业整体状况究竟怎样?靠取之不尽的海水真能最终拯救我们这颗缺水的星球吗?
沙特阿拉伯的沙埃拜海水淡化厂俯瞰图
缺水,是首都北京乃至整个京津冀共同面对的重大生态难题。即使南水北调中线和东线正式供水后,区域水资源缺口仍然巨大,海水淡化成为首都破解"水困"必须考虑的远期方略之一。根据国际海水淡化协会(IDA)的统计,截至2013年,全球的海水淡化厂超过了1.7万家,分布在约150个国家,3亿多人部分或全部依靠淡化水满足日常之需。淡化水有望占北京用水1/3海水淡化在我国开展的时间比较长,1958年就开始用电沉析的方法做海水淡化了。在这以后,进入到一个比较快速发展的时期,当时在国家海洋局的组织下成立了海水淡化研究室。我国大规模海水淡化的应用是在1997年和1998年。截至2010年底,我国共建成投产海水淡化装置76套,淡化能力总计55.78万吨/日,各省市分布情况为:浙江23套,山东21套,辽宁14套,河北6套,天津5套,广东3套,其他沿海省市4套。为更好更快地推进海水淡化产业发展,国务院2012年发布了《关于加快发展海水淡化产业的意见》,提出了到2015年,我国海水淡化能力达到220万吨/日至260万吨/日,"海水淡化原材料、装备制造自主创新率达到70%以上;建立较为完善的海水淡化产业链,关键技术、装备、材料的研发和制造能力达到国际先进水平"等目标,任务可谓艰巨。据统计显示,2013年,全国新建成海水淡化工程8个,新增海水淡化工程产水规模日产水12.55万吨,每吨成本5元~8元。海水淡化主要采用反渗透和低温多效蒸馏海水淡化技术。海水直流冷却、海水循环冷却和海水化学资源利用技术也不断得到应用。新发布海水利用相关标准14项,包括国家标准2项,行业标准12项。同时,海水利用作为重要内容先后列入循环经济、节能环保、海洋经济等国家和地方重要规划中,浙江省、河北省和青岛市先后发布海水淡化发展规划或行动方案。多家海水淡化产业联盟相继成立,沿海地区海水淡化产业发展试点示范工作稳步推进。目前,海水淡化主要采用反渗透和低温多效蒸馏海水淡化技术。无论采取哪种技术,海水淡化的成本都是人类绕不过去的一大难题。海水淡化成本难题待破题海水淡化是典型的能耗密集型产业,有研究报告表明,海水淡化虽然是用水紧张地区的解决之道,但成本门槛限制了贫困地区、内陆或高海拔地区采用海水淡化,可偏偏这几类地区淡水短缺的问题最严重。例如,印度首都新德里、墨西哥城、沙特首都利雅得和津巴布韦首都哈拉雷,此类地区的水源输送成本高昂。近日,中国国家海洋局海洋科学技术司发布了《2013年全国海水利用报告》(以下简称《报告》)。《报告》称,2013年,全国新建成海水淡化工程8个,新增海水淡化工程产水规模日产水12.55万吨,每吨成本5元~8元。近日,在河北省科协年会暨沧州渤海新区人才项目洽谈对接会上,中国工程院院士、流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任王浩坦言,海水淡化产业化发展面临诸多困难,需要政府全方位扶持和培育。"虽然海水淡化技术已经比较成熟,但相对于大部分城市的自来水价格,海水淡化成本仍然偏高。"中国工程院院士、流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任王浩说道到。他表示,海水淡化一般要高于常规水资源开发利用成本。海水淡化成本包括能源费、药剂费、设备费、管理费等。多级闪蒸成本相对较高,反渗透技术综合能耗最低,但反渗透膜一般五年更换一次,固定成本较高。他认为,应将海水淡化项目纳入公益性工程项目,给予基础设施建设资金补助和配套政策优惠。同时,对为城镇生活供水的海水淡化项目,其建设资金应由中央和地方财政给予补助;允许经批准为城镇生活供水的海水淡化水优先进入城市自来水管网,对淡化水与当地自来水的差价财政应予以补贴;海水淡化涉及的管网视为市政公用基础设施,应纳入市政基础设施建设。"影响海水淡化成本的最大因素是能源费,要从国家水资源战略和社会效益的角度,将‘水电联产’政策上升到国家层面,增加‘水电联产’电厂的发电灵活性,促进海水淡化产业的可持续发展。"王浩说,膜法海水淡化中,电的成本占到总成本的一半左右。同时,淡化水输送需要另外建设输水管网,世界上绝大多数地区的淡化水成本要高于传统供水价格。这就需要政府给予电价、水价、税收等特殊优惠政策,否则海水淡化企业和设备制造企业均难以正常运行。研究指出,当制水成本不断下降,并逐步低于常规自来水价格时,沿海地区海水淡化项目将具备市场竞争力。如今,随着越来越多的重量级企业涉足这一产业,安全标准、技术创新、成本控制这些决定"海水淡化"能否市场化的关键环节接连被突破,"海水淡化"进京已接近需要跨越的最后关口——270公里的运输距离。北京海水淡化技术获突破在中国,有数据显示,2013年,京津冀水资源匮乏规模近80亿立方米。南水北调中线和东线正式供水后,缺口仍有23亿立方米。用水缺口庞大,这一形势对于海水淡化产业来说,是新的机遇,也是更重的责任。在京东,因首钢搬迁而闻名于世的唐山市曹妃甸开发区内,两处日产淡化海水5万吨的项目已悄然崛起。今年4月,备受瞩目的曹妃甸海水淡化进京项目有了积极进展。据国内媒体报道,该项目有望在今年底开工。曹妃甸海水淡化项目总投资170亿元人民币,其中制水工程一期投资70亿元,形成每天100万吨的淡化能力;曹妃甸至北京铺设270公里长的输水管道,投资100亿元。淡水输送进京后可满足北京三分之一的用水需求。值得一提的是,首钢京唐公司依靠工业基地的循环经济模式,将制水成本降至北京现行水价以下。在逐步自给自足后,将通过进一步扩大设施建设,实现向北京和周边地区供水;北控水务集团的海水淡化厂目前已实现对外供水,未来还将建成日产100万吨的海水淡化基地,把达到饮用水标准的"海淡"运到京城。更令人瞩目的是,为了避免项目对渤海海洋环境造成不良影响,曹妃甸在海水淡化过程中整合区域资源,由唐山三友化工公司和南堡盐场全部接收该项目排放的浓海水,用于盐的生产。技术的成熟,成本的降低,意味着淡化海水不仅可以解决生产用水之困,还有更大的前景。据悉,根据京唐公司的海水综合利用总体规划,未来,项目建设二期后,将达到日产淡水20万立方米,实现外购新水为零;通过三期、四期建设,将达到日产280万立方米,向北京及周边城市供水。迪拜来川进行水电设备采购 促进环保发展新机遇 |
一半海水一半沙漠的奢华之称 近日,由阿联酋迪拜水电部主办,中东国际展览集团与成都国际商会共同承办的“中东市场的机遇与挑战——暨迪拜水电部政府采购项目推介会”在成都举行。 迪拜水电部项目采购部负责人Mr.Dawood Jawahar在会上介绍了此次采购项目的相关内容,中国贸促会、四川博览事务局、成都市经信委等相关单位嘉宾出席了此次会议,来自云贵川的30多家环保、新能源、电力、水处理、工程机械行业的企业代表参加了此次会议。 据了解,迪拜水电部地属于迪拜政府,负责迪拜的电力能源和水供应管理,每年将定期对本地区使用的电力、海水淡化、水处理、环保等相关材料、设备和工程项目进行统一招标采购。 海水淡化厂 据悉,2014年,迪拜水电部用于项目及采购方面的资金为19.2亿美元,此次来蓉,是就相关采购项目与本地企业进行推介和对接。在推介会上,迪拜MIE集团总裁王海林为企业代表们介绍了中国企业在阿联酋的发展现状,迪拜水电部项目采购部负责人Mr.Dawood Jawahar以“如何参与迪拜水电部项目”为主题进行了发言,详细说明了迪拜水电部所负责的采购项目的具体情况及2020年迪拜世博会将带来的新机遇。部分企业与迪拜方代表就自己关心的问题进行了专题交流。 ![]() 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。 从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法,目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场,逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
1、简介
海水淡化设备,海水由于其含盐量非常高,而不能被直接使用,主要采用两种方法淡化海水,即蒸馏法和反渗透法。蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。反渗透膜法适用面非常的广,且脱盐率很高,因此被广泛使用。反渗透膜法首先是将海水提取上来,进行初步处理,降低海水浊度,防止细菌、藻类等微生物的生长,然后用特种高压泵增压,使海水进入反渗透膜,由于海水含盐量高,因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率,耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点,经过反渗透膜处理后的海水,其含盐量大大降低,TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化后的水质甚至优于自来水,这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。
2、预处理
无论是海水淡化,还是苦咸水脱盐,给水预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。在制定海水预处理方案时应充分考虑到:海水中存在大量微生物、细菌和藻类。海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦,而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转。周期性涨潮、退潮,海水中夹带大量泥沙,浊度变化较大,易造成海水预处理系统运转不稳定。海水具有较大腐蚀性,对系统中所采用的设备、阀门、管道件的材质要作一定筛选,耐腐性能要好。
3、杀菌灭藻
国外海水淡化工程多采用投加液氯、NaClO和CuSO4等化学试剂来杀菌灭藻。考虑到交通等多方面的因素,投加化学试剂杀菌灭藻有一定难度,在本工程设备研制过程中专门采用海水次氯酸钠发生器。海水取水泵后分出一小股带压海水,进入次氯酸钠发生器,在直流电场作用下产生NaClO,靠位差直接注入海滩沉井,以杀灭海水中的细菌、藻类和微生物。
由于海水硬度高 海水直接电解产生N aC lO必须克服发生电极结垢问题。在研制过程中 ,借鉴了电渗析频繁倒极 (EDR )技术,即每隔 5~ 10m in倒换一次电极极性,有效地解决了次氯酸钠发生器结垢沉淀问题。
4、混凝过滤
混凝过滤旨在去除海水中胶体、悬浮杂质,降低浊度。在反渗透膜分离工程中通常用污染指数 (FI)来计量,要求进入反渗透设备的给水的FI值<4。由于海水比重较大,pH值较高,且水温季节性变化大,系统选用FeCl3作为混凝剂,其具有不受温度影响,矾花大而结实,沉降速度快等优点。
本工程项目采用表面接触混凝过滤技术,由双层滤料过滤和活性炭过滤组成,分别设置了2台双层机械过滤器和2台活性炭过滤器,滤器直径为()m滤速在 7~8m /s之间。滤器采用钢衬胶,外涂船用漆,内设ABS水帽布水和316L不锈钢管排布气。为了降低海水预处理系统和瞬间负荷,提高水回收率设置了反渗透浓缩水作为过滤器反冲洗水的气液反洗系统。
5、反渗透
海水含盐量高、硬度高,对设备腐蚀性大,而且水温季节性变化较大 使得反渗透海水淡化系统比常规的苦咸水脱盐系统要复杂得多,工程投资和能耗也高得多。因此 通过精心的工艺设计,合理的设备配置来降低工程投资和能耗,从而降低单位制水成本,并确保系统稳定运行就显得格外重要。
6、调节处理
为防止海水淡化过程中因海水浓缩而产生难溶无机盐类,如CaCO3、CaSO4,在反渗透膜表面和系统管道件上结垢沉淀,海水在进入反渗透脱盐系统前要添加防垢剂。
投加H2SO4调节海水pH值分解海水中的HCO-3,以防止CaCO3沉淀,是海水淡化中最常用和最经济的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同时产生的副产品磷酸盐会助长微生物、细菌和藻类的生长,使用有一定的局限性。而从西方国家进口的专用高分子聚合物阻垢剂价格较高,会直接影响海水淡化工程的运转费用。本工程最终选用H2SO4作为阻垢剂,控制反渗透系统给水的pH值在 6.8~7.0之间,同时控制海水淡化系统水回收率,以防止CaSO4沉淀析出。
考虑到在反渗透海水淡化系统中采用以芳香聚酰胺为膜材料的复合膜元件 其耐氧化性差要求进水中余氯含量在0.1m g/L以下还原剂脱,因此海水在进入膜系统前投加NaHSO3,控制海水进反渗透装置前的氧化还原电位(ORP),使进反渗透装置前的海水氧化还原电位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。
7、去除异味
环岛海域的海水受周边环境影响较大,海水化学耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季节有时海水有较大的异臭异味。因此除添加NaClO进行氧化外,增设活性炭过滤器,选用具有较高机械强度的果型颗粒活性炭能有效地吸附有机物和异臭异味,提高反渗透产水水质,同时能减轻对反渗透膜面污染,延长膜使用寿命。
8、系统控制
整个反渗透海水淡化控制系统设计采用国内外先进的计算机程序控制,由工控机操作站可编程控制器PLC组成一个分散采样控制,集中监视操作的控制系统。按工艺参数设置高低压保护开关,自动切换装置,电导、流量和压力出现异常时,能实现自动切换、自动联锁报警、停机,以保护高压泵和反渗透膜元件。变频控制高压泵的起动和关停,实现高压泵的软操作,节省能耗,防止由于水锤或反压造成高压泵和膜元件损坏。程序设计在反渗透装置开机和停机前后,能实现低压自动冲洗,特别在停运时,浓缩海水的亚稳定状态会转化出现沉淀,污染膜面,低压淡化水自动冲洗能置换出浓缩海水,保护膜面不受污染,延长膜的使用寿命。对系统的温度、流量、水质、产量等相关参数能实现显示、储存、统计、制表和打印。监视操作中的动态工艺流程画面清晰直观,系统控制简化人工操作,确保系统能自动、安全、可靠地运行。
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