反渗透海水淡化工程设计方案
目录 1、设计基础 2、工艺流程及说明 3、控制系统说明 4、设备技术规范 5、技术服务内容 6、技术保证 7、供配电和原材料供应 8、环境处理 9、投资方式与运行管理 10、建设内容与施工期 11、投资估算 12、经济效益及社会效益评价 前言
蚂蚁岛位于舟山本岛东南部，北临沈家门和普陀山，距沈家门8海里，常住人口在4300人左右，是一个以渔业为主，有著名的虾皮加工市场的岛屿。岛上风景秀丽，民风淳朴。近几年来随着旅游业的兴起，已发展成为旅游景区。 蚂蚁岛是舟山市13个严重缺水的岛屿之一，且受地理、地形的制约，淡水资源开发难度很大。平常年全岛可供淡水13万m3，需水量为19万m3，缺水约5万m3，缺水量比较大。鉴于水源不能满足岛内生活水平的提高和各产业的发展，所以需新增水源，开拓稳定可靠的淡水资源，是缓解蚂蚁岛淡水资源缺乏的根本措施。在政府和有关技术部门于2005年5月对本地区虾峙镇的“300吨/日的反渗透海水淡化工程”进行调研的基础上，对蚂蚁岛建设总制水能力为“200吨/日的反渗透海水淡化工程”正式立项。 据本公司提供的信息，对蚂蚁岛筹建“200吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“200吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。 1.0 设计基础 1.1 本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如
下要求； 1.1.1 产水用途：生活饮用水。 1.1.2 系统出力：200m3/d（25℃）。 1.1.3 系统回收率：35%~40%。 1.1.4 系统配置：取水、预处理、一级反渗透（RO）除盐装置及相关辅助设备。 1.2 本方案主要依据如下： 1.2.1 海水水源：用户提供。 1.2.2 原水水质分析：水质报告。 1.2.3 设计界限：从取水点至终端水箱。 1.2.4 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 1.3 设备制造及设计参考标准： 1.3.1 JB2932-86《水处理设备制造条件》。 1.3.2 HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。 1.4 出水水质：达到生活饮用水水质卫生规范（2001） 1.5 系统对外要求：
海水淡化技术及建设投资运行成本介绍 1.海水淡化技术发展现状 海水淡化又被称为海水脱盐，也就是从海水中获取淡水的技术和过程。从海水中取出淡水或者除去海水中的盐分，都可以达到淡化的目的。从这两条路线出发，海水淡化分为两类。采用从海水中分离出淡水的方法又可以细分为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法；而第二类则包括电渗析法和离子交换法。其中目前得到大规模商业应用是反渗透法和蒸馏法。 （1）反渗透海水淡化技术 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶液的薄膜称之为理想的半透膜。当半透膜把不同浓度的溶液隔开后，在自然情况下，水流是从低浓度盐水侧往高浓度盐水侧流动；当在高浓度盐水侧加上一个适当的压力后，也会将水从高浓度侧压到低浓度侧，见图1。反渗透海水淡化就是利用该原理，用高压泵将海水增压后，借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子得到淡水。由于反渗透膜的截留粒度小于10×10-10 m，所以反渗透海水淡化同时能滤除各种细菌、病毒，获得高质量的纯水。 图1. 反渗透海水淡化技术原理 一般说来，反渗透海水淡化工艺包括四部分：预处理、反渗透、后处理及清洗系统，图2是一种反渗透海水淡化系统的典型工艺流程。
图2. 反渗透系统典型工艺流程图 预处理系统的目的是为了充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性，保障良好的设计性能和长时间的安全运行，特别是为了保证膜的使用寿命（一般情况下，自来水和苦咸水反渗透膜的使用寿命为5年，而海水膜的使用寿命为3年）而设置。由于供给的源水不同，其水质组成与杂质成分千差万别，预处理系统也有很大的区别，在决定预处理系统时需要丰富的基础理论知识和工程实际经验。 反渗透装置的主体由反渗透膜堆和高压泵两部分组成，反渗透组件是整个系统的心脏部分，而高压泵是系统的关键部件。高压泵把进水升压至不同的压力进入膜堆，透过膜的水作为产品水，而未透过膜的作为浓盐水排放。其设计的核心在于根据不同的原水水质安排不同的回收率，以及通过流程及设备的选用使系统尽可能的节能。一般情况下自来水及苦咸水回收率可以做到45%～75%，有些系
海水淡化水处理方案 1、海水淡化水处理概述 本文件提供20 m3/h反渗透海水淡化水处理系统的设计方案，我公司将提供满足技术规范和标准要求的高质量水处理及其相关服务。 两套TC-SW480海水淡化水处理设备系统采用国际最先进的反渗透技术，经过优化系统设计而成，能将海水直接淡化成热采锅炉用水。 TC-SW480海水淡化水处理设备适用于渔船、货轮、油轮、海上钻井平台、海岛、驻地及沿海缺水城市。能够有效地去除海水中的无机盐、重金属离子、有机物细菌及病菌等有害成分，将海水淡化为符合热采锅炉用水标准的优质水。该套系统预处理中的砂滤水处理系统采用组合阀，实现大流量反冲洗以及正洗全过程。该套水处理系统管路全部采用耐腐蚀材料，保证了全套水处理系统的经久耐用。主机RO系统是采用了最先进的RO系统软件和优质的膜元件，根据水处理设备的产水量结合高效独特的技术设计而成，保证了系统运行的低能耗。整套水处理系统的管理中配备了先进的流量、压力等控制仪表和泄压阀、排放管路，能够保持整个水处理管路系统运行平稳、安全，保证了系统维护安全，方便可靠。 3、海水淡化水处理基本参数 3.1、本水处理方案主要依据如下： 海水水源：用户提供。 原水水质分析：水质报告。 水处理设计界限：从原水泵至软化器出水口。
其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 3.2、原水 原水水源TDS：≤35000mg/L （由于暂时无法取得该水处理工程准备使用的原海水水质情况，暂时按照世界平均海水含盐量（TDS:total dissolved solid）约35000 mg/L作为设计依据。 进水温度：5～40℃ 进水流量：50m3/h 水处理系统回收率：40% 3.3、海水淡化水处理产水 海水经淡化后的水质满足甲方所提要求： 产水流量：20m3/h 脱盐率：≥98%（视情况而定） 产水水质：矿化度≤500mg/L 工作压力：＜7.0MPa 3.4、海水淡化水处理电源 电压：380V/50Hz/三相 功率：95KW/台(单台10 m3/h海水淡化系统) 防护等级：IP55 防爆等级：ExdIIBT4 3.5、海水淡化水处理工作环境 环境温度：0～45℃ 空气湿度：20～95%
作者：Abao005 浅析反渗透在海水淡化中的应用 摘要：海水淡化自古以来就是人们梦寐以求的，现在已经变为现实，尤其是近几年来，反渗透技术由于其投资少、能耗低、成本便宜、建设周期短等优点。已多次在国际海水淡化会化招标中胜出。本文主要介绍反渗透技术的发展，介绍了膜、组器、设备以及应用工艺的创新性开拓，其中包括不对称膜、复合膜。 关键词：海水淡化，渗透，反渗透，膜分离
引言 海水的组成很复杂，已知海水中含有80 多种化学元素，主要以离子形式存在。在海水浓缩、结晶过程中，则以盐的形式析出。其中Cl -，Na +，Mg 2+等11 种含量超过1 ×10 - 6的元素是海水的主要成份，占海水总含盐量的99.58% 。此外，海水中还存在某些同位素，重要的有氢的同位素氘等。海水中也溶解有多种气体，含量最多的为二氧化碳、氮和氧。空气中的稀有气体氩、氦和氖，在海水中也有微量存在。溶解在海水中的二氧化碳，与淡水中的情况不同，淡水中的二氧化碳主要是以游离状态存在，可用煮沸或减压等方法驱除。海水中的二氧化碳除少量是游离状态外，主要是以碳酸根及碳酸氢根形式存在，需加入强酸方可逐出，用一般的方法难以驱逐。海水中还含有各种数量不等的无机和有机悬浮物，因此要从海水中提取淡水并不是一件很容易的事。 世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。反渗透法于20世纪70年代起用于海水净化，经过几十年的发展，随着反渗透膜性能提高、预处理技术进步、能量回收率的提高等，已成为投资最省、成本最低、应用范围广泛的海水淡化技术，也是目前最清洁的方法。 一、反渗透简介 反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。 反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为： N＝Kh(Δp－Δπ) 式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为：
国内反渗透膜技术应用以及市场现状 作者：佚名文章来源：点击数：1576 更新时间：2006-11-21 文章摘要：中国膜行业最具影响力的国际盛会——第七届中国国际膜与水处理技术暨装备展览会在北京中国国际贸易中心刚刚落下帷幕。来自美国、德国、意大利、荷兰、日本、韩国、香港等十几个国家和国内各省市行业单位参展。参展的中外知名企业有陶氏化学（中国）投资有限公司、美国IONPURE、美国海德能公司、科氏滤膜系统有限公司、日本东丽（中国）投资有限公司、(株)世韩公司、唯赛勃环保材料制造（上海）有限公司、哈尔滨乐普实业发展中心、大连宇星净水设备有限公司、汇通源泉环境科技有限公司等公司。展品范围集膜与处理技术暨装备为一体，集中展示...... 中国膜行业最具影响力的国际盛会——第七届中国国际膜与水处理技术暨装备展览会在北京中国国际贸易中心刚刚落下帷幕。来自美国、德国、意大利、荷兰、日本、韩国、香港等十几个国家和国内各省市行业单位参展。参展的中外知名企业有陶氏化学（中国）投资有限公司、美国IONPURE、美国海德能公司、科氏滤膜系统有限公司、日本东丽（中国）投资有限公司、(株)世韩公司、唯赛勃环保材料制造（上海）有限公司、哈尔滨乐普实业发展中心、大连宇星净水设备有限公司、汇通源泉环境科技有限公司等公司。展品范围集膜与处理技术暨装备为一体，集中展示了国内外最新的膜与水处理技术暨装备成果和最新产品。 近年来，发展迅速，在电力、冶金、石油石化、医药、食品、市政工程、污水回用及海水淡化等领域得到较为广泛的应用，各类工程对及其装备的需求量更是急速增加。另外，国家和政府相关部门的高度支持和重视，给膜行业的发展也带来了前所未有的机遇。 我国反渗透膜市场现状 我国从60年代开始研制反渗透膜（中空、卷式），当时的技术水平几与世界水平相距不远，但由于原材料及基础工业条件限制，生产的膜元件性能偏低，生产成本高，还没有形成规模化生产。随后若干年中，国内水平逐步落后于国际水平，自80年代开始引进国外膜生产线。目前尚有4～5家企业具有一定生产能力，但在国内膜市场中的占有率非常低。美国海德能公司(Hydranautics / Nitto Denko)与美国陶氏化学公司(Dow Chemical / Film tec)的膜产品占据了我国约80%的市场份额，其余国外膜厂商，如美国Koch / Fluid S ystem、Osmonics / Desal、韩国世韩(csm / Saehan)、日本东丽(Toray)等公司共占据了约20%的市场。由此可见，具有大规模生产能力的国际卷式膜厂商无一例外地登陆了国内市场，并占有一席之地。 各类卷式膜在我国国内销售额自1996至2001年约分别为200、500、800、1000、150 0、2500万美元，2002年的销售额估计为3000万美元。全球反渗透膜销售额2001年约为5亿美元，排除地区价差与品种价差，国内膜销售数量约为全球销售数量的10%。国内新兴的膜生产企业陆续建成投产，其产品的面市将使得膜市场的竞争更加剧烈，而国内的相关下游产业将是最大的收益者。 就反渗透膜的形式而言，中空膜、管式膜、板式膜的市场相对狭窄，致使美国杜邦公司(Du Pont)已经停止其中空膜的生产，日本东洋纺(Toyobo)的中空膜在国内的销量也极其有限，而因卷式膜的预处理要求低、处理水源范围宽、应用范围广泛、市场巨大，使卷式膜几成反渗透膜的代名词。在膜材料方面，由于醋酸纤维膜的工作压力高、脱盐率低等缺陷，已基本退出市场，低压与超低压芳香聚酰胺复合膜已成为市场的绝对主流。而膜产品的发展动向，是朝着低污染膜、正电荷膜、钠滤膜等多品种多用途方向发展。
海水淡化 工艺设计方案 姓名：董福林 所在班级：海化13-1 学号：201338042113 二○一四年十二月
目录 1.方案方法选择 2.原理介绍 3取水方式 4 海水预处理 5加药装置的选择 6反渗析主机介绍 7管道选择
8工艺流程图 9结语 方案方法选择 海水淡化技术种类很多，有蒸馏法（多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏等）、膜法（反渗透、电渗析、膜蒸发等）、离子交换法、冷冻法等，但适用于大规模淡化海水的方法只有多级闪蒸、多效蒸溜和反渗透法 反渗透法与现有其他分离方法（如蒸发、冷冻等）相比，具有相态不变、无需加热、设备简单、效率高、占地小、操作方便、能量消耗少、适应性强等显著特点。而且采用反渗透技术不会造成环境的二次污染，排污费用较低，容易达到环保要求，制水成本可大幅度降低，易于大规模工业化生产。 原理介绍 当向浓溶液一侧施加一个大于渗透压的外压时，浓溶液中
的水就会通过半透膜流向稀溶液，使浓溶液的浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为反渗透渗。反渗透是非自发过程 取水方式的确定 在海水淡化系统中，取水方式对海水的预处理有较大的影响。如果考虑因素不全面，会严重影响反渗透的效果，给保安过滤器及反渗透膜堆增大工作负荷。 取水方式应考虑如下因素：取水位置的选择；台风对取水设施的影响；从取水处输送至预处理系统的方式方法；取水泵的选择（潜水泵或端吸泵等）；海潮对取水水位的影响；海水温度的变化；海水的腐蚀性；海水中微生物、细菌、藻类等。 考虑以上因素后，一般有如下四种取水方式：海滩井取水；表层海水取水；海床过滤取水；海滩水平暗渠取水。具体采用何种取水方式，要在综合考虑各种因素后才可确 海水预处理 微滤和纳滤技术用于海水预处理海水不仅硬度高，且水中的悬浮物、胶体物质、微生物、细菌等会使膜受到污染、侵蚀，水的温度、pH值、余氯含量、压力等参数的变化也会影响膜的性能，所以给水预处理对反渗透安全运行是至关重要的。传统的常规海水预处理包括：灭菌沉降、过滤、软化、脱气等，需要多
反渗透膜的应用 2020.04.24
反渗透膜的应用 1.纯水和超纯水的制备： 纯水和超纯水是现代工业中一种十分重要的原材料，已被广泛应用于半导体微电子、电力、化工和医药等领域。目前，利用反渗透膜技术生产超纯水的工艺已经很成熟，反渗透膜能够有效地降低水的电导率和其中总溶解性固体的含量，对大部分盐类成分的截留率超过95%，并且水通量大。虽然也出现了膜污染问题，但是通过化学清洗的方法可以有效地解决。在纯水和超纯水的制备中，主要应用醋酸纤维膜。 2.食品工业： 反渗透膜在食品工业中主要应用于牛奶加工、果汁加工及酒的加工等。反渗透还可应用于酿酒过程，制备低酒精度产品。与限制发酵、蒸馏脱醇等方法相比，反渗透法能克服发酵产品中残糖高、蒸馏法有蒸煮味等风味缺陷，得到高品质的无醇啤酒，且投资和运行等费用也不高。冯凌蕾等运用反渗透法对普通啤酒进行脱醇后，酒精度达到0.5%(体积分数)以下，除含酒精量较低外，仍具有普通啤酒的色、香、味，满足无醇啤酒的标准。
3.医药行业中的应用： 高分子分离膜在医疗卫生上的应用非常广泛。从医药用纯水的制备和蛋白质酶、疫苗的分离、精制及浓缩到人工肝、人工肺、人工肾等人工脏器都是以高分子膜作为分离过程的核心组件。聚丙烯腈是少数已临床使用的合成高分子膜之一，同再生纤维素膜相比，聚丙烯腈膜对中等分子质量物质的去除能力强，超滤速率是前者的数倍。日本的Asahi医学公司首先将聚丙烯腈膜中空纤维化，并用于血液透析和血液透析过滤，并通过了临床应用。 4.化工工艺的浓缩、分离、提纯中的应用 膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作(如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换树脂等)相比较，过程中大多无相变化，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小等特点。因此反渗透膜广泛应用在化工工艺的浓缩、分离、提纯中。杭州沃腾公司通过多年服务于植物提取的经验，成功设计生产出可以实现微滤澄清和超滤除蛋白、鞣质和脱色效果的膜，并解决了膜污染堵塞难题，膜透过水可以回收利用到前提取工序，减轻环保压力。 5.锅炉补给水的除盐软化
反渗透海水淡化技术的发展 海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。早在50年代，为解决“水的危机”，美国从52年起专设盐水局，74年后转为资源技术局，不断推进水资源和脱盐的技术进步，其中反渗透法海水淡化（SWRO）就是1953年据膜和海水界面有一纯水层而提出的。 l、前言 水是生命的源泉，是社会和经济发展的命脉，是人类宝贵的不可替代的自然资源。当前缺水已成为世界性问题，成为制约社会进步和经济发展的瓶颈，解决水资源的供需矛盾，对我国的可持续发展是非常迫切的和重要的。我国沿海地区仅占全国土地面积的15%，人口的40%，但创造着60%以上的社会总产值，和全国一样，沿海，特别是北方地区以及岛屿的供水严重不足，形势严峻。沿海地区有丰富的海水资源，用海水淡化技术向大海要淡水，满足沿海城镇和岛屿对淡水的需求或紧缺需求，是自古以来人们所梦寐以求的，现在已变为现实。反渗透海水淡化不仅技术上完全可行，而且在许分情况下是经济的。 2、反渗透的发展概况 海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。早在50年代，为解决“水的危机”，美国从52年起专设盐水局，74年后转为资源技术局，
不断推进水资源和脱盐的技术进步，其中反渗透法海水淡化（SWRO）就是1953年据膜和海水界面有一纯水层而提出的；73年日本通产省下设造水促进中心，专门研究的脱盐技术，欧洲则在尤里卡等计划下推动海水淡化的发展，它们也都以膜法为重点。经过近50年的研究、开发和产业化，SWRO自70年代进入海水淡化市场之后，发展十分迅速。RO用膜和组件已相当成熟，组件脱盐率可高达99.5%以上，有约20年的经验积累，SWRO工艺过程也逐渐成熟，近年来，功交换器和压力交换器的开发成功使能量效率都高达90%以上，从而使SWRO的本体能耗在3kWh/m3淡水以下，成为从海水制取引用水最廉价的方法，进一步增强了SWRO的竞争力。 近几年来，在国际海水淡化中，SWRO以投资最低，能耗最省，成本最低，建造周期短等优势而屡屡中标。SWRO所以能如此成功，与其在膜、组器、设备和工艺等方面的创新性开拓是分不开的。下面是着几方面的简要的发展概况： 3、反渗透的一些重大的创新进展 3.1反渗透膜的进步 在反渗透膜发展的历史中，不对称膜和复合股的研发是创新的两个范例。
反渗透法淡化海水厂 专业: 班级: 姓名: 指导老师: 《化工原理》课程设计 任务书 设计一个日产500吨级的海水淡化工厂。画出工艺流程、设备配置图。要求：（1）采用反渗透法。 （2）进水管道，处理间，输出管道，设备室，尾水管道等。 （3）海水采样，外部供电。 （4）计算成本。 一、题目及专题
1、题目：反渗透法淡化海水厂课程设计 2、专题：半透膜加压进行海水淡化 二、设计依据、条件 1. 半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了，因此叫做反渗透，或逆渗透。 2、生产能力：自定 3、设备形式：海水淡化泵 4、以及工化工生产的其他网上资料 5、指导老师，三名同学，电脑，绘图工具 三、设计项目、要求 1、选择（或设计）生产规模，进行成本计算。 2、要求：说明书一份，工艺流程图一张，设备结构或工作原理示意图1—2张 学校： 学院： 班级： 组长： 组员： 日期： 指导老师：
目录 1.前言 -------------------------------------------------------- --------------------1 2.设备选取及研究 ----------------------------------------------------------- ---3 2.1降低海水淡化费用的预处理方法 --------------------------------3
2.2海水反渗透系统的能量回收装置及其功效 ---------------------5 2.3高压泵选型的优化---------------------------------------------------7 2.4海水淡化反渗透复合膜元件的制备 -----------------------------10 3.反渗透设备及参数，流程图 ------------------------------------------------12 1.反渗透设备 ---------------------------------------------------------------12 2．产品参数 ------------------------------------------------------------------13 3．设备功能 ------------------------------------------------------------------14 4.工艺流程图 ---------------------------------------------------------------15 5.应用领域 -----------------------------------------------------------
2000吨/日反渗透海水淡化工程 项 目 建 议 书 杭州水处理技术研究开发中心
目录
第一节概述1.1项目背景 1.2水资源现状 1.3建设海水淡化项目的必要性和意义
第二节工艺技术初步方案 2000m3 /d反渗透海水淡化工程分为四部分，即海水取水、海水一级预处理、海水二级预处理、反渗透海水淡化及产品水后处理供水。整体工程的技术路线如下： 海水冷却水池—→海水取水—→水力澄清池—→重力无阀滤池—→中间海水池—→海水增压泵—→多介质过滤器—→保安过滤—→高压泵+能量回收装置+压力提升泵—→反渗透海水淡化装置—→产品水后处理—→产品水池—→供水泵—→自来水管网。 2.1海水取水 取水量为240 m3/h，取得的海水通过管道送到位于工程现场的水力循环澄清池。 2.2海水一级预处理 海水一级预处理部分由水力循环澄清池、重力式无阀滤池及液氯、混凝剂和助凝剂自动投加设备及中间海水池组成，设计处理量为240m3/h。 由于海水水源为表层海水，海水中存在大量微生物、藻类和细菌，细菌、藻类繁殖和微生物的生长会直接影响反渗透海水淡化系统及工艺管道件的正常运行。因此，本设计采用投加液氯杀菌灭藻方案。投加量为2-3mg/l，投加点设在水力澄清池前的海水输水管上。 由于海域周期性涨潮、退潮的影响，海水中夹带大量的泥沙，浊度高，设计中采用两级预处理方案，海水一级预处理由水力澄清池、重力无阀滤池组成。目前国内外海水淡化工程多采用铁盐作为海水预处理系统中的混凝剂。由于海水比重较大、铁盐生成的矾花比重大在海水中易于沉降，本设计选用三氯化铁作为混凝剂，预计投加量视海水浊度变化在40-80mg/l之间：骨胶为助凝剂，投加量为2-3mg/l。经海水一级预处理，要求海水浊度降到3-5度以下，进入中间海水池。中间海水池系过渡性水池，要求有30分钟的储水量，初步确定中
反渗透海水淡化系统改善措施探究 发表时间：2019-10-23T15:01:21.600Z 来源：《基层建设》2019年第21期作者：宗磊[导读] 摘要：海水淡化能够为现有的水资源提供补充措施，在一定程度上缓解一些地区缺水的状况。 天津大港新泉海水淡化有限公司天津市 300270摘要：海水淡化能够为现有的水资源提供补充措施，在一定程度上缓解一些地区缺水的状况。特别是在很多岛屿以及中东地区，海洋淡化水已经成为基本的水源。因此，在这样的情况下，反渗透海水淡化系统改善显得非常重要。 关键词：反渗透；海水淡化系统；改善措施引言 随着中国社会经济的快速发展，虽然我国反渗透海水淡化系统各项功能已经有了明显改善，但是现阶段依然存在很多问题亟待解决。海水淡化工程水资源系统是系统性和综合性的系统，与多方面因素都有紧密联系。 1、反渗透海水淡化技术概述 所谓海水淡化技术，主要是把海水中的盐分出去，提取其中的淡水的一种技术。在经过了半个多世纪的研究和不断发展，这项技术已经显得比较成熟，把海水淡化已经在世界的各个地方都基本实现。特别是在一些海湾比较缺水的地区，更是需要这项技术。在当前的海水淡化技术中，有反渗透、多级闪蒸、多效蒸发和压汽蒸馏等。就反渗透技术来说，虽然出现的相对比较晚，但是有一个最大的特点就是采用膜处理技术，与其他海水淡化技术相比，能耗比较低，也比较节能环保。所以，在未来一段时间，海水淡化处理技术的核心将会是反渗透海水技术，这种技术将发挥关键性的作用。 反渗透技术，英文名称是“REVERSE OSMOSIS”缩写为“RO”。是在20世纪60年代发展起来的一项技术，属于目前比较先进和节能环保的技术，主要是采用反渗透膜在外界压力作用下使溶液中的溶剂与溶质进行分离，从而很好的去处水中的杂质和盐分，净化海水，提取淡水。 1.1优点 ①海水淡化使用的反渗透技术属于一种膜处理技术，基本上具有膜应具有的优点，比如能耗比较低，环保性能好，对于热敏感物质的分离效果比较明显等，应用的范围也是比较广的，而且应用设备相对比较简单，维修起来也比较方便。运营的费用相对其他技术是比较低的，设备还比较容易定型，具有比较强的自控能力，在经营管理的时候比较方便，这样更加有利于产业化经营。 ②反渗透膜的孔径不大，一些细微的生物病菌都没有办法通过反渗透膜，而且，这个膜还可以更好的处理一些有机物和一些微粒。所以，利用反渗透技术进行海水淡化，淡化出来的水质是比较好的，完全可以达到饮用水的标准。 ③反渗透技术的原动力是压力的分离，其设备构造比较紧凑，设备的体积也不大，单位体积内产水的量也比较高，占地面积不大，而且在操作起来比较简单，属于自动化程度比较高的技术。 1.2缺点 ①对于反渗透膜来说，对于水质的要求是比较严格的，所以，在进液淡化水之前要对原有的水质进行一个相对比较严格的处理，比如，采用微虑超滤膜等一些过滤方法。尽可能的不要污染透膜，避免微孔的堵塞。 ②在反渗透运行中，过滤器R.O.膜元件更换频率相对比较高，这样就在无形中增加了处理费用，而且运行的时候噪音是比较大的。 ③海水中有一些难以溶解的盐分和一些悬浮物以及化合物等杂质，所以，反渗透装置在长时间使用之后，就会有裇污垢堵塞住。所以，需要在一定时间内用特定的清洁剂对其进行清洗，从而把膜组件的性能恢复到原有状态。为了避免反渗透透膜上产生细菌，需要定期对其进行消毒处理。 ④当前我国海水淡化的产业规模还不是特别大，一天的产量之占据世界的1%左右，海水作为冷去水的用量也只占据世界的6%左右。对于沿海地区来说，自来水的价格是偏高的。由于大规模的海水淡化技术还不太成熟，没有任何法律法规可以遵循也是其中的原因，那些有条件利用海水但是却没有利用的情况时有发生。 2、反渗透海水淡化系统优化措施 2.1优化反渗透海水淡化系统 反渗透海水淡化系统根据工序的不同可分为四个部分：预处理系统、高压给水系统、膜组件、后处理系统。 2.1.1预处理系统 在实践中，海水中存在大量硫酸盐、硅酸盐等难溶于水的盐、泥沙，真菌、霉菌、藻类等微生物以及其他杂质。如果未经预处理的海水直接通过膜组件，这些污染物将会直接被半透膜膜体截留，致使膜体短时间内受到严重污染，甚至产生损害，破坏膜系统的长期稳定运行，将导致频换更换膜组件，造成经济成本过高。因此，考虑到系统的长期稳定运行，防止膜组件系统被快速污染甚至被破坏，造成膜组件更换频繁，使经济成本过高，在海水在进入在膜组件前，相关人员必须进行相应严格有效的预处理工艺，以保护膜组件及整个系统安全有效的运行。比如，工程预处理系统按工序及作用的不同可分为二级和一级预处理系统。其中，一级系统主要包括预处理斜管沉淀池、清水池、絮凝沉淀池、加药系统、无阀过滤池等。一级系统的作用是除去伤害膜组件的、对膜组件产生严重污染的有害物质，比如海水中的悬浮有机物、细菌、微生物、泥沙、胶体等。 2.1.2高压给水系统 在实践中，高压给水系统主要由三个部分组成：增压泵、高压泵、能量回收装置，是反渗透海水淡化工程的主要能耗模块。高压泵是反渗透海水淡化系统的主要能耗部件，反渗透过程的水分子通过渗透膜的驱动力是由高压泵来提供，高压泵是反渗透海水淡化工程高压給水系统的心脏。高压泵的电耗占高压给水系统能耗的90%以上，占制水成本的70%以上，因此当反渗透海水淡化系统中膜组件已经选定的情况下，海水淡化高压泵的效率、运行方式将直接决定反渗透海水淡化系统的能耗指标。能量回收系统是高压给水系统的另一重要组成部分。在实践中，海水经过膜系统后所得的浓水仍然具有很高的压力，如果系统不能将这部分浓海水中的能量加以回收利用的话，将造成极大的能量浪费。使用能量回系统将这部分浓海水中的能量加以回收利用，可有效的降低系统的总能耗，从而极大降低单位产水能耗。另外，能量回收装置采用ERI的PX能量回收装置，该装置在膜组件因老化、污染，海水温度波动和盐度波动等外部因素影响系统回收率的情况下，该装置的回收效率也能基本保持不变。
1 前言 1.1 概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2 水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下： 分析报告
1.3 海水淡化规模
根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2 海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。 2.1 蒸馏法淡化技术 2.1.1 多级闪蒸(MSF) MSF是蒸馏法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1。 图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程 多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该
1刖占1.1概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下： 分析报告
1.3海水淡化规模
根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合 2x1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2x104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40x1。伽％海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的 2 x104m3/d规模和规划容量的40x 104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸镭法（俗称热法）和反渗透法（俗 称膜法）。蒸镭法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效蒸镭（LT-MED）技术。 2.1蒸镭法淡化技术 2.1.1多级闪蒸（MSF） MSF是蒸馆法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸（MSF）海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1 。 图2-1盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程 多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热
反渗透膜在海水淡化中的应用 发表时间：2017-03-17T11:28:33.787Z 来源：《科技中国》2017年1期作者：郑祎晴 [导读] 本文介绍了目前几种反渗透膜作用机理，反渗透膜在海水淡化中的工程应用与其发展趋势。 （北京市海淀实验中学，北京100160） 摘要 全球淡水资源短缺是一个普遍问题，海水淡化可以有效解决目前淡水资源短缺的困境。在海水淡化处理中，利用反渗透膜进行海水淡化是高效的具有光明前景的一种处理方法。本文介绍了目前几种反渗透膜作用机理，反渗透膜在海水淡化中的工程应用与其发展趋势，并对未来的发展方向做了展望。 关键词：海水淡化反渗透膜作用机理 一、引言 目前，水资源危机已经成为各个国家面临的全球性问题，干净的适用于生活与生产的淡水资源不断被消耗，在许多地方，水资源的需求量已经远远超过了自然能够提供的量。淡水资源是新世纪重要的稀缺资源，其也成为了各国经济与社会可持续发展的多方面的战略热点。地球上有97%的水资源蕴藏在海洋中，解决目前淡水资源短缺的最有效的方法为海水淡化。而利用反渗透膜进行海水淡化是高效的具有光明前景的一种处理方法。20世纪70年代后，反渗透海水淡化技术逐渐走进人们的视野，相应技术与工程应用发展十分迅速。如今，反渗透技术已经取得了令人瞩目的成果。目前反渗透膜与组件的生产已经相当成熟，膜的脱盐率能够达到99.8％，脱硼率达到95％，水通量大大增加，抗污染和抗氧化能力也不断提高[1]。 二.反渗透膜作用机理 反渗透又称逆渗透，是一种膜分离操作，其推动力为压力差，将溶剂从溶液中分离出。膜一侧的溶液被施加压力后，其压力大于本身的渗透压，溶液就会与自然渗透的方向相反，做反向渗透，这样在膜的低压一侧得到所谓“渗透液”；而在高压的一侧得到浓缩液。用反渗透技术淡化海水，就可以在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到浓水。海水盐度越高，所需压力越大，所耗能量也越高[2]。 作为反渗透膜海水淡化技术的核心，研究反渗透膜的作用机理对于改进反渗透膜的功能，提高反渗透效率具有指导作用。随着反渗透膜的发展，迄今为止，提出过的反渗透膜脱盐理论包括氢键模型、优先吸附毛细管流动模型、溶解扩散模型等。其中溶解扩散模型、优先吸附毛细管流动模型是目前工程中被广泛应用的模型。 2.1反渗透膜脱盐机理 2.1.1氢键 氢键模型最早由Reid等最早提出[3]，该模型针对的是第一代醋酸纤维酯膜。此模型认为在氢键作用下，水分子和膜材料上的活性基团可以结合为类似“冰”形状结构的结合水。在压力下，结合水从一个氢键位置迁移到另一个相邻的氢键位置并与之形成新的氢键。易形成这种结合水的材料适于反渗透要求。 2.1.2 优先吸附毛细管流动模型 优先吸附—孔流膜型是由Sourirajan等构建[5]，他们认为反渗透膜表层是非均匀有孔的，在盐水溶液和聚合物多孔膜接触的情况下，如果在此界面上有择优吸附水而排斥盐的性质，则会形成一负吸附层。纯水的输送可通过膜中的小孔来进行。膜表面具有合适的化学性质及合适尺寸的孔径和孔数是反渗透成功的两个必不可少的条件。反渗透膜的表层应尽可能的薄以减小液体流动的阻力，膜的整个孔结构必须是非对称的。 2.1.3 溶解扩散理论 溶解扩散理论的基本出发点是假设膜是理想无缺陷的膜，水和溶质的透过可基于一个简单的均匀扩散模型用分子扩散来描述。水和溶质的透过分两个阶段完成。首先水和溶质溶解进入到膜材料中，之后水和溶质在膜中进行扩散作用。实际上膜一般都具有某些缺陷，它们对水的透过没有什么影响，但对盐的透过则有显著影响，使盐的流速不仅和浓度有关，而且与压力有关。此外，如果膜有高的水吸收作用，则会有高的水渗透性和盐渗透性，反之亦然[3]。水在膜中的分布状态也是相当重要的，它还可能影响溶质在膜中的状态。 在溶解扩散模型的经典理论基础之上，许多人提出了改进的理论模型。Sherwood等提出了不完全的溶解-扩散模型（SDIM），这是由于膜的固有缺陷。Burghoff等则考虑压力与溶质化学势的关系，提出了扩展的溶解-扩散模型（ESDM）。王一鸣等考虑了溶质体积压力驱动项对反渗透膜中溶质迁移的影响，提出了一个半经验的改进的反渗透膜溶解-扩散模型（MSDM）[4]。 2.1.5.其他学说 另外一些解释反渗透膜作用机理的学说包括吸附扩散模型、膜内孔隙开闭学说、Donnan平衡理论、基团贡献模式、水离子通道蛋白模式等。 2.2反渗透膜脱除有机小分子机理 最初普遍认为，有机溶质的脱除只是由于筛网效应，其脱除率主要与分子量大小和形状有关。由于有机物的分子不能被膜的表面排斥，又由于有机物倾向于降低溶液与膜之间的表面张力，一些分子量小于100的有机物容易通过膜的孔隙。分子量在100-200之间的有机物可以通过膜小半，分子量在200以上的有机物则基本上可以100%去除。 三.反渗透膜工业发展与工程实例 3.1反渗透膜工业发展 反渗透膜的发展已经经历了三个阶段，第一代反渗透膜是均质膜，已在实际应用中被淘汰；第二代反渗透膜是用 L-S制膜工艺制造的非对称膜，目前仍在一定范围内应用；第三代是复合型反渗透膜，目前广泛应用在各个领域。 3.2国内外反渗透膜海水淡化应用工程 二十世纪七十年代反渗透技术应用到海水淡化以来，反渗透法海水淡化的发展十分迅速。目前全球海水淡化设备年均市场容量约40亿
反渗透膜技术在我国的应用与发展 给排水081班张宝 6002208038 【摘要】：反渗透水处理技术是当代先进的水处理脱盐技术，其应用领域越来越广泛。它应用于电力、化工、石油、饮料、钢铁、制药、电子、市政、环保等行业，即应用于生产锅炉补给水和引用水、淡化海水、制备电子级超纯水，也用于废水处理、物质回收与浓缩的分离过程等领域。反渗透低压膜、超压膜的使用，大大地降低率运行成本，尤其是电力费用，并更新了人们的观念，以至于认为对水中含盐量超过100mg/L,的原水采用反渗透作为预除盐也是经济合理的（DL/T 5068 《火力发电厂化学设计技术规格》条文说明中指出，在美国的价格条件下，原水总溶解固形物大于75mg/L时，采用反渗透除盐是经济的。）它的使用，极大地延长了传统的离子交换设备的再生周期，减少了酸碱的排放量，有利于当地的环境保护。它即可大大降低运行人员的劳动强度，又可以进一步提高整个水处理工艺的运行和自动化强度。是水处理工艺发展的方向之一。 【关键词】：反渗透膜 CA 反渗透预处理膜清洗低压膜超压膜近来，物理化学处理技术、光照射技术及膜过滤技术已形成三大水处理技术。在这些技术中引人注目的是膜分离法污水处理技术[1]。膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分混合物的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。而反渗透膜分离技术作为当今世界水处理先进的技术，具有清洁、高效、无污染等优点，已在海水淡化、城市给水处理、纯水和超纯水制备、城市污水处理及利用、工业废水处理、放射性废水处理等方面得到广泛的应用。 膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作(如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换树脂等)相比较，过程中大多无相变化，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小等特点。膜分离技术应用到污水处理领域，形成了新的污水处理方法，它包含微滤(MF)、超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、纳滤(NF)、和反渗透(RO)等。 反渗透膜发展概况 渗透现象是法国人于250多年前发现的，自此以后人民开始围绕这种现象展开了广泛的研究，1867年美国佛罗里达大学提出了反渗透海水淡化的概念，1953年醋酸纤维素膜的脱盐能力被reid和bretom等人证实后，loed 和sourirajan 与1960年研制成功了世界上第一张高脱盐率、高通量的不对称醋酸纤维素（CA）
吨日反渗透海水淡化工程项目建议
2000吨/日反渗透海水淡化工程 项 目 建 议 书 杭州水处理技术研究开发中心
目录 第一节概述 (2) 1.1项目背景 (2) 1.2水资源现状 (2) 1.3建设海水淡化项目的必要性和意义 (2) 第二节工艺技术初步方案 (3) 2.1海水取水 (3) 2.2海水一级预处理 (3) 2.3海水二级预处理 (4) 2.4反渗透海水淡化系统 (4) 2.5产品水后处理及供水 (5) 第三节原材料供应及外部配套情况 (7) 第四节工程设备投资估算 (8) 4.1设备投资概算 (8) 4.2土建及配套设施投资概算 (10) 第五节占地面积 (11) 第六节运行费用估算 (12) 6.1、运行费用估算 (12) 第七节项目实施初步计划 (13)
第一节概述1.1项目背景 1.2水资源现状 1.3建设海水淡化项目的必要性和意义
第二节工艺技术初步方案 2000m3 /d反渗透海水淡化工程分为四部分，即海水取水、海水一级预处理、海水二级预处理、反渗透海水淡化及产品水后处理供水。整体工程的技术路线如下： 海水冷却水池—→海水取水—→水力澄清池—→重力无阀滤池—→中间海水池—→海水增压泵—→多介质过滤器—→保安过滤—→高压泵+能量回收装置+压力提升泵—→反渗透海水淡化装置—→产品水后处理—→产品水池—→供水泵—→自来水管网。 2.1海水取水 取水量为240 m3/h，取得的海水通过管道送到位于工程现场的水力循环澄清池。 2.2海水一级预处理 海水一级预处理部分由水力循环澄清池、重力式无阀滤池及液氯、混凝剂和助凝剂自动投加设备及中间海水池组成，设计处理量为240m3/h。 由于海水水源为表层海水，海水中存在大量微生物、藻类和细菌，细菌、藻类繁殖和微生物的生长会直接影响反渗透海水淡化系统及工艺管道件的正常运行。因此，本设计采用投加液氯杀菌灭藻方案。投加量为2-3mg/l，投加点设在水力澄清池前的海水输水管上。 由于海域周期性涨潮、退潮的影响，海水中夹带大量的泥沙，浊度高，设计中采用两级预处理方案，海水一级预处理由水力澄清池、重力无阀滤池组成。目前国内外海水淡化工程多采用铁盐作为海水预处理系统中的混凝剂。由于海水比重较大、铁盐生成的矾花比重大在海水中易于沉降，本设计选用三氯化铁作为混凝剂，预计投加量视海水浊度变化在40-80mg/l之间：骨胶为助凝剂，投加量为2-3mg/l。经海水一级预处理，要求海水浊度降到3-5度以下，进入中间海水池。中间海水池系过渡性水池，要求有30分钟的储水