【正文】 D 的排熱效引來的冷卻用海水，已經(jīng)過 一定程度加熱）。同時(shí)也脫除海水中的溶解 N2和剩余的 CO2。 反滲透法 對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理的效果反應(yīng)為 TSS、 TOC、 COD、 BOD、 LSI及鐵、錳、鋁、鋇、鍶等污染物水指標(biāo)的絕對(duì)值降低。而這些參數(shù)往往是相互制約的，如提高壓力，水通量則會(huì)增大，鹽濃 度差升高，容易結(jié)垢，鹽通量也同時(shí)增大；如果要在高水通量條件下運(yùn)行海水淡化系統(tǒng)，則很可能會(huì)造成不可逆的流量衰減現(xiàn)象。系統(tǒng)回收率直接影響到海水淡化 RO系統(tǒng)的投資費(fèi)用。前者如水力渦輪機(jī)和渦輪增壓器（ Turboccharger），其基本原理是高壓 水直接沖擊葉輪，使其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生機(jī)械能，同軸帶動(dòng)升壓葉輪將給水壓力升高；后者的壓力轉(zhuǎn)換器是依據(jù)錢伯斯（ Chambers）等壓原理設(shè)計(jì)制造的，是一種液 —液直接傳遞壓力的能量回收裝置，例如 :PX、 Kiic及 Dweer。料液加入阻垢劑后引入蒸發(fā)器溫度最低的效組中。 2. 多級(jí)閃蒸法 （ MSF） 將海水加熱到一定溫度后，引入到一個(gè)壓力低于海水所對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓的容器內(nèi)，部分海水迅速汽 化，冷凝后便可得到淡水；另一部分海水溫度降低，流入另一個(gè)壓力較低的閃蒸室，又進(jìn)行重復(fù)蒸發(fā)和降溫的過程。 濃水處理 當(dāng)前對(duì)于濃水處理的方法有以下兩種： ■ 濃縮海水直接排入大海 海水淡化后剩余的原海水成為濃海水，如果直接排放到海里，將對(duì)所排放海區(qū)的環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生一定的影響。至此，全部海水無廢液排入大海。 若采用后者，需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析后再確定是否可行。 ■ 系統(tǒng)流程：海水 混凝澄清 超濾 一 級(jí)反滲透 二級(jí)反滲透 ■ 總平面布置：玉環(huán)海水淡化工程的總平面布置中充分利用了循環(huán)水系統(tǒng)的取排水系統(tǒng)的布置，緊靠防浪大堤一側(cè)，自取水、混凝澄清、超濾過濾、反滲透制水、濃水排放，形成了完整流暢的布局。因此，該海水淡化系統(tǒng)采用了 2路進(jìn)水，一路取自循環(huán)水泵出口處（凝汽器入口側(cè)），一路取自虹吸井（ 凝汽器出口側(cè)），并根據(jù)原海水的水溫變化采用不同的進(jìn)水方式，基本保證水溫在 20~30℃ ，調(diào)整后維持在 25℃ 左右。1000型超濾膜。 在 DOW、Tory、 Hydranautics、科氏等幾個(gè)提供海水脫鹽膜元件的著名廠商中，前 3家的膜元件華能玉環(huán)電廠都使用過，認(rèn)為短時(shí)間運(yùn)行效果相差不大。 制水成本分析 表 5列出了華能浙江分公司海水淡化工程成本測(cè)算。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 Ashkelon海水淡化廠（ 反滲透法） 背景 Ashkelon 海水反滲透廠是世界最大的采用膜技術(shù)的海水淡化廠，項(xiàng)目造價(jià)近 元，每天生產(chǎn) 300,000立方米的飲用水。由于該廠提供的飲用水量是設(shè)想中的兩倍，因此該廠差不多由兩個(gè)獨(dú)立的部分組成，每個(gè)部分每天提供 165,000 立方米的飲用水。在預(yù)處理階段，采用硫酸亞鐵作為混凝劑和硫酸作為 pH 調(diào)節(jié)劑以便有效去除懸浮固體。這種慢濾速、長(zhǎng)停留時(shí)間和避免形成短流的配水和集水系統(tǒng)保證了過濾的高效率。 圖 5. 微孔過濾器 反滲透 過濾后的海水經(jīng)過高壓泵流向反滲透設(shè)備，這些設(shè)備與先進(jìn)的雙工作交換能量回收（ DWEER）設(shè)施聯(lián)系在一起。 第一個(gè)階段是傳統(tǒng)的海水反滲透系統(tǒng)，回收率大約是 45%。此階段的回收率是 85%。由于處于酸化環(huán)境，因此在高回收率和高濃水濃度時(shí)也不用擔(dān)心在膜 表面上會(huì)結(jié)垢。在這個(gè)階段采用高 pH值，以便去除在第二個(gè)階段中濃水中的硼。 制水成本是 確定最佳工藝和設(shè)計(jì)的一個(gè)主要考慮因素。 后處理 經(jīng)過多個(gè)階段的反滲透系統(tǒng)的處理，從硼和氯化物含量的角度來看，出水質(zhì)量已經(jīng)符合要求，而采用石灰進(jìn)行的后處理工作主要用于在將出水送入國(guó)家供水系統(tǒng)之前使之礦化。構(gòu)成海水淡化廠的兩個(gè)部分中每個(gè)都配有三個(gè)高壓泵，組成一個(gè)泵送中心，將海水通過共用管線送往各個(gè)反滲透裝置，另有一臺(tái)泵作為備用。 Ashkelon 高壓泵達(dá)到了最大限度的泵效率（最佳工況時(shí)達(dá)到 %）。 背景 ■ 海水淡化廠的擴(kuò)建：該項(xiàng)目是 AL Taweelah 海水淡化廠擴(kuò)建的一部分，該廠目前是世界上最大的海水淡化廠，日產(chǎn)水量為 。這種設(shè)計(jì)帶來更高的能量輸出，從而獲得更多收益，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。該廠每天的生產(chǎn)量達(dá)到 240,000 立方米，是采用 MED－ TVC技術(shù)規(guī)模最大的熱法海水淡化廠。每個(gè)裝置都由若干連接起來的蒸發(fā)器組成，壓力（和溫度）漸次下降。海水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽被用為下一道工藝的加熱介質(zhì)。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 六 .對(duì)我項(xiàng)目的建議方案 項(xiàng)目概況 ■ 東順石油化工有限公司大型煉油化工項(xiàng)目位于湛江市開發(fā)區(qū)東海島新區(qū)，島上水資源相對(duì)緊缺； ■ 根據(jù)開發(fā)區(qū)管委會(huì)的要求，需要公司建設(shè)一套日產(chǎn) 20萬噸淡化海水的海水淡化裝置； ■ 該海水淡 化工程是東順煉油化工項(xiàng)目的一部分，建成后將成為我國(guó)最大的海水淡化工程，也是世界上規(guī)模較大的海水淡化工程之一； ■ 該系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠，以保證本項(xiàng)目和園區(qū)內(nèi)其它工業(yè)企業(yè)的用水需要； ■ 出水水質(zhì)應(yīng) 符合 工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)； ■ 方案應(yīng)設(shè)計(jì)合理，能耗低，符合本項(xiàng)目要求。反滲透海水淡化技術(shù)發(fā)展很快，工程造價(jià)和運(yùn)行成本持續(xù)降低，主要發(fā)展趨勢(shì)為降低反滲透膜的操作壓力，提高反滲透系統(tǒng)回收率，廉價(jià)高效預(yù)處理技術(shù)，增強(qiáng)系統(tǒng)抗污染能力等。投資費(fèi)用比 MSF 省，但比反滲透（ RO）高，在投資許可及熱電和水結(jié)合生產(chǎn)純水的場(chǎng)合，可考慮采用。國(guó)際上，新加坡新泉 萬噸 /天反滲透海水淡化廠每噸海水淡化處理的成本為 新元（約 人民幣）；以色列 Ashkelon33 萬噸 /天反滲透海水淡化廠每噸海水淡化處理的成本為 （約 人民幣）。 反滲透法方案 本海水淡化水廠可以分為四個(gè)部分： ； ； ； 水處理。 預(yù)處理 我們必須對(duì)水源的化學(xué)組成和特性進(jìn)行深入了解，以保證最終設(shè)計(jì)能夠應(yīng)付最好和最壞的條件，這就 需要膜生產(chǎn)廠家在不同的時(shí)間對(duì)水源處（暫定為距離海岸 1~2千米的某處，）所取水樣進(jìn)行膜試驗(yàn)，最后選擇適合的膜，并通過海水水質(zhì)測(cè)試再確定更為合理的預(yù)處理方案 。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 ■ 由于膜在這里是污染物的絕對(duì)屏障， MF/UF濾液的高質(zhì)量可以保持穩(wěn)定。 ■ 與采用大量化學(xué)品的傳統(tǒng)工藝相比， MF/UF的濃縮廢液的處置比較容易。 ■ 投資費(fèi)用基本相當(dāng)，在一些情況下 較少。而且 高通量還有一個(gè)好處，可以將產(chǎn)水透鹽量減少 20%~50%。 因此，建議本項(xiàng)目采用兩級(jí)過濾，以重力濾池為一級(jí)預(yù)處理，超 /微濾作為二級(jí)預(yù)處理。 混凝劑（一般采用三氯化鐵 、 硫酸亞鐵 或其它合成的聚電解質(zhì) ）用來去除海水內(nèi)的膠體和細(xì)小顆粒以提高過濾器 的運(yùn)行效果。藥劑是一些專用有機(jī)合成聚合物，主要是為了阻礙微溶鹽類如 CaCO CaSO BaSO SrSO CaF2 的結(jié)晶生長(zhǎng)。這種慢濾速、長(zhǎng)停留時(shí)間和避免形成短流的配水和集水系統(tǒng)保證了過濾的高效率。在二級(jí)反滲透單元，投加氫氧化鈉（ NaOH）。 超濾（ UF）：能截流 。 最終選擇 MF還是 UF一般應(yīng)在膜產(chǎn)品中試后 予以確定。由于大型的海水淡化裝置只能采用多級(jí)離心泵，所以選擇高壓泵一般要考慮以下問題： 1)水泵的效率，應(yīng)選擇效率高的水泵，因?yàn)樾实母叩椭苯佑绊懴到y(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性； 2)選擇高效率覆蓋范圍廣的高壓泵，因?yàn)?RO的通量會(huì)衰減，水泵的工作點(diǎn)會(huì)漂移； 3)選擇揚(yáng)程變化時(shí)流量變化較小的高壓泵，因?yàn)橛绊?RO滲透壓的因素較多，水泵要在不同的工 作點(diǎn)工作，但是 RO產(chǎn)能及回收率變化不大； 4)選擇檢修維護(hù)容易的高壓泵。對(duì)應(yīng)不同回收率的模元件的 RO單元，一般 2段的配制（ 2:1排列）可 達(dá) 6090%的回收率。 對(duì)于本項(xiàng)目反滲透系統(tǒng)具體方案的選擇（幾級(jí)幾段）應(yīng)在考慮實(shí)際水質(zhì)情況、中試實(shí)驗(yàn)后預(yù)處理方案的選擇、預(yù)期達(dá)到的回收率以及不同方案的技術(shù) 經(jīng)濟(jì)性比較等各種因素后最終 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 確定。 ■ 瑞士 公司的 Pelton Wheel 透平機(jī)和 PumpGinard 公司的 Francis 透平機(jī) 水力透平機(jī)與高壓給水泵及給水泵電機(jī)同軸聯(lián)接，一般是高壓給水 泵雙出軸兩側(cè)分置電機(jī) 和透平機(jī)，也可以是電機(jī)雙出軸兩側(cè)分置水泵和透平機(jī)。 ■ 瑞士 公司的 DWEER 雙壓力容器功交換能量回收器 采用兩個(gè)大直徑液缸，其中一個(gè)液缸中高壓濃水推動(dòng)活塞將能量傳遞給低壓原海水向外排液，另一個(gè)液缸中供料泵壓入 低壓原海水補(bǔ)液并排出低壓濃水，兩液缸在 PLC 和濃水換向閥的控制下交替排補(bǔ)海水，實(shí)現(xiàn)把濃水能量轉(zhuǎn)換成原海水能量的回收過程， DWEER 需配備增壓泵提升初步升壓的原海水進(jìn)入 RO 系統(tǒng)，有物理活塞隔離濃水和原海水， DWEER 能量回收效率一般高于 92%。 經(jīng)過一段長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行周期，需要通過化學(xué)清洗來去除膜內(nèi)堆積的污垢。 至于 濃水利用 方案的可行性 大小以及它 與濃水直排方案 哪個(gè) 更加 可行， 還 要根據(jù)最終的可行性分析報(bào)告確定。 我國(guó) 80年代后新上的溴素廠均采用空氣吹出法 ，目前該法占 我國(guó)溴素生產(chǎn)的 90%， 水蒸汽蒸餾法占 10%。蒸餾出的溴蒸 氣 及部分水 蒸汽 由塔頂排出，進(jìn)入冷凝器 8。由精餾頂放出的溴蒸 氣 、氯氣及少量的雜質(zhì)氣體，一同進(jìn)入冷凝器 10 后，未被冷凝的氣體也進(jìn)入吸收塔 7， 進(jìn)一步吸收溴及氯，廢氣排空。含游離溴的原料液由氧化塔頂流出，進(jìn)入吹出塔 3；空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)由塔底吹入，氣、液在填料表面逆流接觸，游離溴被解吸出來，隨空氣由塔頂排出；廢液由塔底排出 （ 送往氯堿系統(tǒng) ） ，溴蒸氣 被堿液吸收，反應(yīng)生成 NaBr 或 NaBrO3。 ■ 氣態(tài)膜法海水鹵水提溴新技術(shù) 除上述兩種提溴技術(shù)外，我國(guó)“十五 ”期間研究的課題“ 氣態(tài)膜法海水鹵水提溴新技術(shù)” 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 已獲成功。 ■ 目前，在濃水溴含量、裝置生產(chǎn)規(guī)模、各種工藝技術(shù)所需投資額等因素均未知的情況下，暫時(shí)無法確定哪一種提溴方法更為經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)也不排除濃水提溴在我公司海水淡化后并不可行的可能性，所有這些都需在得到確定的數(shù)據(jù)并經(jīng)過確切的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析后才能確認(rèn)。其中南化股份是華南地區(qū)最大的氯堿企業(yè)，目前擁有 16 萬噸 /年燒堿、 6 萬噸 /年 PVC 生產(chǎn)能力，其燒堿產(chǎn)能占廣西地區(qū)的 75%左右，在華南地區(qū)形成了局部壟斷。另外，華南地區(qū)的電力形勢(shì)緊張，建設(shè)高能耗的氯堿企業(yè)必須考慮到 用電成本 問題。 離子交換膜法制燒堿 所 使用的陽離子交換膜有特殊的選擇透過性，只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過，即只允許 H＋ 、 Na+通過，而 Cl－ 、 OH－ 和兩極產(chǎn)物 H2 和 Cl2 無法通過，因而起到了防止陽極產(chǎn)物 Cl2 和陰極產(chǎn)物 H2 相混合而可能導(dǎo)致爆炸的危險(xiǎn)，還起到了避免 Cl2 和陰極另一產(chǎn)物 NaOH 反應(yīng)而生成 NaClO 影響燒堿純度的作用。都是根據(jù)過濾器、螯合樹脂和膜對(duì)鹽水的質(zhì)量要求而制訂的。另外，有機(jī)物附著在樹脂上面會(huì)使樹脂溶脹，所以有機(jī)物也必須除去。 單極槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但占地面 積較大；復(fù)極槽結(jié)構(gòu)緊湊，但比較復(fù)雜。 電解槽主要是由常極距、小極距向零極距發(fā)展 , 降低槽電壓和膜 電極一體化技術(shù)。 純水（在電解開始時(shí)，為增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，同時(shí)又不引入新雜質(zhì)，陰極室水中往往加入一定量 NaOH溶液）加入陰極室，通電后 H2O在陰極表面放電生成 H2， 陰極室發(fā)生反應(yīng)為2H++2e－ =H2↑；而 Na+則可透過離子膜到達(dá)陰極室生成 NaOH 溶液， 燒堿濃度達(dá) 30％以上 ， 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 可以直接作高純燒堿使用；也可根據(jù)需要進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。 工藝流程圖 圖 13. RO總 體 工藝流程 示意 圖 圖 法 （ 2： 1） RO 系統(tǒng)示意圖