【文章內(nèi)容簡介】 淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側(cè)，從而使海水一側(cè)的液面逐升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側(cè)高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側(cè)施加一大于海水滲透壓的外壓，那么海水中的純水將反滲透到淡水中。因為和自然滲透的方向相反，所以稱為反滲透。 海水淡化技術(shù)比較 蒸餾法海水淡化技術(shù)適用于小型設備，無法大規(guī)模生產(chǎn)，從化學工程角度，由于相對揮發(fā)度的關(guān)系，蒸餾法無法完全分離水和無機鹽，而且，蒸餾法投資高、占地大、需要大量的蒸汽，都要求與火電廠聯(lián)建，利用汽輪機低壓抽汽作為熱源，或者與低溫核能供熱站直接連接。 反滲透法與其他水處理方法相比具有無相態(tài)變化、常溫操作、設備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應范圍廣、自動化程度高和出水質(zhì)量好等優(yōu)點。反滲透法脫鹽率及產(chǎn)水純凈程度都比電滲析法高,出水水質(zhì)優(yōu)于我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》,對高氟低礦化度苦咸水通過反滲透法淡化,出水水質(zhì)可達到我國《飲用純凈水衛(wèi)生標準》。有資料表明,反滲透法淡化苦咸水的能耗———電耗、水耗均低于電滲析法,而且反滲透法設備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運行效果穩(wěn)定可靠、符合“清潔生產(chǎn)”要求,反滲透法是較其他方法更為合理、有效的苦咸水淡化方法。采用反滲透法對不同含鹽量的苦咸水進行脫鹽淡化,淡化過程中,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。系統(tǒng)的脫鹽率達96 %以上,淡化水水質(zhì)達到國家生活飲用水標準。反滲透系統(tǒng)苦咸水淡化裝置具有較強的適應性,可根據(jù)原水的水質(zhì)情況,調(diào)整運行參數(shù)來實現(xiàn)對不同含鹽量的苦咸水連續(xù)進行處理。該裝置高度集成化,可望成為定型的成套設備。反滲透技術(shù)是當今較先進、較穩(wěn)定且有效的除鹽技術(shù)。工藝簡單、操作方便、易于自動控制、無污染、運行成本低。反滲透技術(shù)有效地彌補了水回收率低的弊端，并且對于有機物、膠體、微生物、懸浮物等有較好的脫除能力。此外，反滲透技術(shù)中的膜和膜組件比較成熟，為其在海水淡化中的廣泛應用提供了可靠的技術(shù)支持。并且反滲透技術(shù)投資和能耗較少，容易實現(xiàn)自動控制，所以本系統(tǒng)采用反滲透法進行海水淡化設計。 第二章 反滲透法海水淡化系統(tǒng)的設計 反滲透法海水淡化工藝流程 反滲透法海水淡化工藝分為：海水取水、海水預處理、反滲透海水淡化、產(chǎn)品水后處理、系統(tǒng)控制五個部分。5000噸/天反滲透法海水淡化簡單工藝流程：殺菌滅藻劑 混（絮）凝劑（FeCl3+骨膠） ↓（NaOCl） ↓取水泵 →海水沉淀（澄清）池 →輸送泵 →機械過濾器阻垢劑（H2SO4） 輸送泵→ 保安過濾器 →高壓泵 →反滲透裝置 →產(chǎn)品淡水池 海水由設在海邊的集水井經(jīng)取水泵將海水送入海水澄清池中，在澄清池中加入殺菌劑，殺菌后的海水通過輸送泵送入機械過濾器中，經(jīng)過化學加藥系統(tǒng)投加混凝劑將海水過濾，濾后水經(jīng)過水質(zhì)還原、PH調(diào)整以及阻垢劑添加后進入保安過濾器，過濾后的低壓海水進入高壓泵，加壓后進入反滲透膜組件，在膜堆的處理下一部分透過膜形成淡水，即產(chǎn)水，送入產(chǎn)水池；剩余未透過膜的部分水為濃度較高的海水，即濃鹽水，這一部分水可以收集后曬鹽。 海水取水 海水反滲透的取水方式直接關(guān)系到預處理的方法和投資、運行成本，對反滲透膜的防止污染具有極大的影響。對于反滲透水處理的原水取水，最理想的方式就是采用海灘井取水，可以取得經(jīng)過地層過濾的海水，其水質(zhì)懸浮物低、有機物低、溶解氧小，而且海邊井水中生物活性低，季節(jié)變化對水溫影響小，可以減少預處理的負擔。 海灘井取水是在海岸線邊上建設集水井，從井里取出經(jīng)海床滲濾過的海水，作為海水淡化廠的源水。通過這種方式取得的源水由于經(jīng)過了天然海灘的過濾，海水中的顆粒物被海灘截留，濁度低，水質(zhì)好，對于反滲透海水淡化廠尤其具有吸引力。 當海水經(jīng)過海岸過濾，顆粒物被截留在海底，波浪、海流、潮汐等海水運動的沖刷作用能將截留的顆粒物沖回大海，保持海岸良好的滲水性；如果被截留的顆粒物不能被及時沖回大海，則會降低海灘的滲水能力，導致海灘井供水能力下降。此外，還要考慮到海灘井取水系統(tǒng)能否會污染地下水或被地下水污染，海水對海岸的腐蝕作用是否會對取水構(gòu)筑物的壽命造成影響，取水井的建設對海岸的自然生態(tài)環(huán)境的影響等因素。 海水取水系統(tǒng)由海水集水井和取水泵組成。 集水井 集水井建于海邊，海水靠滲透進入集水井。集水井的設計目的是提供儲水場所，保持整套系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。集水井采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，集水井的優(yōu)化設計結(jié)果為：集水井流量=2=2*208=416m179。/h集水井流量； 進水流量集水井有效容積V=**T=*416*3600=104m179。（15min的流量）V—有效容積，T—最小操作周期，按經(jīng)驗取1小時。V= h**,深約20m,。 取水泵 設計參數(shù)： 取水泵吸入管插入井深l=10m；設計流量=5000m179。/d=208m179。/h； 20℃海水密度ρ=179。，粘度μ=* Pas；選管內(nèi)流速u=,估算管內(nèi)徑： d ===選Φ219*10mm的熱軋無縫鋼管，內(nèi)徑d=199mm管內(nèi)流速u= ==鋼管絕對粗糙度取ε=,相對粗糙度ε/d=查表得相關(guān)參數(shù)：摩擦系數(shù)λ=；截止閥/d=300；1個彎頭/d=35；帶濾水器的底閥/d=420；管出口突然擴大ξ=1；計算管路的壓頭損失： =λ（+ξ）=（+300+35+420+1）=泵揚程H=l+=10+=根據(jù)已知流量=5000m179。/d=208m179。/h,揚程H=,可從離心泵規(guī)格表中選用型號為IS200150315單級單吸離心泵兩臺，一臺備用。表21 IS200150315型單級單吸離心泵性能表流量（）楊程（m）電動機功率（kw）轉(zhuǎn)數(shù)（）效率出口直徑（mm）重量（kg）2403231430%80125 海水取水系統(tǒng)利用取水泵，通過Φ=219mm,距離約10m的管道，將海水輸送到海水澄清池，然后進入海水預處理系統(tǒng)。 海水澄清池 設計參數(shù)： 水力停留時間T=1h； 設計流量=5000m179。/d=208m179。/h； 海水澄清池有效容積： V=T=208*1=208m179。 澄清池水面面積： 取池子總高度H=6m，其中超高1m,有效水深h=4m,則池面積為： A===52m179。 澄清池的尺寸為： 池長取L=8m,池寬取B=8m,則池子總尺寸為： LBH=886=384m179。 鑒于該項目的海水水源系表層海水，海水中從在較多的微生物、藻類和細菌，易影響設備和管閥件的正常運行，因此，在設計中采用在海水取水管的進口處投加殺菌滅藻劑。 海水預處理原水中有害物質(zhì)包括懸浮物、膠體、細菌、溶解氣體和藻類等。水中的懸浮及膠體在海水淡化過程中會沉積在受熱面或膜表面，從而降低傳熱速度，縮短清洗周期，增加電耗或藥品加入量，提高運行成本。水中細菌與藻類在適宜的溫度下，易在水體中、管道中、膜表面和淡化設備中大量繁殖，與水中懸浮物一起堵塞膜孔和管道，影響出水水質(zhì)和產(chǎn)水量，因此海水預處理的目的是去除地表海水中存在的顆粒泥沙、膠體、微生物等雜質(zhì)，確保反滲透系統(tǒng)能長期穩(wěn)定運行。在海水預處理工藝設計時經(jīng)預處理后的海水應達到反滲透膜元件的進水水質(zhì)要求。反滲透系統(tǒng)進水要求：（1）污染指數(shù) SDI≤5（15分鐘）（2）濁度 ﹤1NTU（3）余氯 ﹤（檢測不到）（4）Fe3+ ≤海水預處理要解決的問題：（1）防止膜面結(jié)垢（包括CaCOCaSOSrSOCaFSiO鐵鋁氧化物等）。（2）防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒污堵。（3）防止有機物質(zhì)的污堵。（4）防止微生物污堵。（5）防止氧化性物質(zhì)對膜的氧化破壞。（6）保持反滲透裝置產(chǎn)水量穩(wěn)定。以保證反滲透裝置穩(wěn)定運行和使用壽命。 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。經(jīng)混合劑混合，鐵鹽與海水中膠體雜質(zhì)形成較大的礬花，再經(jīng)機械過濾器過濾，使出水水質(zhì)的污染指數(shù)小于5，濁度小于1