【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 淀系統(tǒng) 電廠(chǎng)附近海域?yàn)楦吆硡^(qū) , 為了降低海水中的含沙量以及海水中的有機(jī)物、膠體的含量，必須進(jìn)行混凝澄清處理?；炷吻逑到y(tǒng)為 4座微渦旋折板式 1000m3/h 的反應(yīng)沉淀池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)備 內(nèi)部沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，可有效地減少防腐成本。 ■ 過(guò)濾系統(tǒng) 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 經(jīng)過(guò)混凝澄清沉淀之后的海水仍然達(dá)不到 SWRO進(jìn)水水質(zhì)的要求，還需進(jìn)一步過(guò)濾才能滿(mǎn)足其進(jìn)水 SDI小于 4的要求，為此華能玉環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)采用了加拿大澤能（ ZENON）公司浸入式 ZeeWeed174。1000型超濾膜。配套轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備：透過(guò)液泵、反吸水泵、清洗水泵、真空泵、羅茨風(fēng)機(jī)等。 3）反滲透系統(tǒng) 華能玉環(huán)采用兩級(jí)反滲透處理。 由于玉環(huán)項(xiàng)目采用超濾作為反滲透的預(yù)處理，對(duì)前期雜質(zhì)的去除較為徹底， 所以在反滲透允許的設(shè)計(jì)條件下，選擇了回收率越高，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性越好的兩級(jí) 反滲透處理 。 在 DOW、Tory、 Hydranautics、科氏等幾個(gè)提供海水脫鹽膜元件的著名廠(chǎng)商中，前 3家的膜元件華能玉環(huán)電廠(chǎng)都使用過(guò)，認(rèn)為短時(shí)間運(yùn)行效果相差不大。 ■ 能量回收裝置 華能玉環(huán)采用美國(guó) ERI公司的 PXTM液 — 液直接交換式能量回收器。該能量回收器能量回收效率較高。 PXTM由于沒(méi)有能量形態(tài)的變化，消耗的能量只是維持陶瓷轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)和潤(rùn)滑，因而單只元件的能量回收效率可高達(dá) 95%左右。 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。該工程的動(dòng)態(tài)投資為 19,244萬(wàn)元，其中貸款為 14,433萬(wàn)元，利率為 %。 表 5. 華能浙江分公司海水淡化工程成本測(cè)算 項(xiàng)目 成本構(gòu)成 /元 t 1 年運(yùn)行 7 000 h 年運(yùn)行 6 000 h 化學(xué)藥品消耗（ 4元 /t） 電力消耗（電價(jià)按 /kWh, /t） 大修及檢修維護(hù)費(fèi)（ 193萬(wàn)元 /a） 反滲透膜更換費(fèi)用（ 980萬(wàn)元 /a） 人員工資（ 60萬(wàn)元 /a） 固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用（ 1 /a） 單位運(yùn)行成本 單位制水成本 目前沿海城市淡水資源比較緊張，水價(jià)也在逐步上升，玉環(huán)工程海水淡化的制水成本 在4元 /噸左右 ， 與當(dāng)?shù)毓I(yè)用水的水價(jià)已基本持平。 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(chǎng)（ 反滲透法） 背景 Ashkelon 海水反滲透廠(chǎng)是世界最大的采用膜技術(shù)的海水淡化廠(chǎng)，項(xiàng)目造價(jià)近 元，每天生產(chǎn) 300,000立方米的飲用水。 海水淡化廠(chǎng)包括膜海水淡化和海水提升、濃鹽水排放、原水預(yù)處理和成品水處理等設(shè)施，此外還 建有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)（聯(lián)合發(fā)電）發(fā)電廠(chǎng)，提供 80 兆瓦的電力，其中56兆瓦供海水淡化處理使用。 由于該廠(chǎng)采用先進(jìn)的反滲透技術(shù)和一流的能量回收系統(tǒng)，因此成本較低，所生產(chǎn)出來(lái)的飲用水達(dá)到此類(lèi)工藝的最低價(jià)格，即 美元 /m3。 圖 反滲透海水淡化廠(chǎng) 鳥(niǎo)瞰圖 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 圖 反滲透 工藝流程圖 連續(xù)可靠運(yùn)行是工廠(chǎng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。由于該廠(chǎng)提供的飲用水量是設(shè)想中的兩倍，因此該廠(chǎng)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。這兩部分共用海水提升 泵站和最終的后處理（補(bǔ)充礦物質(zhì)和消毒）設(shè)施，這些設(shè)施和泵站都具備足夠的能力以確保各部分的獨(dú)立運(yùn)行。 進(jìn)水和預(yù)處理 進(jìn)水泵站配有五臺(tái) 35,000m3/h 的立式泵，通過(guò)兩根管線(xiàn)將海水送到預(yù)處理設(shè)施，每根管線(xiàn)對(duì)應(yīng)著 20個(gè)雙層重力濾池。過(guò)濾前添加化學(xué)藥劑，并通過(guò)靜態(tài)混合器混合。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。此外還安裝有其它化學(xué)藥劑投加設(shè)備（沖擊加氯，聚合物）以便在海水水質(zhì)惡化時(shí)使用。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 進(jìn)水 雙層濾 池 圖 4. 進(jìn)水預(yù)處理 化學(xué)處理系統(tǒng)可以根據(jù)流速進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，并有適當(dāng)冗余以確保系統(tǒng)的有效性。重力濾池通過(guò)石英砂和無(wú)煙煤介質(zhì)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾，過(guò)濾速度是 8m/h。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(guò)濾的高效率。即使在暴雨的濁度情況下，用這種方式過(guò)濾的海水也滿(mǎn)足后續(xù)處理的要求。這些濾池每?jī)商熳詣?dòng)反沖洗一次。 微孔過(guò)濾器構(gòu)成第二級(jí)過(guò)濾，也是膜處理之前的最后一道安全屏障。 圖 5. 微孔過(guò)濾器 反滲透 過(guò)濾后的海水經(jīng)過(guò)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。高壓泵和能量回收設(shè)備可以各自獨(dú)立運(yùn)行。這有助于提高系統(tǒng)的靈活性和效率。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 高壓中心 能量回收中心 圖 海水淡化設(shè)施由四階段系統(tǒng)組成，這種設(shè)計(jì)是在考慮到出水水質(zhì)的情況下采用的（氯化物小于 20ppm，硼小于 ）。 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%。部分滲透水來(lái)自壓力容器的進(jìn)水側(cè)（前滲透）。這部分的鹽濃度低于整個(gè)滲透水的濃度，可以直接與其它階段的滲透水混合。 經(jīng)過(guò)第一個(gè)階段處理后的滲透后水進(jìn)入第二個(gè)階段，采用高 pH值，提高膜對(duì)硼的去除率。此階段的回收率是 85%。在這個(gè)階段處理的滲透水成為最終水的一部分。 經(jīng)過(guò)第二個(gè)階段處理后的濃鹽水進(jìn)入第三個(gè)處理階段，這個(gè)階段主要是對(duì)第二階段處理的濃鹽水進(jìn)行軟化?；厥章蕿?85%，采用低 pH 值。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。但是由于 pH 值低，硼去除率很低，部分硼會(huì)伴隨滲透水進(jìn)入下一階段。因此在這個(gè)階段形成的滲透水還不能被視作成品水，而必須經(jīng)過(guò)第四個(gè)階段的處理。 第四個(gè)階段的回收率達(dá)到 90%。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。經(jīng)過(guò)第四個(gè)階段處理后的水可以與成品水混合在一起。在 ―標(biāo)準(zhǔn) ‖的兩階段法海水處理中，第二個(gè)階段產(chǎn)生的濃水直接進(jìn)入第一階段的進(jìn)水，由于濃鹽水的硼濃度太高，因此這種方法沒(méi)有被采納。 在設(shè)計(jì)階段還考慮過(guò)其它方案，其中有將濃鹽水直接排放或使用硼選擇性離子交換劑等。 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。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 圖 7. 第一階段的反滲透系統(tǒng) 海水淡化設(shè)施由第一階段的 32個(gè)反滲透裝置、第二階段的 8個(gè)裝置、第三階段的兩個(gè)裝置和第四階段的兩個(gè)裝置組成。該設(shè)施共采用了 25,600 支海水膜和 15,100支苦咸水膜。最終采用了 DOW（陶氏）公司的 Filmtec 膜用于反滲透處理。 后處理 經(jīng)過(guò)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(lái)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。這個(gè)礦化過(guò)程以及堿度、硬 度和 pH 值的調(diào)節(jié)過(guò)程對(duì)于滿(mǎn)足飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是必不可少的，可以有效防止在供水管網(wǎng)中的腐蝕作用。 Ashkelon 采用中心設(shè)計(jì)方法的主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù) 傳統(tǒng)的反滲透設(shè)備主要由高壓泵、能量回收輪機(jī)和膜構(gòu)成，并不適合大規(guī)模的反滲透處理廠(chǎng)。改進(jìn)的辦法之一是從本地模式轉(zhuǎn)換成中央模式，集中泵送海水到高壓比起傳統(tǒng)方法來(lái)更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，能量回收也同樣如此。構(gòu)成海水淡化廠(chǎng)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(guò)共用管線(xiàn)送往各個(gè)反滲透裝置，另有一臺(tái)泵作為備用。四十個(gè) DWEER裝置構(gòu)成一個(gè)能量回收中心，該 中心收集來(lái)自各個(gè)反滲透裝置的加壓濃鹽水，將能量傳輸給海水，并通過(guò)共用進(jìn)水管泵送至各個(gè)反滲透裝置。 這種方法有助于提高各個(gè)系統(tǒng)的效率。 泵的效率是速度和流量的函數(shù)，效率高的泵每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和流量都很高。 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 %）。四十個(gè) DWEER 構(gòu)成能量回收中心，分成十組，每組四個(gè)，其中一組備用。這樣便于在較大范圍內(nèi)進(jìn)行能量回收，并能提高系統(tǒng)的效率和靈活性。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 阿聯(lián)酋阿布扎比 TAWEELAH A1（ 多效蒸餾法） 下面介紹 MED法在阿布扎比 AL TAWEELAH A1海水淡化項(xiàng)目上的應(yīng)用 。 背景 ■ 海水淡化廠(chǎng)的擴(kuò)建：該項(xiàng)目是 AL Taweelah 海水淡化廠(chǎng)擴(kuò)建的一部分，該廠(chǎng)目前是世界上最大的海水淡化廠(chǎng)，日產(chǎn)水量為 。 ■ 高效可靠的處理工藝：該系統(tǒng)必須性能可靠，因?yàn)楹Ｋ瘡S(chǎng)要為市民提供不間斷和高質(zhì)量的飲用水。 ■ 生產(chǎn)量大：項(xiàng)目確保每天生產(chǎn) 24萬(wàn)立方米的海水淡化水。 ■ 能耗低：為了提供最佳報(bào)價(jià)，解決方案必須考慮重復(fù)利用來(lái)自發(fā)電站的蒸汽，以確保最低耗電量。這種設(shè)計(jì)帶來(lái)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。 解決方案 1. MEDTVC 工藝（多效海水淡化 /熱 蒸汽 壓縮） 威立雅集團(tuán)的 SIDEM 基于在熱法海水淡化方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，提出了具有創(chuàng)造性的多效蒸餾 熱蒸汽壓縮 (MEDTVC)工藝。 MED 技術(shù)為大規(guī)模海水淡化提供了一個(gè)極具吸引力的解決方案，在投資成本和耗電量方面很有競(jìng)爭(zhēng)力。 SIDEM 提供了包括 14 個(gè)熱法海水淡水裝置在內(nèi)的全套方案，每個(gè)裝置每天能夠提供 17,120 立方米的飲用水。該廠(chǎng)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(chǎng)。 2. MED－ TVC 海水淡化廠(chǎng)的運(yùn)營(yíng) SIDEM 開(kāi)發(fā)的 MED－ TVC 工藝的最大特點(diǎn)是，與其它公司的熱法相比，生產(chǎn)每立方 米海水淡化水可節(jié)約 – 3 kw 的能量，這有利于提高能量輸出效率和運(yùn)行收益水平。正是由于這些特點(diǎn)帶來(lái)的額外收益， SIDEM 的客戶(hù)才可以提高海水淡化廠(chǎng)收購(gòu)價(jià)格而不帶來(lái)任何風(fēng)險(xiǎn)。 湛江 東順石油化工有限公司海水淡化水場(chǎng)方案 圖 8. MED 裝置區(qū) 典型工藝流程 MED技術(shù)基本上采用真空蒸餾法，這種工藝效率高，便于低溫蒸發(fā)。每個(gè)裝置都由若干連接起來(lái)的蒸發(fā)器組成，壓力（和溫度）漸次下降。 每個(gè)蒸發(fā)器主要由水平方向 的管束組成，在頂部噴灑海水，然后重力下落。加熱蒸汽進(jìn)入管束內(nèi)側(cè)，通過(guò)外部冷卻作用凝結(jié)成水（淡水）。同時(shí)，通過(guò)回收凝結(jié)熱（潛熱）重新加熱海水，再部分蒸發(fā)。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)。從前一個(gè)蒸發(fā)器到后一個(gè)蒸發(fā)器的壓力逐漸減少，使得濃鹽水被導(dǎo)入下一個(gè)蒸發(fā)器并蒸發(fā)釋放出更多的蒸汽。 圖 9. MED 蒸發(fā)器 在蒸發(fā)器和熱蒸發(fā)器之間加裝一個(gè)熱壓縮器可以提高 MED工藝的熱效率。這種靜態(tài)壓縮器利用在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的一部分蒸汽，將其回注到壓力更高的蒸汽中，作為第一個(gè)蒸發(fā)器的加熱介質(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(kāi)發(fā)區(qū)東海島新區(qū)，島上水資源相對(duì)緊缺； ■ 根據(jù)開(kāi)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(wàn)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)