T反渗透工程的系统设计基础与RO海水淡化实例解析132附图丰富

反渗透工程的系统设计基础与

RO海水淡化实例反渗透透工艺艺流程程的设设计依依据反渗透透最终终用途途：产品品水的的具体体用途途，它它决定定了为为满足足用户户需要要的水水质和和水量量。对对饮用用水，，通常常要求求满足足公共共卫生生标准准或世世界卫卫生组组织标标准。。然而而产品品的性性能并并不严严格的的要超超过所所需值值，因因为高高于所所需的的产水水量或或产水水水质质将增增加产产品水水的费费用，，产生生明显显的负负面影影响。。相关处处理：：在RO透过液液使用用前，，通常常需要要对其其作些些后处处理。。至少少，需需要脱脱气以以去除除为控控制结结垢对对进料料水酸酸化而而产生生的CO2和进行行pH调节，，以防防止下下游系系统发发生腐腐蚀。。预处处理即即垢的的控制制，方方法有有pH值的调调节、、缓蚀蚀剂软软化、、微生生物控控制、、氯化化/脱氯，，对悬悬浮固固体、、胶体体、金金属氧氧化物物、有有机物物等的的去除除。出水后后处理理的要要求取取决于于应用用，需需按具具体情情况加加以确确定。。对许许多工工业应应用，，后处处理包包括采采用树树脂除除盐和和紫外外线消消毒。。对城城市应应用要要附加加pH调节、、脱气气及用用氯消消毒。。反渗透透膜的的选择择：膜性能能可受受与膜膜本身身及其其构型型无关关的一一些因因素的的影响响，例例如预预处理理及系系统的的操作作与维维护，，然而而，需需根据据进料料水的的水质质及最最终用用途仔仔细考考虑选选择膜膜材料料及膜膜构型型。对对于不不同公公司膜膜的选选择一一般根根据经经验，，但对对于国国外公公司的的膜还还是比比较放放心的的，根根据手手册选选用。。膜一、评评价指指标1、脱脱盐率率和透透盐率率2、产水水量（（水通通量））常用用加仑仑每平平方英英尺每每天（（GFD）表示示。过过高的的渗透透流率率将导导致垂垂直于于膜表表面的的水流流速加加快，，加剧剧膜污污染。。3、回回收率率①单位位面积积上透透水量量大，，脱盐盐率高高；②②机机械强强度好好，多多孔支支撑层层的压压实作作用小小；③③化化学稳稳定性性好，，耐酸酸、碱碱腐蚀蚀和微微生物物侵蚀蚀；④④结构构均匀匀，使使用寿寿命长长，性性能衰衰降慢慢；⑤⑤制膜膜容易易，价价格便便宜，，原料料充足足反渗透透高压压泵选选择：高压压泵提提供膜膜生产产所需需产水水流量量及水水质的的压力力。常常用泵泵的类类型是是单级级、高高速离离心泵泵；柱柱塞泵泵；多多级离离心泵泵。通通常单单级离离心泵泵效率率最低低，柱柱塞泵泵效率率最高高。对对于小小系统统采用用高速速离心心泵，，对于于大系系统采采用多多级离离心泵泵为佳佳。目目前国国产的的南方方泵业业比较较好好的，，丹麦麦格兰兰富泵泵是国国际流流行的的、要要满足足膜设设计的的压力力和流流量要要求。。3吨设备备设备流流程反渗透透系统统主要包包括系系统泵泵、反反渗透透装置置（反反渗透透膜及及膜壳壳、机机架、、电控控箱））、冲冲洗/清洗装装置及及中间间水箱箱。整体设设备反渗透透的影影响因因素反渗透透膜的的水通通量和和脱盐盐率是是反渗渗透过过程中中关键键的运运行参参数，，这两两个参参数将将受到到压力力、温温度、、回收收率、、给水水含盐盐量、、给水水PH值因素素的影影响。。1、进水水压力力进进水压压力本本身并并不会会影响响盐透透过量量，但但是进进水压压力升升高使使得驱驱动反反渗透透的净净压力力升高高，使使得产产水量量加大大，同同时盐盐透过过量几几乎不不变，，增加加的产产水量量稀释释了透透过膜膜的盐盐分，，降低低了透透盐率率，提提高脱脱盐率率。当当进水水压力力超过过一定定值时时，由由于过过高的的回收收率，，加大大了浓浓差极极化，，又会会导致致盐透透过量量增加加，抵抵消了了增加加的产产水量量，使使得脱脱盐率率不再再增加加。2.、进水水温度度温温度对对反渗渗透的的运行行压力力、脱脱盐率率、压压降影影响最最为明明显。。温度度上升升，渗渗透性性能增增加，，在一一定水水通量量下要要求的的净推推动力力减少少，因因此实实际运运行压压力降降低。。同时时溶质质透过过速率率也随随温度度的升升高而而增加加，盐盐透过过量增增加，，直接接表现现为产产品水水电导导率升升高。。温度度对反反渗透透各段段的压压降也也有一一定的的影响响，温温度升升高，，水的的粘度度降低低，压压降减减少，，对于于反反渗透透膜膜的通通道由由于污污堵而而使湍湍流程程度增增强的的装置置，粘粘度对对压降降的影影响更更为明明显。。反反渗透透膜产产水电电导对对进水水水温温的变变化十十分敏敏感，，随着着水温温的增增加，，水通通量也也线性性的增增加，，进水水水温温每升升高1℃，产水水通量量就增增加2.5％～3.0％；其其原因因在于于透过过膜的的水分分子粘粘度下下降、、扩散散性能能增强强。进进水水水温的的升高高同样样会导导致透透盐率率的增增加和和脱盐盐率的的下降降，这这主要要是因因为盐盐分透透过膜膜的扩扩散速速度会会因温温度的的提高高而加加快。。3、进水水pH值各各种膜膜组件件都有有一个个允许许的pH值范围围，进进水pH值对产产水量量几乎乎没有有影响响；但但是即即使在在允许许范围围内，，PH值对对脱盐盐率也也有有较较大影影响，，一方方面pH值对产产品水水的电电导率率也有有一定定的影影响，，这是是因为为反渗渗透膜膜本身身大都都带有有一些些活性性基团团，pH值可可以以影影响响膜膜表表面面的的电电场场进进而而影影响响到到离离子子的的迁迁移移，，pH值对对进进水水中中杂杂质质的的形形态态有有直直接接影影响响，，如如对对可可离离解解的的有有机机物物，，其其截截留留率率随随pH值的的降降低低而而下下降降；；另另一一方方面面由由于于水水中中溶溶解解的的CO2受pH值影影响响较较大大，，pH值低低时时以以气气态态CO2形式式存存在在，，容容易易透透过过反反渗渗透透膜膜，，所所以以pH低时时脱脱盐盐率率也也较较低低，，随随pH升高高，，气气态态CO2转化化为为HCO3－和CO32－离子子，，脱脱盐盐率率也也逐逐渐渐上上升升，，pH在7.5～8.5之间间时时，，脱脱盐盐率率达达到到最最高高。。4、进进水水盐盐浓浓度度渗渗透透压压是是水水中中所所含含盐盐分分或或有有机机物物浓浓度度的的函函数数，，含含盐盐量量越越高高渗渗透透压压也也增增加加，，进进水水压压力力不不变变的的情情况况下下，，净净压压力力将将减减小小，，产产水水量量降降低低。。透透盐盐率率正正比比于于反反渗渗透透膜膜正正反反两两侧侧盐盐浓浓度度差差，，进进水水含含盐盐量量越越高高，，浓浓度度差差也也越越大大，，透透盐盐率率上上升升，，从从而而导导致致脱脱盐盐率率下下降降。。对对同同一一系系统统来来说说，，给给水水含含盐盐量量不不同同，，其其运运行行压压力力和和产产品品水水电电导导率率也也有有差差别别，，给给水水含含盐盐量量每每增增加加l00ppm，进进水水压压力力需需增增加加约约0.007MPa，同同时时由由于于浓浓度度的的增增加加，，产产品品水水电电导导率率也也相相应应的的增增加加。。5、悬悬浮浮物物水水中中的的悬悬浮浮物物就就是是指指在在水水滤滤过过的的同同时时，，在在过过滤滤材材料料表表面面残残留留下下的的物物质质，，以以粒粒子子成成分分为为主主体体。。悬悬浮浮物物含含量量高高会会导导致致反反渗渗透透和和纳纳滤滤系系统统很很快快发发生生严严重重堵堵塞塞，，影影响响系系统统的的产产水水量量和和产产水水水水质质。。6、回回收收率率回回收收率率对对各各段段压压降降有有很很大大的的影影响响，，在在进进水水总总流流量量保保持持一一定定的的条条件件下下，，回回收收率率增增加加，，由由于于流流经经反反渗渗透透高高压压侧侧的的浓浓水水流流量量减减少少，，总总压压降降降降低低，，回回收收率率减减少少，，总总压压降降增增大大，，实实际际运运行行表表明明，，回回收收率率即即使使变变化化很很小小，，如如1%，也也会会使使总总压压差差产产生生0.02MPa左右右的的变变化化。。回回收收率率对对产产品品水水电电导导率率的的影影响响取取决决于于盐盐透透过过量量和和产产品品水水量量，，一一般般说说来来，，系系统统回回收收率率增增大大，，会会增增加加浓浓水水中中的的含含盐盐量量，，并并相相应应增增加加产产品品水水的的电电导导率率。。反渗渗透透膜膜元元件件的的指指标标离离散散特特性性如果果系系统统设设计计目目标标是是脱脱盐盐率率最最高高或或是是膜膜通通量量比比最最小小，，通通过过技技术术指指标标差差异异膜膜元元件件组组的的最最佳佳排排列列，，可可以以使使系系统统运运行行指指标标得得到到一一定定程程度度的的提提高高。。而而元元件件的的随随机机排排列列将将可可能能使使系系统统调调试试及及运运行行指指标标恶恶化化“膜元元件件之之间间技技术术指指标标的的差差异异越越大大，，系系统统运运行行调调试试指指标标可可优优化化调调整整的的潜潜力力越越大大。。膜位位置置与与净净化化关关系系反渗渗透透电电控控装装置置反渗渗透透水水处处理理变变频频控控制制系系统统工工作作原原理理水处处理理控控制制系系统统中中，，水水流流量量的的调调节节是是在在整整个个系系统统控控制制的的一一个个主主要要内内容容，，水水量量准准确确的的调调节节可可以以提提高高生生产产的的效效益益和和设设备备的的安安全全性性。。本本系系统统中中，，水水泵泵电电机机是是输输出出环环节节，，转转速速由由变变频频器器控控制制，，实实现现变变流流量量控控制制。。变变频频器器接接受受控控制制器器的的信信号号对对水水泵泵电电机机进进行行速速度度控控制制，，控控制制器器综综合合流流量量设设定定参参考考值值与与现现场场反反馈馈的的实实际际流流量量值值信信号号后后，，经经过过PID调节，向向变频器器输出运运转频率率指令。。反渗透水水处理变变频控制制系统集集成反渗透水水处理变变频控制制系统组组成如下下图所示示,系统控制制核心选选用西门门子S7-400PLC，变频器器选用MM420涉及到的的模块有有：SM321-1BL00，32路DI模块(DC24V)；SM322-1BL00，32路DO模块(DC24V)；SM331-1KF01，8路AI模块；SM332-5HF00，8路AO模块。工工程师站站与PLC通讯选用用通讯卡卡CP5611。反渗透系系统常见见形式一级一段段连续式式single-stagesingle-part一级一段段循环式式一级多段段连续式式一级多段段循环式式多级流程程一级一段段连续式式这种方式式要求膜膜的溶质质截留率率高，操操作压力力大，否否则，水水的回收收率不高高，在工工业生产产中较少少采用。。一级一段段循环式式为了提高高水的回回收率，，将部分分浓缩液液返回进进料，再再次经经过膜分分离器分分离，这这种流程程由于进进料液溶溶质浓度度提高，，所以透透过的水水质有所所下降。。一级多段段连续式式如图4-14所示，这这种流程程可以得得到较高高的水回回收率，，较高浓浓度的浓浓缩液，，但流流动压力力损失较较大，有有时需要要高压泵泵。考虑虑到各段段的料液液量依次次减小，，为了保保证原料料液流经经膜表面面有足够够大的速速度，减减少浓差差极化，，多采用用4-14(b)所示的一级多多段连续式的的锥形排列。。一级多段连续续式在一级多段中中可以达到更更高的水回收收率和浓缩水水浓度，这要要求更高的高高压泵，以保保证后段膜的的工作压力。。考虑保证足足够的给水量量以减少后段段膜的极化现现象。多采用4-14(b)所示的一级多多段连续式的的锥形排列。。图4-14一级多段连续续式流程一级多段循环环式这种流程能获获得较高浓度度的浓缩液，，更适于以浓浓缩为目的分分离过程。一级多段循环环式当用反渗透作作为浓缩过程程时，一次浓浓缩达不到要要求时，可以以采用这种多多步式方式，，这种方式浓浓缩液体体积积可减少而浓浓度提高，产产水量相应加加大。多级流程多级流程亦有有连续式与循循环式之分，，这一类流流程既可提高高水的回收率率又可提高淡淡化水的质量量，而且可降降低操作压力力，降低对膜膜的脱盐性能能的要求，在在实际应用用中有较高的的价值，但是是该类流程增增大了能量消消耗及泵的设设备投资。图图4-16(a)(b)分别为二级和和多级反渗透透流程。3、两级一段法法当海水除盐率率要求把NaCl从35000mg/L降至500mg/L时，则要求除除盐率高达98.6％如一级达不不到时，可分分为两步进行行。即第一步步先除去NaCl90％，而第二步步再从第一步步出水中去除除NaCl89％，即可达到到要求。如果果膜的除盐率率低，而水的的渗透性又高高时，采用两两步法比较经经济，同时在在低压低浓度度下运行时，，可提高膜的的使用寿命。。多级流程4、多级反渗透流流程在此流程中，，将第一级浓浓缩液作为第第二级的供料料液，而第二二级浓缩液再再作为下一级级的供料液，，此时由于各各级透过水都都向体外直接接排出，所以以随着级数增增加水的回收收率上升，浓浓缩液体体积积减少浓度上上升。为了保保证液体的一一定流速，同同时控制浓差差极化，膜组组件数目应逐逐渐减少。电厂海水淡化化工程2001年2月18日投产了日产产2500吨发电厂---公开的数据基本流程海水淡化系分分为预处理系系统、一级反反渗透系统、、二级反渗透透系统。一级反渗透系系统出水电导导率平均在350μs/cm,二级反渗透系系统出水电导导率平均在5μs/cm,为了达到锅炉炉用水的质量量标准,还需对二级反反渗透出水经经混床离子交交换处理,达到小于0.2μs/cm的水质标准。。工艺流程及出出水指标海水取水泵→加NaClO系统→加PAC、PAM系统→多介质过滤器器→活性碳过滤器器→加亚硫酸氢钠钠、阻垢剂系系统→5微米过滤器→一级高压泵→一级反渗透→一级淡化水池池→二级高压泵泵→二级反渗透→除炭器→二级淡化水池池淡水反冲洗泵泵化学清洗系统统反渗透出水指指标为一级反渗透出出水:电导率在230～380μs/cm,脱盐率≥99.3%,产水量:2×52m3/h,回收率为40%。二级反渗透出出水:电导率在3.5～8μs/cm,脱盐率≥98%,产水量:2×40m3/h,回收率为75%。海水取水系统统该系统配置3台耐海水腐蚀蚀的取水泵,考虑到海水温温度随季节而而变化和反渗渗透膜运行的的最佳温度为为25℃,因此3台取水泵安装装在不同的取取水口。1号取水泵水源源来自一期机机组循环水泵泵房。2、3号取水泵水源源分别来自2、3号机组凝汽器器排水。一级加药系统统包括电解海水水制氯、聚合合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)三个加药系统统。电解海水水制氯是通过过电解天然海水水,使海水中含有有一定浓度的的次氯酸钠(药液),利用加药泵将将药液加入取取水泵出口母母管上,以消除预处理理海水中的细细菌、藻类等等微生物。加药量是通过过调节电解电电流来维持多多介质过滤器器进水有效氯浓浓度为1mg/L左右。加PAC、PAM是为了将海水水中的悬浮物物、胶体、颗颗粒凝聚长大大,通过过滤除去去。PAC、PAM加药量的控制制是根据进水水流量自动调调节加药泵频频率的比例调调节方式进过滤系统为了保证反渗渗透系统污染染指数(SDI)小于等于4,系统设置六台(五用一备)多介质过滤器器(石英沙和无烟烟煤)和四台(三用一备)活性炭过滤器器。污染指数:也可称为淤泥泥密度指数SDI。它主要是检检测水中胶体体和悬浮物等等微粒的多少少,是测定在一定定压力和标准准间隔时间内内,一定体积的水水样通过微孔孔过滤器(0.45μm)的阻塞率。多介质过滤器器进水总流量为为300m3/h,它可以滤除经经预处理加药药后所形成的的矾花和原水水带来的颗粒粒。活性炭过过滤器用以吸吸附双滤料过过滤器出水中中的有机物和和余氯,同时进一步降降低反渗透系系统进水的SDI值。多介质过过滤器的反洗洗设空气擦洗洗,可以提高反洗洗效果,擦洗气源为罗罗茨风机提供供。过滤器的的反洗用水为为多介质过滤滤器产水经反反洗水箱收集集所得。二级加药系统统二级加药的目目的是保护反反渗透膜,防止膜结垢和和受余氯的氧氧化。它包括括加NaHSO3和加阻垢剂。。(1)加NaHSO3还原剂的目的的是去除活性性炭过滤器出出水的余氯,以防止其进入入反渗透装置置内,氧化反渗透膜膜。NaHSO3的加药量控制制是根据进水水量自动调节节加药泵频率率的比例调节节方式进行。。加药泵采用用一用一备的的方式运行。。二级加药系统统加阻垢剂的目目的是防止浓水中中的杂质在膜膜上结垢,采用的阻垢剂剂是一种分散散型隐蔽药剂剂,它可可以以对对堵堵塞塞膜膜微微孔孔的的铁铁胶胶体体以以及及细细小小的的颗颗粒粒起起到到分分散散的的作作用用。。阻阻垢垢剂剂的的加加药药控控制制是是根根据据进进水水流流量量自自动动调调节节加加药药泵泵频频率率的的比比例例调调节节方方式式进进行行。。一级级反反渗渗透透系系统统一级级反反渗渗透透系系统统系统统由由2套反反渗渗透透装装置置组组成成,日产产水水量量为为2500t。每每套套装装置置由由一一套套反反渗渗透透膜膜组组件件、、一一台台5μμm过滤滤器器和和两两台台高高压压泵泵组组成成。。反渗渗透透膜膜组组件件安安装装在在17个并并联联的的压压力力容容器器内内,每个个压压力力容容器器内内装装6根膜膜元元件件,反渗渗透透膜膜元元件件采采用用美国国陶陶氏氏TFC8040复合合膜膜。5μμm过滤滤器器的的出出力力为为130m3/h,外壳壳采采用用不不锈锈钢钢316L,内装装52根长长40””的5μμm滤芯芯。。它它的的作作用用是是防防止止颗颗粒粒进进入入高高压压泵泵和和反反渗渗透透膜膜。。反渗渗透透装装置置配配置置两两台台出出力力为为65m3/h、扬程为6.3MPa的不锈钢增压压及能量回收收一体泵,简称一级高压压泵。由于一级反渗渗透浓水的压压力接近反渗渗透进水的压压力,因此将反渗透透浓水通过能量回收系统统回收能量,可以节约电能能,它的回收率达达到90%左右考虑到海水温温度影响膜的的透水率,水温每升高1℃,反渗透出水将将增加2.5～3%。为了降低电耗耗,高压泵采用变变频器控制,即用变频器调调节高压泵的的运行频率,使反渗透的运运行压力适合合其当时水温温变化的要求求,满足正常的产产水量。反渗透清洗系系统在反渗透膜组组件长期运行行后,膜表面会受到到难以冲洗的的有机物和微微量盐份结垢垢的污染,而造成膜组件件性能的下降降,所以必须用化学药品进行行清洗,以恢复其正常常的除盐能力力。二套反渗渗透装置设置置一套共用清清洗系统,此系统由一台清清洗箱,一台清洗泵、、一台5μm过滤器及一台台流量计组成成。反渗透淡水冲冲洗系统当反渗透系统统停机时,因膜内部的水水已经处于浓浓缩状态,在静止状态下下,容易造成膜组组件的污染,因此还需要用淡水水冲洗膜表面面,以防止污染物物沉积在反渗渗透膜表面,影响膜的性能能。系统设置置一台冲洗泵泵和配管。注意:冲洗水进入反反渗透装置的的方向与运行行水流方向一一致，不是反反冲洗，与多多介质过滤器器不同。二级反渗透系系统二级反渗透系系统按2套设置,日产水量1920t。每套反渗透透装置配置一一台高压泵、、一套反渗透透膜组件和一一套控制仪表表。高压泵出出力为54m3/h,扬程为1.4MPa。因其进水为为一级反渗透透的产品水,所以选用高产产水量的超低低压膜元件,它具有产水量量高,运行压力低的的特点。每套反渗透膜膜组件配置7根压力容器,内装42根美国陶氏BW-400膜元件,采用一级两段段(4:3)排列。系统还还配置了除炭炭器,用以除去二级级产品水的CO2,以利于后级水水质处理。由由于进水采用用一级产品水水,而一级产品水水的主要成分分是氯化钠,因此不设任何何加药系统。反渗透的保护护系统一级反渗透系系统设置一级级高压泵入口口低压保护开开关,出口高压保护护开关。其作作用是为保护护高压泵和反反渗透膜。二级反渗透系系统在二级高高压泵出口设设置一个慢开开电动门,当二级反渗透透系统运行时时,使膜元件逐渐渐升至一定压压力,减小膜膜冲击击。反渗透透的自自动控控制和和仪表表5反渗透透的自自动控控制和和仪表表反渗透透系统统采用用PLC自动控控制的的方式式运行行。其其运行行和退退出主主要是是控制制高压压泵的的启动动和停停止来来实现现的。。而高高压泵泵的启启、停停是通通过淡淡化水水池的的水位位变化化来决决定的的。系系统的的启动动、停停止和和过滤滤器的的反洗洗都是在在自动动下进进行的的。为了控控制、、监测测反渗渗透系系统正常运运行,还配置置了一一系列列的在在线测测试仪仪表。。它包包括ORP表、pH测量仪仪、电电导率率表、、流量量计、、压力力表、、取样样装置置等。。一级反反渗透透海水水淡化化的运运行情情况海水淡淡化投投产半半年后后检测测,设备运运行情情况正正常。。一级级反渗渗透的的产水水量、、脱盐盐率和和产水水质量量都能能达到到设计计要求求。检检查一一级反反渗透透进水水压力力与浓浓水出出口压压力的的差值值与刚刚投产产时一一样,且出水水流量量和产产品水水质都都满足足设计计要求求。可可以肯肯定反反渗透透膜运运行情情况良良好,膜没有有受到到污染染。检测指指标：：多介介质过过滤器器出水水污染染指数数一般般为2.6～3.8左右,由于海海水的的悬浮浮物和和胶体体较多多,预处理理比较较困难难,通过调调整预预处理理加药药试验验,确定多多介质质过滤滤器周周期制制水量量为800t及时反反洗。。,活性炭炭过滤滤器周周期制制水量量为5000t,可以保保证每每台过过滤器器失效效后能能及时时更新新或反反洗。。海水温温度海水温温度升升高,运行压压力降降低,海水温温度降降低,运行压压力升升高。。海水水温度度在12～28℃℃时,运行压压力在在5.5～5.0MPa内变化化。一一级海海水淡淡化反反渗透透膜最最适宜宜的温温度是是25℃℃,这时的的运行行压力力是5.1MPa。海水温温度对对反渗渗透膜膜的透透水量量有很很大影影响,当海水水温度度变化化时,通过调调节高高压泵泵变频频器的的频率率,实现产产水量量为52吨t/h。变频频器的的输出出频率率一般般在44～49Hz范围内内。海水温温度对对产水水电导导率的的影响响在控制制一级级产水水量52t/h,回收率率为40%时,海水温温度升升高,运行压压力降降低,产品水水电导导率增增加;海水温温度降降低,运行压压力升升高,产品水水电导导率减减小。。海水温温度在在12～28℃℃时,产水电电导率率在230～380μs/cm变化。海水的的腐蚀蚀问题题由于海海水对对钢管管的腐腐蚀性性特别别强,虽然一一级反反渗透透系统统的5μm过滤器器出口口到高高压泵泵入口口管材材采用用316L不锈钢钢,但也出出现多多处因因腐蚀蚀产生生的漏漏点;一级反反渗透透装置置的浓浓水出出口母母管和和浓水水收集集支管管均采采用316L不锈钢钢管,也出现现几处处泄漏漏点。。为此此我们们将高高压泵泵入口口管段段改为为PVC管材,将反渗渗透装装置的的漏点点进行行了重重新补补焊,消除了了漏点点二级反反渗透透运行行情况况二级反反渗透透运行行情况况良好好。运运行压压力为为1.1～1.4MPa,二级产产水量量保持持40t/h,回收率75%,产水电导导率为2.8～7.0us/cm。电厂海水水淡化(一期)工程关键设备备:澄清池、、滤池、、活性碳碳过滤器器、超滤滤装置、、高压泵泵、能量量回收设设备、热热控仪表表、水处处理设备备、计算算机监测测控制系系统投资总额额:250000万元项目性质质:拟建进展阶段段:工程设计计建设周期期:2007年至2010年建设单位位:发电有限限公司电厂海水水淡化工工程设计计电厂的淡淡水系统统全部采采用了世世界先进进的“双双膜法法”海水水淡化技技术,工程投资资约2亿。分公司，，浙江，，公开的的数据））电厂海水水淡化工工程自2003年3月开始采采用“双双膜法法”方案案。为了了充分验验证方案案选择的的可行性性，该厂厂于2004年4月至8月在现场场进行了了超滤装装置的中中试运行行。1系统设计计1.1设计参数数海水含盐盐量：34000mg/L；水温：：15～32℃；水量：：总制水水量1440m3/h(34560m3/d），分为为6套，单套套出力240m3/h。1.2系统流程程海水→混混凝澄清清→超滤滤→一级级反渗透透→二级级反渗透透1.3总平面布布置海水淡化化工程的的总平面面布置充充分利用用了循环环水系统统的取排排水系统统的布置置，紧靠靠防浪大大堤一侧侧，自取取水、混混凝澄清清、超滤滤过滤、、反渗透透制水、、浓水排排放，形形成了完完整流畅畅的布局局2主要系统统介绍海水取水水系统电厂海水水淡化系系统充分分利用了了电厂的的循环水水系统，，以降低低造价，，同时可可以利用用发电厂厂余热使使循环排排放水温温升高9～16℃的有利条条件，降降低海水水淡化工工程的能能耗。海海水取水水口位于于电厂海海域-15.6m等深线附附近的海海域，排排水口设设置在-5m等深线附附近的海海域。循环水系系统工艺艺流程为为：取水水口→自自流引水水隧道→→循环水水泵→供供水管道道→凝汽汽器→排排水管道道→虹吸吸井→排排水沟→→排水工工作井→→排水管管→排水水口。海水经过过循环冷冷却之后后，冬季季工况有有16℃℃左右的温升，，夏季工工况有9℃左右的温温升，因因此，电电厂的海水水淡化系系统采用用了两路路进水，，一路取取自循环环水泵出口口（未未经热交交换的海海水），，一路取取自虹井井，根据原海海水的水水温变化化采用不不同的进进水方式式，基本本保证水温温在20～30℃，调整后后维持25℃左右。海水预处处理系统统海水反渗渗透（SWRO）给水预预处理技技术包括括消毒、凝聚聚/絮凝、澄澄清、过过滤等传传统水处处理工艺艺及膜法等新的的水处理理工艺，，膜法预预处理主主要包括括微滤（MF）、超滤滤（UF）和纳滤滤（NF）等。预预处理的的目的：：除去悬悬浮固体体，降低低浊度；；控制微微生物的的生长；；抑制与与控制微微溶盐的的沉积；；进水温温度和pH的调整；；有机物物的去除除；金属属氧化物物和含硅硅化合物物沉淀控控制混凝澄清清沉淀系系统为了降低低海水中中的含砂砂量以及及海水中中有机物物、胶体体的含量量，必须须进行混混凝沉淀淀处理。。混凝沉沉淀系统统设有四四座微涡涡折板式式1000m3/h的混凝澄澄清沉淀淀池，为为钢筋混混凝土结结构，设设备内部部没有转转动部件件，可有有效地减减少防腐腐成本。。经混凝凝沉淀处处理后海海水浊度度小于5NTU，运行参参数为：：混合时时间：3s；絮凝时时间：10min；沉淀池池上升流流速小2.4mm/s。。混凝沉沉淀处理理后水水质见表表1。2.2.2过滤系统统该厂过滤滤系统采采用了浸浸入式ZeeWeed1000型超滤膜膜系统，，膜元件件主要的的技术参参数为：：膜材料料：聚偏偏乙烯（（PVDF）；膜通通量：50-100L/m2·h；运行压压力：0.007～0.08MPa；最大操操作温度度：40℃；pH范围：2～13；化学清清洗间隔隔期：60～90d。2.3高压泵高压泵是是SWRO系统的重重要部件件，正确确选择高高压泵性性能对系系统安全全性影响响很大，，它是运运转部件件，出现现故障的的概率高高。对于于大型的的海水淡淡化装置置，一般般采用的的高压泵泵是离心心泵。常常用离心心泵的结结构形式式有水平平中开式式和多级级串式。。两者相相比在结结构上应应是水平平中开式式占较大大的优势势，据称称可以达达到6年不开缸缸维修，，缺点是是其设备备价格昂昂贵。2.4能量回收收装置由于PX系列的能能量回收收装置具具有回收收效率高，噪音音低等特特点，逐逐渐受到到用户的的青睐。。由于设设计中它它仅有一一个转动动部件，，没有机机械密封封和表面面磨损，，因而维维护工作作量很低低。2.5海水淡化化系统海水经过过超滤后后，经海海水提升升泵进入入保安过过滤器，，然后进进入一级级海水淡淡化系统统。一级级海水淡淡化系统统共设6组，每组组设有压压力容器器58个，每个个压力容容器内装装有7支膜元件件，设计计出力240m3/h（5760m3/d）。系统统总出力力为34560m3/d。玉环电厂厂海水淡淡化五个个技术关关键点高效混凝凝沉淀系系列净水水技术涡旋混凝凝低脉动动沉淀给给水处理理技术””的基础础上发展展而来的的。其中中涉及了了水处理理工程中中预处理理的混合合、絮凝凝反应、、沉淀三三大主要要工艺，，特点是是上升流流速比较快快，占地地面积比比较少；；没有类类似机械械搅拌澄澄清池中中的转动动设备，，也没有有类似于于水力加加速澄清清池中的的大量金金属构件件，这对对于防止止海水中中突出的的腐蚀问问题是一一个比较较好的解解决方案案。超滤作为为海水淡淡化预处处理系统统为了验证证超滤在在工艺系系统中设设置的安安全可靠靠性，以以及寻找找最适合合的工艺艺参数，，以最大大限度地地优化系系统的配配置。该该厂组织织了有六六家公司司参与的的中试。。试验结结果表明明高效混混凝澄清清技术、、超滤系系统用于于该海水水淡化工工程是可可行的。。超滤出水水SDI试验结果显显示，产水水SDI总体上稳定定在2.5左右，从整整体趋势来来看，随着着时间的推推移，超滤滤产水SDI有略微上升升的趋势，，这可能是是由于在试试验过程中中超滤膜没没有得到有有效的维护护，如化学学清洗等；；进水消毒毒不彻底；；进水混凝凝澄清效果果不理想等等，造成了了海水中的的微粒、胶胶体、有机机物和微生生物等和膜膜发生了物物理化学反反应，改变变了膜的分分离能力。。试验显示示客观上虽虽然存在这这种膜污染染导致的分分离能力下下降，但这这种表现为为SDI的上升的下下降趋势极极为缓慢，，并不明显显值升高，超超滤出水的的SDI也高，反之之亦然。铁铁离子的影影响：水中中可溶解性性的过渡金金属离子，，如Fe2+因氧化而形形成沉淀使使SDI升高；氧化化剂的影响响：试验过过程中发现现，如果加加入次氯酸酸钠，超滤滤出水的SDI升高。3.2.2超滤滤出出水水浊浊度度海水水浊浊度度一一般般在在100NTU以上上，，但但是是由由于于潮潮汐汐及及天天气气的的影影响响，，浊浊度度变变化化幅幅度度非非常常大大，，实实测测最最高高达达到到2456NTU，经经过过混混凝凝澄澄清清之之后后，，一一般般在在15～20NTU，个个别别值值达达到到50NTU。从从超超滤滤产产水水来来看看，，产产水水浊浊度度相相对对比比较较稳稳定定，，基基本本上上在在0.10NTU左右右，，虽虽有有个个别别值值达达到到了了0.20NTU，但但没没有有出出现现大大的的波波动动，，基基本本上上控控制制在在0.15NTU以下下。。超滤滤出出水水中中的的铁铁超滤滤进进水水铁铁的的浓浓度度变变化化范范围围在在25.5～1451μμg/L，去去除除率率在在80%～90%。3.2.4超滤滤出出水水中中的的硅硅超滤滤进进水水的的胶胶体体硅硅含含量量变变化化范范围围在在1.081～10.74mg/L，出出水水的的胶胶体体硅硅含含量量是是比比较较稳稳定定的的，，一一般般小小于于2mg/L，去去除除率率最最低低时时只只有有10%，最最高高达达到到98%，大大部部分分去去除除率率在在70%～90%之间间。。3.2.5超滤滤出出水水中中的的COD海水水中中CODMn不超超过过10mg/L，经经过过超超滤滤之之后后，，产产水水CODMn最高不超过5.0mg/L，也就是说超超滤对CODMn去除率比较低低。相对进水水CODMn的波动，产水水CODMn比较稳定，但但还是呈现比比较缓慢的上升趋势。3.2.6超滤出水细菌菌总数超滤对细菌的的去除率达到到100%。3.3系统回收率的的确定目前的海水淡淡化工程，回回收率一般在在38%～50%之间。决定回回收率高低的的因素主要有有原海水水质质、预处理系系统出水水质质、膜的性能能要求、运行行压力、综合合投资和制水水成本等。由由于玉环项目目采用超滤作作为反渗透的的预处理，原原海水的含含盐量通常在在28000～32000mg/L之间，而最低低水温高于15℃，因此在反渗渗透允许的设设计条件下，，回收率越高高，系统的经经济性越好。。按照回收率率40%，45%，50%，进行了技术术经济比较（（表2）。经分析比比较，我们确确定的回收率率为45%。3.4新材料的应用用海水淡化系统统中另一个重重要问题就是是设备及管道道腐蚀，根据据工艺流程中中接触介质种种类及压力的的不同，分别别采用了双相相不锈钢2205、2507以及奥氏体不不锈钢254Mo，低压系统大大量的采用衬衬里、塑料及及玻璃钢管道道。3.5浓水排放综合合利用海水淡化系统统中浓水排放放是全球业内内要解决的问问题，由于发发电厂循环水水中一般采用用氧化性杀菌菌剂来抑制循循环水系统中中藻类、贝类类的生长，在在海滨电厂大大都设有电解解海水制氯系系统，反渗透透浓水相当于于在原海水的的基础上浓缩缩了1.6倍，因此将一一部分直接用用于电解海水水制氯，可以以简化制取次次氯酸钠系统统设置，又可可提高电解制制氯系统的效效率。4制水成本分析析海水淡化的运运行成本是大大家比较关注注的问题，也也是评价系统统方案可行性性的重要依据据。根据玉环环工程投标商商的报价情况况、性能指标标、使用保证证寿命，综合合考虑设备折折旧、人工、、药品、检修修维护等各方方面的因素，，以上网电价价为基础，吨吨水的制水成成本在4元左右。电厂海水淡化化工程介绍海水淡化系统统采用双膜法法,即超滤+反渗透工艺,设计制水能力力1440m3/h,这是目前国内内乃至亚洲地地区最大的采采用膜法技术术的海水淡化化工程。(上海市,2008年）电厂位于浙江江东南部,属于温带气候,海水年平均温温度15℃。根据电厂直直流循环的特特点,循环冷却水取取自原海水,经过凝汽器后后的排水实际温升可达达9℃,此时从排水虹虹吸井取水基基本满足了反反渗透工艺对对水温的要求求。按1440m3/h淡水制水量计计算,反渗透淡化工工程的原海水水取用量为4200m3/h,(过滤装置回收收率以90%计,第1级反渗透水回回收率以45%计,第2级反渗透水回回收率以85%计)。从虹吸井取取来的原料海海水进入反应应沉淀池进行行净化处理,除去悬浮颗粒粒和部分胶硅硅,反渗透预处理理反渗透装置的的预处理是整整套淡化系统统的关键,可通过传统工工艺即多介质质过滤器、活活性炭过滤器器组合而成,也可通过近年年来发展起来来的微、超滤滤工艺，传统工艺需设设置庞大的介介质过滤系统统,按表2水量计算,需设置直径3200mm、长度12000mm的各类卧式过过滤器38台,设备台数多,操作检修工作量庞大,且占地面积也也巨大。超(微)滤膜的性能比比较作为反渗透膜膜组件长期、、安全、稳定定运行的预处处理措施,超(微)滤膜的选择至至关重要。目目前国际上较较为常用的有有:按进水流向分分有外压膜、、内压膜;按膜组件布置置方式分有立立式膜、卧式式膜;按膜丝材料分分有聚偏氟乙乙烯(简称PVDF)、聚醚砜(简称PES)、聚砜等;按运行方式分分有错流、死死端过滤等。。在项目实施施初期,在设备系统招招标文件发出出前,业主方组织了了超(微)滤膜的中型试试验工作,在经过多级审审查及系统招招、评标后,电厂海水淡化化系统最终选选用了ZeeWeed1000的浸没式超滤滤膜,与公司生产的的其他膜块不不同,该膜为新近研研究出来,其性能介于微微滤和超滤之之间,第1次用于海水系系统。该膜对对进水要求较较宽,无需进水保安安过滤器,适应于各种水水质。其滤芯芯材料为PVDF,具有较强的韧韧性而不易断断丝,且化学性能稳稳定,在膜表面受到到污染后可用