膜分离技术与海水淡化和水再用参考资料课件

膜分离技术与海水淡化和水再用(Membraneseparationforseawaterdesalinationandwaterreuse)杭州水处理技术研发中心目录(content)1膜分离技术与海水淡化11海水淡化简要发展过程12热法海水淡化13反渗透法14海水淡化的未来2膜分离技术与饮用水净化和纯水制备2.1饮用水净化2.2纯净水的生产23软化水3膜分离技术与水再用3.1水循环回用32废水处理33污水回用4结语摘要(Abstract简述了海水淡化和水再用在扩大水资源和水资源保护中的重要性。对目前成熟的海水淡净如多级闪裴和低温多效进行了简介,对反进行了重点介绍膜分离技术已成为纯水和软化水制备的通用技术水再用包括工业废水处理和回用以及城市污水资源化等。在国内外,膜分离技术在许多领域的中的应用已广为普及,有些过程已成为标准的单元操作,产生明显的环境和经济效益。随着膜分离技术的不断进步,它在海水淡化和水再用中的作用会越来越大,在扩大和保护水资源方面的贡献会越来越突出,也会对节能、降耗和减排工作有所促进微滤,0.1-10um≯细菌,悬浮物超滤,5mm-50nm→乳化油,颜料,胶体纳滤,0.5nm-5nm糖,染料,表面活性剂,矿物质反渗透,0.1nm-1mm盐,金属离子,矿物质水分子压力驱动膜(PD原理图1膜分离技术与海水淡化1.1海水淡化简要发展过程海水淡化是自古以来人们的梦想之19世纪出现了浸没式蒸发器二次世界大战促进了脱盐技术的发展,但仍限于多效和压汽蒸馏;20世纪50年代,美国意识到水资源的重要战略意义,专设盐水局,30年内拨专款14亿美元研发新的脱盐技术1954年电渗析(ED)实用化,1957年多级闪蒸(MSF)问世,1960年反渗透(R0)获突破性进展。1975年低温多效(LTM)商品化1990年后,随着RO膜性能的提高,价格的下降,高压泵和能量回收效率的提高,反渗透法成为投资最省,成本最低的海水淡化制备饮用水的过程。2019年脱盐水产量在4.75×107m3/d以上,其迅猛增长的趋势是少见的;多级闪蒸技术占世界海水淡化装机容量的42%,反渗透技术占淡化装机容量的45%1.2热法海水淡化热法海水淡化主要有MSF,LT和压气蒸馏(V)等。2.1.多级闪蒸(MSF)就MSF技术本身近年来有所进展,但无重大突破。主要进展有单机容量进一步扩大,最高可达7.9万m3/d;多级闪蒸与水电一体化;过程集成—热膜耦合;採用新的管及蒸發室材料,试用高级奥氏不锈钢代替镍基合工藝改进有采用新型聚羧酸酯防垢剂,该剂兼抑垢和分散作用,可使MSF在95-110℃下运行,且用量少对环境影响小;提高最高盐水溫度,增加级数和比熱交換面積及盐水循環流量;改进热回收和排热段以提高蒸发量;提高快速除霧功能和排放冷卻器功能等;运行管理方面开发了DROPS软件,可协调运行参数,使系统最佳化,并降低运行费用;延长服务期限,提高运行可靠性,减少停车维修,降低成本等等。目前MSF的能耗在10kW/m3淡水以上1.2.2.低温多效(LT-MEDMED为上世纪30年代的淡化方法,由于结垢和腐蚀等问题,更由于上世纪50年代MSF的出现,使之停滞不前。尽管美、日等国家投入大量资金改进提高,但自1975商品化以来,至今市场占有份额仍不足10%。LT-ME操作温度在60-70℃,使结垢和腐蚀有所减缓,可使用较廉价的材料,以降低成本。一些改进工作有装置规模大型化,使用较廉价的新材料和新设备,强化传热管等,提高最高盐水溫度和增加效数,使用高效的热泵等可有效提高造水比和利用末效热,水电联产和热膜耦合联产有效降低海水淡化的成本;塔式设计,混凝土外壳等。通常能耗在6-8kW/m淡水该技术在利用低品位热能造水方面有一定的市场1.3反渗透法SwRO)反渗透具有投资省、能耗低(无相变)、建设期短、占地少的特点,是海水淡化技术中近十年来发展最快的。除海湾国家外,美洲亚洲和欧洲,大、中生产规模的装置多以反渗透法为首选。(SWROhasbeenacceptedwidelyinAmerica,AsiaandEurope,becauseofitslowestinvestmentandcost,lowestenergyconsumptionandshorterbuildingperiod.)图1-1反渗透(SWRO)过程RO/能量回收系统RO/Energyrecovery预处理系统pretreatmentsWRo装置滤器保安滤器NaOH高压泵能量回收装置压力提升泵海水取水隔板絮凝斜板沉淀清水池取水浓海水处置后处理系统Posttreatment1.3.1反渗透膜和组器技术的进步RO海水淡化所以具有竞争力,膜性能的提高是很关键的20世纪70年代海水淡化用的主要是Dupont公司的B-10芳香族聚酰胺中空纤维组件;上世纪80年代日本东洋纺的三醋酸纤维素中空纤维组件也加入海水淡化阵列;而目前最具发展潜力的是复合反渗透膜,自上世纪80年代商品化以来,性能不断改进提高,价格越来越便宜,使反渗透海水淡化成本不断下降,成为海水