渗透法在海水淡化方面的应用

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1、渗透法在海水淡化方面的应用1、反渗透法1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜，标志着现代膜科学技术的诞生。其工作原理如图1所示。半透膜的两个槽内，分别为淡水和盐水，在自然状态下，淡水由于渗透压力逐渐通过半透膜向盐水移动，盐水变稀，这就是渗透现象。当渗透进行到盐水一侧的液面达到某一高度而产生一个压头，从而抑制淡水进一步向盐水渗透，渗透的自然趋势被压头所抵消达到平衡，这种平衡压力叫渗透压。与渗透现象相反，在盐水侧加以压力P，且该压力大于渗透压时，盐水中的水分子克服渗透压而透过半透膜进入水，盐水浓缩，淡水

2、增加。这就是反渗透现象。为使反渗透装置正常运行，盐水侧的压力必须高于渗透压H，一般情况P在4-7MPa范围内。将反渗透排放的高压浓海水输送到脉冲涡轮机或回程离心泵中，由此获的能量提供给海水高压泵的电动机使用，可以使反渗透淡化海水的单位电耗从9千瓦时/立方米降到4千瓦时/立方米。图1：反渗透法原理2、海水淡化装置简介威海电厂海水淡化系统采用如下流程：原海水、加NaOCl系统、加PAC、系统、多介质过滤器、活性碳过滤器、加NaHSO3、阻垢剂系统、5μ保安过滤器、高压泵、—级反渗透装置、—级淡水池、高压泵、二级反渗透装置、二级淡化水池、淡化水泵、化学车

3、间水处理混床、锅炉补水，见图2。威海电厂一级反渗透为2列布置的RO，每列反渗透支架上都装有1套出力各为52m3/h的RO膜元件，每套都配置保安过滤器一台，高压泵及能量回收装置各两台，每列R/O装置设有两台出力65m3/h、110kw的丹麦格兰富BMET46—9/8型不锈钢增压及能量回收一体泵；每列配置102根SWHRF—380膜组件，安装在17个FRP的压力容器内，每个压力容器内6只膜，设计R/O系统回收率在40%以上，运行压力6.3MPa，一级产水含盐量低于350mg/l(25℃)，并满足生活用水标准。因一级反渗透产水PH偏低，所以在一级产水进入

4、生活水箱时应加NaHCO3调PH值，加NaClO消毒杀菌。图2：2500吨/时反渗透海水淡化装置二级反渗透为1列布置的RO，每列反渗透支架上都装有2套出力各为40m3/h的RO膜元件，每套都配置丹麦格兰富CRN64—7—1型立式高压泵一台，高压泵出力56m3/h。反渗透膜组件每套配置42根BW30—400膜组件，安装在7个FRP的压力容器内，每个压力容器内6只膜，设计R/O系统回收率在75%以上，运行压力1.6MPa，二级产水含盐量低于6mg/l(25℃)。3、反渗透预处理海水淡化的原则是先经过反渗透预处理，去除原水中悬浮物和胶体杂质，经预处理后，

5、使其出水达到反渗透处理的要求（出水污染指数SDI对卷式醋酸纤维素膜、复合膜小于4），然后再经过反渗透处理，达到海水淡化的目的。3.1、水的混凝、沉淀处理水中的悬浮物和胶体物质的粒径不同，它们的沉降速度相差很大。大颗粒悬浮物在重力作用下容易沉降，而微小粒径的悬浮物以及胶体杂质能在水中长期保持分散悬浮状态，为了除去水中这些微小粒径的悬浮物以及胶体杂质，需要进行混凝处理，使这些微小杂质聚结成较大的颗粒，迅速沉降下来，从而使水得到澄清。在目前的水处理工艺中，常用的混凝剂有：硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）、硫酸亚铁、氯化铁、聚合铁（PFS）等。常用的助凝剂有：

6、用于调节pH值的石灰（CaO）或纯碱（Na2CO3）等。助凝剂是为了提高混凝效果而投加的辅助药剂。PAC和PAM投加的目的是水中胶体和悬浮物凝聚，然后通过多介质过滤器滤掉。3.2、水的过滤过滤的目的就是进一步除去水中的悬浮物。要求经过多次过滤后的出水水质如下：澄清器出水浊度小于1FTU，最好小于0.5FTU;过滤器的出水浊度小于0.5FTU，CODMn小于1.5mg/h，含铁量小于0.05mg/h(以Fe表示)。为了保证反渗透进水的SDI小于4，系统设置五用一备多介质过滤器。多介质出水后经三用一备活性碳过滤器，用以吸附水中有机物及余氯。海水分别进入

7、5台多介质过滤器，多介质过滤器的作用是除去凝聚物和悬浮物。多介质过滤器出水到活性炭过滤器。多介质过滤器的出水进入三台活性炭过滤器，它的作用是除去部分余氯胶有机物。由于反渗透器对进水中悬浮杂质含量有严格的要求，所以威海电厂每套反渗透装置（RO）还配置了一台出力为130m3/h的5μ微孔过滤器（或称保安过滤器），以防止悬浮颗粒杂质进入高压泵及反渗透膜组件。5μ微孔过滤器透过大于5μm颗粒的几率小于0.05%。3.3、水的消毒杀菌为了防止反渗透膜的微生物污染，对反渗透进水要进行氯化处理，当反渗透膜元件材料为醋酸纤维素时，水中还要求有0.2-1mg/L的残

8、余含氯量,以防膜元件的再污染。当向水中投加NaC1O时，其氧化能力取决于水中HC1O与C1O-所占的比例。当HC1O与C1