反渗透在海水和苦咸水淡化技术的应用

反渗透在海水和苦咸水淡化技术的应用

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1、反渗透在海水和苦咸水淡化技术的应用摘要:简要的了解反渗透技术的发展过程、工艺、设备及技术特点,并介绍存在的问题。关键字:反渗透;海水;淡化;1.反渗透技术的发展过程:为了从海水和苦咸水中获得廉价的淡水,50年代开始了反渗透技术的研究。1953年,首先由美国佛罗里达大学的CharlesReid教授提出了反渗透法海水淡化方案,并在美国盐水局的资助下进行了开拓性研究,结果证明利用醋酸纤维素商品膜可以从盐水中制取淡水。1960年成功研制出了第一张高盐截留率、高水通量的不对称二醋酸纤维素海水反渗透膜,使反渗透法逐渐达到实用化的水平,开启了反渗透技术的应用大门。60年代末期,出现了反渗透的商业时

2、代,研制出了一尼龙-66为莫材料的工业规模应用的中空纤维膜组件,1970年应用于苦咸水淡化,1973年末又推出了用于海水淡化的发布身体中空纤维组件。70年代中期,又推出了三醋酸纤维素中空纤维膜组件和卷式聚酰胺复合膜。经过近20年的不断发展,海水淡化反渗透复合膜的性能已经有了较大的提高,目前的反渗透复合膜系采用芳香族聚酰胺为材料,特征水通量是1978年的2倍,盐的透过率大约为1978年的四分之一,膜的脱盐率高于99.3%,抗污染和抗氧化能力大大提高。技术的进步使得海水淡化制取饮用水由原来的二级流程简化为一级流程成为现实。2.反渗透淡化的基本原理:海水中含高浓度盐,其总溶解固体含量(TD

3、S)高达35000mg/L以上。苦咸水(包括地表水和地下水)的TDS常高于1000mg/L,一般饮用水要求TDS<500*10。反渗透膜具有透过水、截留这些盐的能力。若将反渗透膜作成中空纤维形状,当含盐水在加压下从管外流过时,水透过膜进入纤维内,盐及其他溶解在水中的杂质被膜截留,从中空纤维开口端即可得到脱盐的淡化水。对反渗透膜选择性透过水而截留膜的分离过程,曾提出过一些传质机理,并建立了传质模型,如优先吸附传质模型、溶解扩散模型和不可逆热力学模型。进行反渗透有两个必要条件,一是有一张适合的膜(决定于膜材料及膜结构)能优先吸附和溶解水而截留盐;二是提供水透过膜所需的推动力,即在料液侧加

4、压,以克服膜二侧因盐浓度差而形成的渗透压差、水透过膜的阻力以及料液流经膜组件的流动阻力。反渗透盐中的主要性能指标是脱盐率(截留率)、膜的渗透通量和水的回收率。3.海水淡化工艺流程:流程包括:井水供水体系、预处理、RO及产水后处理3.1先将料液送入充氮的密闭储槽,以防止水中硫化氢氧化,生成胶状硫而污染膜和预处理装置。3.2预处理:(1)在进水管线上加入聚电解质絮凝剂后,经10个双介质(砂和无烟煤)过滤器,以保证与你密度指数SDI小于3.0.(2)经18个活性炭过滤器脱除痕量烃类,同时SDI进一步降至0.3-0.5,废活性炭在一个碳再生其中再生。(3)化学处理包括:加硫酸,调PH值至6.

5、0,以控制碳酸钙成垢;加SHMP防止硫酸钙沉淀,用SBS(亚硫酸氢钠)进行间歇冲击式灭菌处理。3.3经以上预处理的水进入微保安过滤器(MGF),这是防止RO膜污染的最后防线,对出水的流速和SDI必须严格控制。在RAJJ,通过每个MGF的流速是380立方米每小时,SDI<1.0,共有8个MGF壳体,每个内装96个5微米的滤芯,经MGF过滤的水进入与能量回收汽轮机耦合的高压泵,送入7个RO机组。3.4当RO工厂停工前,产水自动经清洗泵进入高压泵的上游,对组件进行清洗,防止高盐度废水停滞在系统中产生腐蚀。3.5后处理包括加硫酸,调PH值至4.4,在送到解析塔,用空气吹出硫化氢和二氧化碳,解

6、析出来的硫化氢通过一吸收塔后经烟囱排入大气。吸收塔内一苛性苏打作吸收剂。从解析塔出来的水加氯(余氯为0.5-1.0mg/L)灭菌,并将亚硫酸氢钠氧化成硫酸盐。在脱硫化氢的同时,二氧化碳也被脱除。产水进入储水槽钱还需经石灰和二氧化碳处理,以调节PH值和LSI。4.海水淡化设备:反渗透海水淡化装置主要包括海水供给及预处理设备、海水高压泵、反渗透膜组、压力调节阀、管路及附件、监控设备等。4.1反渗透膜组装置中最重要的部件是反渗透膜及膜的组件形式选择。近年来,国际上反渗透膜的性能已有长足发展,膜组的形式也多种多样。主要的膜组形式有3种:板框式(平板式)膜组、中孔纤维膜组和盘式膜组。板框式(平

7、板式)膜组是反渗透早期的一种形式,一般认为它的工艺简单,性能稳定,对海水的前处理要求低。缺点是海水流动状态不良,易造成浓差极化,膜堆密度小等。中孔纤维膜组的最大优点在于膜堆密度大(同产水量情况下它的体积最小),浓差极化小。最大的缺点是对海水的前处理要求高,不易清洗。卷式膜膜堆密度间对海水前处理的要求比板框式(平板式)膜组高,但比中孔纤维膜组要低,海水流动状态也比较好。作为舰船用装置,一般都希望结构紧凑、体积小,膜堆密度大的膜组相对体积肯定要小些。但对海水前

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