膜分离技术与海水淡化和水再用.ppt

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1、杭州水处理技术研发中心膜分离技术与海水淡化和水再用(Membraneseparationforseawaterdesalinationandwaterreuse)O目录(content)1膜分离技术与海水淡化1.1海水淡化简要发展过程1.2热法海水淡化1.3反渗透法1.4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2.3软化水3膜分离技术与水再用3.1水循环回用3.2废水处理3.3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

2、水淡化过程，如多级闪蒸和低温多效进行了简介，对反渗透进行了重点介绍。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。在国內外，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。压力驱动膜(PDM)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一。19世纪出

3、现了浸没式蒸发器；第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（RO）获突破性进展。1975年低温多效（LT-ME）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。2006年脱盐水产量在4.75×107m3/d以上，其迅猛增长的趋势是少

4、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-ME和压气蒸馏(VC)等。1.2.1.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金；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

5、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10kWh/m3淡水以上。1.2.2.低温多效（LT-MED）MED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-MED操作温

6、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6-8kWh/m3淡水，该技术在利用低品位热能造水方面有一定的市场。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二十年来发展最快的。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

7、首选。(SWROhasbeenacceptedwidelyinAmerica,AsiaandEurope,becauseofitslowestinvestmentandcost,lowestenergyconsumptionandshorterbuildingperiod.)1.3反渗透法(SWRO)图1-1反渗透（SWRO）过程取水1.3.1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

8、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，成为海水淡化的主要用膜。如φ203mm×1016mm的复合膜卷式元件，对35000mg/L海水，5.5