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海水淡化的具体步骤

发布时间:2022-08-31 11:41:01 浏览次数:516
 

预处理
    无论是海水淡化还是微咸水淡化,给水预处理都是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。在制定海水预处理方案时,应充分考虑海水中有大量的微生物、细菌和藻类。海水中细菌和藻类的繁殖以及微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦,还会直接影响海水淡化设备和工艺管道的正常运行。周期性涨潮和低潮,海水中夹带大量泥沙,浊度变化较大,容易造成海水预处理系统运行不稳定。海水具有高度腐蚀性。系统中使用的设备、阀门和管道的材料选择应确保良好的耐腐蚀性。

杀菌灭藻
   在国外的海水淡化项目中,液氯、氯化钠和硫酸铜等化学试剂用于杀死细菌和藻类。考虑到交通和其他因素,很难添加化学试剂来杀死细菌和藻类。因此,海水次氯酸钠发生器专门用于本项目的设备开发过程。海水进水泵后,少量加压海水进入次氯酸钠发生器,在直流电场作用下生成NaCl,并通过水位差直接注入海滩沉箱,杀死海水中的细菌、藻类和微生物。
   由于海水的高硬度,在直接电解海水时必须克服电极结垢的问题。在开发过程中,借鉴了电渗析频繁极性反转(EDR)技术,即每5-10m In改变电极极性,有效解决了次氯酸钠发生器的结垢和沉淀问题。

混凝过滤
   混凝过滤旨在去除海水中的胶体和悬浮杂质,降低浊度。在反渗透膜分离工程中,通常采用污染指数(FI)进行测量,要求进入反渗透设备的给水FI值小于4。由于海水比例大,pH值高,水温季节变化大,系统中选择FeCl3作为混凝剂,它具有不受温度影响、大而固体的明矾和快速沉降速度的优点。
   采用表面接触混凝过滤技术,由双层滤料过滤和活性炭过滤组成。分别设置两台双层机械过滤器和两台活性炭过滤器。过滤器直径和过滤速度在7-8m/s之间。过滤器由钢衬橡胶制成,涂有船用油漆,并配有ABS水帽用于配水和316L不锈钢管用于配气。为了降低海水预处理系统和瞬时负荷,提高水回收率,设置反渗透浓缩收缩的气液反冲洗系统作为过滤器反冲洗水。


反渗透
    海水含盐量高、硬度高、对设备腐蚀性大,水温的季节性变化使反渗透海水淡化系统比常规的微咸水淡化系统复杂得多,项目投资和能耗也高得多。因此,通过精心的工艺设计和合理的设备配置,降低工程投资和能耗,降低单位制水成本,保证系统稳定运行尤为重要。


调理处理
   为了防止海水淡化过程中由于海水浓度而产生不溶性无机盐,如CaCO3和CaSO4,防止在反渗透膜和系统管道表面结垢和沉淀,应在海水进入反渗透淡化系统之前添加阻垢剂。
   加入H2SO4来调节海水的pH值以分解海水中的HCO3以防止CaCO3沉淀是海水淡化中最常见和最经济的方法。添加(NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法。然而,(NaPO3)6在阻垢过程中产生的副产物磷酸盐将促进微生物、细菌和藻类的生长,其使用具有一定的局限性。从西方国家进口的特种高分子聚合物阻垢剂价格较高,将直接影响海水淡化工程的运行成本。本项目最终选择H2SO4作为阻垢剂,以控制反渗透系统给水的pH值在6.8至7.0之间,并控制海水淡化系统的水回收率,以防止CaSO4沉淀。
   考虑到反渗透海水淡化系统中使用芳族聚酰胺作为膜材料的复合膜元件抗氧化性差,进水中的余氯含量要求小于0.1Mg/L,因此,在进入膜系统之前将NaHSO3添加到海水中,以控制进入反渗透装置之前海水的氧化还原电位(ORP),进入反渗透设备之前的海水氧化还原电位为280-320mv。NaHSO3的用量是海水中余氯量的3倍。

去除异味
    岛周围的海水受周围环境的影响很大。海水的化学耗氧量(COD)为1.7-2.5m g/L,尤其是在夏季和秋季,有时海水有很大的气味。因此,除添加NaClO进行氧化外,还添加了活性炭过滤器,选用机械强度高的果型粒状活性炭,有效吸收有机物和异味,提高反渗透水质,减少反渗透膜表面的污染,延长膜的使用寿命。

系统控制
   整个反渗透海水淡化控制系统设计采用国内外先进的计算机程序进行控制,分散采样控制和集中监控操作的控制系统由工业计算机和操作站的可编程控制器(PLC)组成。根据工艺参数设置高低压保护开关和自动切换装置。当电导率、流量和压力异常时,可实现自动切换、自动联锁报警和停机,以保护高压泵和反渗透膜元件。变频控制高压泵的启动和停止,实现高压泵的软运行,节约能耗,防止水锤或背压损坏高压泵和膜元件。程序设计可实现反渗透装置启停前后的低压自动冲洗。特别是在停机期间,浓缩海水的亚稳状态将转化为沉淀,污染膜表面。低压淡化水自动冲洗可替代浓海水,保护膜表面不受污染,延长膜的使用寿命。它可以显示、存储、计数、制表和打印系统的相关参数,如温度、流量、水质和输出。监控操作中的动态过程流程图清晰直观,系统控制简化了手动操作,确保系统能够自动、安全、可靠地运行。