① 海水淡化技术的调节处理
为防止海水淡化过程中因海水浓缩而产生难溶无机盐类,如CaCO3、CaSO4,在反渗透膜表面和系统管道件上结垢沉淀,海水在进入反渗透脱盐系统前要添加防垢剂。
投加H2SO4调节海水pH值分解海水中的HCO-3,以防止CaCO3沉淀,是海水淡化中最常用和最经济的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同时产生的副产品磷酸盐会助长微生物、细菌和藻类的生长,使用有一定的局限性。而从西方国家进口的专用高分子聚合物阻垢剂价格较高,会直接影响海水淡化工程的运转费用。本工程最终选用H2SO4作为阻垢剂,控制反渗透系统给水的pH值在 6.8~7.0之间,同时控制海水淡化系统水回收率,以防止CaSO4沉淀析出。
考虑到在反渗透海水淡化系统中采用以芳香聚酰胺为膜材料的复合膜元件 其耐氧化性差要求进水中余氯含量在0.1m g/L以下还原剂脱,因此海水在进入膜系统前投加NaHSO3,控制海水进反渗透装置前的氧化还原电位(ORP),使进反渗透装置前的海水氧化还原电位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。
② 海水变淡反渗透法如何实施
反渗透法是20世纪50年代美国政府援助开发的净水系统。60年代用于海水淡化。1981年美国曾将反渗透制造的纯水作为航天员的循环饮用水,因此用反渗透处理的纯水又称太空水。采用反渗透法制造纯净水的优点是脱盐率高,产水量大,化学试剂消耗少,劳动强度低,水质稳定,离子交换树脂寿命长,终端过滤器寿命长。反渗透技术在未来20年内将是最有效、最关键的水处理方式。这就是说纯水机的诞生无疑是饮用水市场发展的必然规律。常规反渗透法工艺流程是:原水→预处理系统→高压水泵→反渗透膜组件→净化水。其中预处理系统视原水的水质情况和出水要求 可采取粗滤、活性炭吸附、精滤等,精滤必不可少,是为了保护反渗透膜、延长其使用寿命而设立的,另外,复合膜对水中的游离氯非常敏感,因而预处理系统中通常都配备活性炭吸附。
③ 反渗透脱盐率和回收率详谈
反渗透技术在制水领域达到最高水平,其纯净度几乎达百分百,通过反渗透元件消除杂质与盐分。设备选型时,关注脱盐率与回收率两个指标,前者关乎水质,后者影响水资源利用率。膜元件标准测试回收率,如苦咸水膜元件为15%,海水膜元件为10%。实际回收率则考虑污染速度与使用寿命,单支膜元件实际回收率不超过18%,但用于第二级处理时不受此限。系统回收率则是设备整体的回收率,受给水水质、膜元件数量与排列方式影响。小型设备系统回收率普遍较低,大型工业设备则可达75%至90%,元通水处理采用新工艺,实现成本降低与膜使用寿命延长,但调整回收率需谨慎,以免加速膜元件污染。系统回收率过高可能引发产品水脱盐率下降、微溶盐沉淀与浓水渗透压过高等问题。苦咸水脱盐系统回收率多控制在75%,原水含盐量较低时可适当调整至80%,以防止结垢。
确定系统回收率需考虑膜元件串联长度与是否有循环系统。在无循环系统情况下,根据膜元件数量选择最大回收率。膜元件标准脱盐率是生产厂家在标准条件下测得的数值,实际使用时脱盐率可能会高于或低于标准值,因实际使用条件与标准测试条件不同。系统脱盐率则是整套设备表现的脱盐率,与标准脱盐率不同,且每根膜元件的实际使用条件也不同。预测系统脱盐率最简单的办法是使用厂家计算软件进行计算。设计反渗透装置、评估性能时,应依据系统实际脱盐率,而非膜元件标准脱盐率。
计算系统脱盐率的公式为:(总的给水含盐量-总的产水含盐量)/总的给水含盐量×100%。近似估算公式为:(总的给水导电度-总的产水导电度)/总的给水导电度×100%,但此方法估算值往往低于实际值,可能导致验收争议。关键词涉及锅炉软化水设备、高纯水设备、工业水处理设备等。
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④ 海水淡化能量回收装置的技术途径
1. 在我国的反渗透海水淡化工程中,操作压力通常设定在5.0至6.0MPa范围内,而排放的浓海水压力仍保持在4.8至5.8MPa高位。
2. 考虑到通常40%的水回收率,浓海水中大约有60%的进料压力能量可以回收,这具有显著的能源价值和意义。
3. 能量回收装置旨在回收反渗透系统中的高压浓海水压力能量,实现再利用,以此降低制水能耗和成本。
4. 根据工作原理,能量回收装置主要分为水力涡轮式和功交换式两大类。
5. 水力涡轮式能量回收装置通过“压力能-机械能(轴功)-压力能”的转换过程,实现能量回收,效率约在40%至70%。
6. 功交换式能量回收装置仅需经过“压力能-压力能”的直接转换,其效率可高达94%以上,因此成为国内外研究和推广的重点。
7. 功交换式能量回收产品的国际代表有美国ERI公司的PX压力交换器、瑞士CALDER AG公司的DWEER功能交换器和挪威阿科凌的Recuperator能量回收塔。
8. 国内功交换式能量回收产品包括杭州水处理技术研究开发中心的差压交换式能量回收装置(ER-CY)和等压交换式能量回收装置(ER-DY)。
9. ER-CY是一款适用于中小规模反渗透海水淡化系统的高效能量回收装置,通过与高压泵串联使用,降低了对高压泵出口压力的要求,进而减少了制水能耗。
10. ER-CY的设计原理基于差压缸,利用高压浓海水的余压能来增压进料海水。其结构特点包括两只差压缸、活塞杆相对接触、四个止回阀以及一个四通功能阀,实现自动切换和连续运行。
11. ER-CY的规格从100L/d到50m³/d,能量回收效率在95±3%之间,可多套并联使用。
12. ER-DY是专为大中型规模反渗透海水淡化系统设计的高效能量回收装置。它通常与反渗透系统高压泵并联,直接利用浓海水余压能增压进料海水,减少高压泵的规模和能耗。
13. ER-DY采用等压交换原理,通过高压浓海水直接推动压力交换管中的活塞来增压进料海水。其结构由多个压力交换单元组成,每个单元包括四通电磁换向阀、插装阀、单向阀和压力交换管,并通过PLC控制实现规律动作。
14. ER-DY的规格从500m³/d到5000m³/d,能量回收效率在94±3%之间,同样可以多套并联使用。
⑤ 反渗透回收率的计算公式
反渗透回收率的计算公式反渗透回收率(%) = (1-(进水中TDS含量÷产水TDS含量))× 100%。
一、反渗透回收率
1、系统回收率是指反渗透装置在实际使用时总的渗猜回收率,实际回收率均在75%以上。回收率是指与原水流量相关的透出水流量。
2、最常见的方法是采用浓水部分循环,即反渗透装置的浓水只排放一部分,其余部分循环进入给水泵入口,此时既可保证膜伏脊元件表面维持一定的横向流速,又可以达到用户所需要的系统回收率。
3、但切不可通过直接调整给水/浓水进出口阀门来提高系统回收率,如果这样操作,就会造成膜元件的污染速度加快,导致严重后果。
4、系统回收率越高则消耗的水量越少,但回收率过高会发生产品水的脱盐率下降。可能发生微溶盐的沉淀。浓水的渗透压过高,元件的产水量降低。
⑥ 海水淡化反渗透法
1953年首次采用的海水淡化技术,以其独特的膜分离法而闻名,通常称为超过滤法。该方法依赖于半透膜的特性,这种膜只允许水分子通过,而阻止盐分和其他溶质的渗透。海水与淡水在半透膜两侧形成分界,淡水通过膜向海水一侧扩散,造成海水液面逐渐升高,形成渗透压。当外加压力大于海水渗透压时,海水中的纯水会反向渗透到淡水一侧,这就是反渗透的过程。
反渗透法因其显著的节能特性备受青睐,其能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。自1974年起,美国和日本等发达国家逐渐将海水淡化技术的发展重点转向了反渗透法,这主要得益于其高效和经济性。
随着技术的不断发展,反渗透海水淡化技术的成本不断降低。当前,主要的研究方向包括降低反渗透膜的操作压力,提高系统的水回收率,开发更经济高效的预处理技术,以及增强系统抵抗污染的能力。这些进步使得反渗透法在海水淡化领域扮演了越来越重要的角色。
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。 从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法,目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场,逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
⑦ 海水淡化能量回收装置的技术途径
通常我国反渗透海水淡化工程的操作压力约在5.0~6.0MPa之间,从膜组器中排放的浓海水压力仍高达4.8~5.8MPa。如果按照通常40%的水回收率计算,浓海水中约有60%的进料压力能量,具有巨大的回收价值和意义。
能量回收装置的作用就是把反渗透系统高压浓海水的压力能量回收再利用,从而降低反渗透海水淡化的制水能耗和制水成本。按照工作原理,能量回收装置主要分为水力涡轮式和功交换式两大类。
在机械能水力涡轮式能量回收装置中,能量的转换过程为“压力能-机械能(轴功)-压力能”,其能量回收效率约40%~70%。功交换式能量回收装置,只需经过“压力能-压力能”一步转化过程,其能量回收效率高达94%以上,已成为国内外研究和推广的重点。
目前,国外功交换式能量回收产品主要有美国ERI公司的PX (Pressure Exchanger)压力交换器、瑞士CALDER AG公司的DWEER(Work Exchange Energy Recovery)功能交换器、挪威阿科凌的Recuperator能量回收塔。国内功交换式能量回收产品主要有杭州水处理技术研究开发中心的差压交换式能量回收装置(ER-CY)和等压交换式能量回收装置(ER-DY)。 应用领域:ER-CY是一款用于中小规模反渗透海水淡化系统的高效能量回收装置。ER-CY通常与反渗透系统高压泵串联使用,与无能量回收装置的反渗透系统相比,对高压泵出口压力要求降低,从而降低反渗透系统制水能耗。
设计原理:ER-CY采用差压缸原理,利用高压浓海水余压能来增压进料海水,其结构特点是:两只差压缸相对放置,活塞杆相对接触,四个止回阀分成两组连接,分别置于差压缸的外面,两只差压缸之间由一个四通功能阀连接,可以自动切换,实现连续运行。
负载流量:ER-CY的单套规格从100L/ d到50m³/d,能量回收效率在95±3%之间,可以多套并联使用。 应用领域:ER-DY是一款用于大中型规模反渗透海水淡化系统的高效能量回收装置。ER-DY通常与反渗透系统高压泵并联使用,利用浓海水余压能直接增压部分进料海水,降低了通过高压泵增压的进料海水的流量,从而减小高压泵的规模和能耗。
设计原理:ER-DY采用等压交换原理,利用高压浓海水直接推动压力交换管中的活塞来增压进料海水,其结构特点是:由两个以上压力交换单元组成,每个压力交换单元包括一只四通电磁换向阀、两只插装阀、两只单向阀和一根压力交换管组成,通过PLC控制电磁换向阀按规律执行动作使高压浓盐水与低压海水在压力交换管中进行直接接触式压力传递。
负载流量:ER-DY的单套规格从500m³/d到5000m³/d,能量回收效率在94±3%之间,可以多套并联使用。