反滲透海水淡化處理工藝分析與研究

張培 高德堂(昊華工程有限公司，北京 101318)

反滲透海水淡化處理工藝分析與研究

張培 高德堂(昊華工程有限公司，北京 101318)

反滲透海水淡化技術(shù)是海水淡化的主要技術(shù)，本文對(duì)反滲透海水淡化處理技術(shù)與處理工藝進(jìn)行研究分析。在反滲透法海水淡化的實(shí)際應(yīng)用過程中，反滲透膜對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求極高，所以必須對(duì)反滲透海水淡化預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。本文詳細(xì)介紹了幾種反滲透海水淡化系統(tǒng)的預(yù)處理技術(shù)，以供參考。

反滲透；海水淡化；預(yù)處理技術(shù)；工藝

1 反滲透海水淡化處理工藝

1.1 反滲透法工藝流程的確定

圖1 反滲透海水淡化處理過程的工藝流程圖

如圖1所示，這個(gè)工藝的流程圖僅僅只是一個(gè)比較初步的設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行工藝正式實(shí)施的過程中對(duì)于工藝流程發(fā)一些計(jì)算過程、選型過程、參數(shù)的確定要依照實(shí)際的實(shí)施情況進(jìn)行必要的一些微調(diào)。在整個(gè)工藝進(jìn)行實(shí)施的時(shí)候，每個(gè)步驟都不可以單獨(dú)去進(jìn)行，在整個(gè)實(shí)施的過程中，仍然需要考慮上一步驟的真正情況和下一步驟可能會(huì)出現(xiàn)的實(shí)施問題。

1.2 確定水力平衡圖

首先是對(duì)于上一步工藝流程設(shè)計(jì)圖的一種核實(shí)和校驗(yàn)；其次是對(duì)于下一步需要操作的設(shè)備進(jìn)行的選型準(zhǔn)備工作；其三是對(duì)于一些參數(shù)的確定工作以及一些計(jì)算進(jìn)行一個(gè)比較有力的依據(jù)。在進(jìn)行水力平衡圖的最終確定的過程里面，往往會(huì)碰見一些問題，經(jīng)過總結(jié)可以羅列出以下幾點(diǎn)：首先是要著力考慮當(dāng)前海水的主要化學(xué)的成分；其次是要著力考慮到海水進(jìn)行取水的方式方法；其三是需要著力考慮整個(gè)系統(tǒng)的海水回收率和能量的整體回收效率；最后要對(duì)于淡化處理過程中水資源的損失比例進(jìn)行考量。

1.3 確定取水方法

對(duì)于海水的取水方法應(yīng)該考慮到的方面有很多，現(xiàn)在總結(jié)出下面的幾點(diǎn)：首先是對(duì)于整個(gè)取水的位置確定；其次是臺(tái)風(fēng)等惡劣自然條件對(duì)整個(gè)取水設(shè)施的影響程度；再次是將已經(jīng)取得的水資源輸送到整個(gè)淡化處理系統(tǒng)中的一些方法；其四是海潮情況對(duì)取水水位的影響程度；其五是海水出現(xiàn)的溫度變化對(duì)整個(gè)取水過程的影響；最后還要考慮海水中出現(xiàn)的微生物、細(xì)菌等諸多因素的影響等等。

1.4 選擇預(yù)處理方法和保安過濾器

在現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟的反滲透海水淡化處理工藝當(dāng)中，一些預(yù)處理的方法往往可以包括有機(jī)械過濾器和超濾這兩種方法。在這兩種方法當(dāng)中，其主要的作用往往都在于如何除去海水中的一些雜質(zhì)物質(zhì)以及一些微生物，這樣才能使得經(jīng)過過濾后得到的水資源可以完完整整地達(dá)到可用水的正常標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于使用的保安過濾器，是整個(gè)海水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)過程中的最后一道工序，所以，保安過濾器的最小過濾精度往往可以達(dá)到2微米這個(gè)范圍。我們?cè)谶M(jìn)行保安過濾器選擇的過程中往往會(huì)選用一些布袋式的過濾器或者是一些微濾膜過濾器。

1.5 確定反滲透膜組件及高壓泵

反滲透海水淡化技術(shù)的一個(gè)最主要的特點(diǎn)就是利用高壓把一些水壓過膜的另一側(cè)去，這樣就可以做到反滲透的效果。在這個(gè)過程中，反滲透膜是整個(gè)海水進(jìn)行淡化的過程中最關(guān)鍵的部件，把這個(gè)反滲透膜裝在整個(gè)膜殼中，利用高壓泵的一些作用，可以把海水泵入到膜殼當(dāng)中去，當(dāng)海水經(jīng)過膜片的時(shí)候，就可以經(jīng)過滲透出現(xiàn)一些淡化水。所以，對(duì)反滲透膜組件和高壓泵進(jìn)行選擇是這些流程當(dāng)中一個(gè)非常重要的一環(huán)。

2 反滲透海水淡化預(yù)處理技術(shù)

2.1 微濾技術(shù)

對(duì)于微濾技術(shù)而言，是一種利用壓力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的膜分離技術(shù)，這種技術(shù)的目的是過濾一些0.1～10μm大小的顆粒、細(xì)菌等物質(zhì)，這種技術(shù)屬于篩網(wǎng)狀過濾技術(shù)。微濾膜在多數(shù)情況下是一種對(duì)稱結(jié)構(gòu)的膜，往往具有一個(gè)比較整齊而且均勻的多孔狀結(jié)構(gòu)。可以采用這些微濾結(jié)構(gòu)作為預(yù)處理的往往都具有以下這么幾個(gè)特點(diǎn)：首先出水的SDI在3以下，其次，對(duì)原水的水質(zhì)波動(dòng)情況的總體適應(yīng)能力比較強(qiáng)，最后占地的面積比較小，而且是組合式設(shè)備，這樣可以非常方便整個(gè)水處理系統(tǒng)的擴(kuò)建增容。

2.2 超濾技術(shù)

超濾技術(shù)對(duì)于海水淡化而言也是一種利用壓力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的膜分離技術(shù)，這種技術(shù)的平均孔徑在2-100nm之間，這也就是介于微濾和納濾之間的大小。它可以進(jìn)行篩分的孔徑非常小，對(duì)一些致病的微生物和一些天然有機(jī)物以及氨氮等成分都可以進(jìn)行有較的處理，這種技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于飲用水、制藥等行業(yè)當(dāng)中。

2.3 多介質(zhì)過濾技術(shù)

多介質(zhì)過濾技術(shù)是一種物理水處理技術(shù)，在該技術(shù)中無需添加任何化學(xué)藥劑，設(shè)備機(jī)組集成自動(dòng)化、智能化控制，耗能低，安全穩(wěn)定性較高。多介質(zhì)過濾技術(shù)主要是通過原水加壓系統(tǒng)的加壓泵將待處理的水抽入水處理系統(tǒng)，經(jīng)全自動(dòng)逆洗多介質(zhì)深度處理，其中，全自動(dòng)逆洗深度處理系統(tǒng)中設(shè)有活性炭吸附過濾器，其作用是去除水中的異味和氯化物等。除砷、鐵∕錳裝置。作用是去除水中的砷、鐵∕錳等雜質(zhì)和有害物質(zhì)。阻垢器。可防止水中的鈣和鎂經(jīng)加熱后反應(yīng)生成碳酸鈣。原水紫外線消毒系統(tǒng)可以對(duì)管網(wǎng)水進(jìn)行殺菌，分解臭氧等。

3 結(jié)語

我國(guó)海水淡化處理技術(shù)的應(yīng)用還尚在初始階段，在研究與應(yīng)用中缺乏經(jīng)驗(yàn)與理論積累，所以對(duì)反滲透海水淡化處理工藝需要借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)膜材料與工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)，降低成本、提高技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)海水淡化處理技術(shù)的發(fā)展。

[1]張海春，陸阿定.反滲透海水淡化預(yù)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].能源環(huán)境保護(hù)，2016（10）：1-4.

[2]仲曉華.新形勢(shì)下反滲透法進(jìn)行海水淡化工藝分析[J]，化工管理，2015（11）:166-167.