海水淡化工程前置化設計分析

方昱杰 白佳威

杭州水處理技術研究開發中心有限公司 浙江杭州 310000

1 工業設計

3D技術起初應用在產品設計中，因其具有簡單、靈活、易上手的特點而經常跨界于各個設計行業[1]。因其匹配了強大的后期渲染功能，可以快速高效完成產品預覽和動畫展示工作。在水處理行業中，工業設計經常應用在中小型產品設計當中，例如：凈水機、淡化機、箱式裝置等，而在工程類淡化項目中極少有涉及。盡管如此，隨著市場的飽和化，工業設計應用在水處理工程中的優勢將越發明顯。隨著膜法海水淡化技術的進步，制水成本不斷降低，膜法海水淡化的競爭力日益增強。IDA 統計結果表明，目前膜法技術已占全球海水淡化市場超過 60% 的份額。全球已建最大膜法海水淡化工程已達 63萬 t/d，最大膜法海水淡化單機容量已達3.5萬t/d，未來膜法海水淡化工程的發展仍將保持強勁上升態勢。

經過多年的研發積累，我國膜法海水淡化技術已日趨成熟，市場增長迅猛。目前，國內最大膜法海水工程規模為10萬t/d，單機規模已突破3.5萬t/d。已建項目由國外公司主導建設，轉向國內公司主導建設。2010年前，如天津新泉10萬t/d、青島百發10萬t/d、曹妃甸 5萬 t/d等國內大型的反滲透海水淡化工程分別由凱發、百菲薩、阿科凌等國外公司主導建設。2010年以后，多數由我國自主化建設大型工程項目，如杭州水處理中心建設的玉環市亞海水淡化（一期）抗旱應急工程3萬t/d、浙江石化10萬t/d反滲透淡化工程。鑒于對多年海水淡化設計施工調試經驗，在大型海水淡化工程建設過程中的項目管理模式、質量控制技術、安裝施工技術、運行調試技術、三維設計與預覽等水平都很大提升。

1.1 6800t/d

海水淡化工程的工業設計應用工程設計規模為 6800m3/ d（二級反滲透產水計）。海水淡化站包括海水淡化預處理系統超濾部分（GBB）、反滲透系統（GBF）、調質水處理系統（GBE）、化學供應系統（GBN）、清洗系統（GBP）、加藥系統（GBQ）、濃水回收和廢水排放系統（GBR）、水分配系統（GBX），廠區鳥瞰圖如圖 1所示。該圖由工業設計 3D 技術繪制而成，并使用平面設計軟件進行文字標注。

圖 1 廠區鳥瞰圖

1.2 24000t/d

海水淡化工程的工業設計應用24000t/d 淡化項目擬采用“提溴—納濾（NF）—反滲透（RO）濃縮—石灰、燒堿、煙道氣除鈣鎂—蒸發濃縮—濃鹽水精制”工藝方案。具體過程如下：電廠排放的循環濃海水經空氣吹出法提溴后，母液進入納濾單元脫除易結垢的二價離子，納濾產水再進入RO單元進行濃縮，反滲透濃水軟化裝置去除溶液中的鈣鎂離子后再進入蒸餾濃縮單元，經蒸餾濃縮進一步濃縮得到濃鹽水[2]。濃鹽水進一步精制后，制得可用于氯堿工業的濃鹽水，廠區鳥瞰圖如圖 2所示。

圖2 廠區鳥瞰圖

1.3 30000t/d

海水淡化工程的工業設計應用30000t/d 水庫淡化項目，因水庫內的水質在不同區域和不同水深是不同的，且主要水質指標含鹽量及濁度受旱雨季及漲潮海水倒灌的影響極大；水底為淤泥，水域內水質懸浮物顆粒物、濁度變化大，故而采用如下工藝流程：原料水從取水管道取出后，經混凝沉淀池和 V型濾池處理，去除懸浮物雜質等，之后進入清水池，經加壓進入連續超濾，超濾出水供后續反滲透使用。高壓泵、增壓泵的將高壓水輸送到反滲透膜堆，產水進入產品水池。廠區鳥瞰圖如圖 3所示。

圖3 廠區鳥瞰圖

1.4 工業設計

3D 技術與平面設計技術在海淡工程中的應用如圖 4所示，通過工業設計3D 技術生成的廠區鳥瞰圖在平面設計軟件處理后，增加了很多細節和看點，比如車輛、行人、樹木、水池等，并通過環境貼圖、虛化遠景、增設云霧等二維技術，增強了圖像的層次感。

圖 4 廠區鳥瞰圖

2 結語

工業設計 3D 技術在工程前置化設計中，主要應用在項目前期預覽、結構糾錯、效果展示、技術宣傳等方面。在項目前期預覽階段，廠區總布置圖可以直觀體現工程規模以及部分工藝技術。在項目中期設計過程中，工業設計3D技術可以清晰直觀得將設備裝置、土建結構、管路走向、空間關系表現出來，適用于中期優化與快速審核。在項目投標或結題時，具有視覺沖擊力的效果圖將給人留下深刻的印象，是產品設計和工程技術強有力的宣傳手段。