《反浸透海水淡化技术的开展及延伸.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反浸透海水淡化技术的开展及延伸.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、反浸透海水淡化技术的开展及延伸wangsl导语：水是生命的源泉，是社会和经济开展的命脉，是人类珍贵的不可替换的自然资源。l、前言水是生命的源泉，是社会和经济开展的命脉，是人类珍贵的不可替换的自然资源。当前缺水已成为世界性问题，成为制约社会进步和经济开展的瓶颈，解决水资源的供需矛盾，对我国的可持续开展是非常迫切的和重要的。我国沿海地区仅占全国土地面积的15，人口的40，但创造着60以上的社会总产值，和全国一样，沿海城市，十分是北方地区以及岛屿的供水严重缺乏，形势严重。沿海地区有丰富的海水资源，用海水淡化技术向大海要淡水，知足沿海城镇和岛屿对淡水的需求或者紧缺需求，是自古以来人们所梦寐以求的，如今
2、已变为现实。反浸透海水淡化不仅技术上完全可行，而且在许分情况下是经济的。2、反浸透的开展大概情况海水淡化是从海水中获取淡水的技术和经过。早在50年代，为解决“水的危机，美国从52年起专设盐水局，74年后转为资源技术局，不断推进水资源和脱盐的技术进步，其中反浸透法海水淡化SWRO就是1953年据膜和海水界面有一纯水层而提出的；73年日本通产省下设造水促进中心，专门研究节能的脱盐技术，欧洲那么在尤里卡等方案下推动海水淡化的开展，它们也都以膜法为重点。经过近50年的研究、开发和产业化，SWRO自70年代进入海水淡化市场之后，开展特别迅速。RO用膜和组件已相当成熟，组件脱盐率可高达99.5以上，有约2
3、0年的经历积累，SWRO工艺经过也逐渐成熟，近年来，功交换器和压力交换器的开发成功使能量回收效率都高达90%以上3，进而使SWRO的本体能耗在3kWh/m3淡水以下，成为从海水制取引用水最廉价的方法，进一步增强了SWRO的竞争力。近几年来，在国际海水淡化招标中，SWRO以投资最低，能耗最省，本钱最低，建造周期短等上风而屡屡中标。SWRO所以能如此成功，与其在膜、组器、设备和工艺等方面的创新性开拓是分不开的。下面是着几方面的扼要的开展大概情况：3、反浸透的一些重大的创新进展3.1反浸透膜的进步在反浸透膜开展的历史中，不对称膜和复合股的研发是创新的两个范例。3.1.1不对称膜Loeb和Sotrir
4、ajan于1960年制得了世界上第一高股盐率，高通量，不对称醋酸纤维素CA反浸透膜，其创新在于，以往的膜皆为均相致密膜约0lmrn厚，传质速度极底，无实用价值，而不对称膜仅表皮层是致密的约0.2m厚就这一点，是传质速度进步了近3个数目级，表1给出了1968年研制的CACTA膜的性能。目前通用的CA反浸透膜多用于外表水处理，表2给出了其根本的膜性能。3.1.1复合膜不对称膜在高压下中间过渡层有压密现象，使水通量下降，为此在1963年提出了复合膜的概念，其创新点在子膜的脱盐层和支撑层分别由优选的材料来制备，如脱盐层约0.2m厚是芳香族聚酰胺，支撑层是聚砜，这是膜的性能进一步进步.3.2膜组器技术的
5、不断开展反浸透膜组器技术的创新，伸膜的性能得以充分的发挥，这里十分提出的是中空纤维反浸透器和卷式反浸透元件。3.2.1中空纤维反浸透器经太多年的研究开发，1970年美国DuPont公司推出B9型苦咸水脱盐用中空纤维反浸透器，作为重大化工进展而获得1971年美国化工学会奖。其特点是：一支直径4英寸的反浸透器可内含90万条084m，142m的中空纤维，外表积达150m2，在2.6MPa下苦咸水脱盐可达8m3/d以上。3.2.2卷式反浸透元件同样地，自1964年提出卷式元件概念，经十多年的屡次更新换代，卷式元件也于1970年代中商品化，其构思是数个膜对绕中心多孔产品水管卷起来，呈筒状，其中，膜对是由
6、两张膜脱盐层向外和置于中间的产水流道布组成，除靠中心多孔产品水管的一边外，其他三边都用粘合剂密封；使用时，将其放入压力容器中，这一构型使膜片的使用和消费十分是复合膜得以急剧扩展。目前广泛使用的组件就是上述的这两种，中空纤维组件堆砌密度达10000m2/m3，卷式元件的达1000m2/m3，固然后者堆砌密度低些，但对进水预处理的要求不像中空纤维组件那么严。目前广泛应用的中空纤维组件有DuPont公司的芳族聚酸胺的如B10型6845TR，产水量约26m3d和日本东洋纺的三醋酸纤维素的如HR8355，产水量约12m3d。卷式元件多由美、日的数家公司消费如美国的Filmtec和Hydranautics
7、，日本的Nitto和Toray等，现多用复合膜制作，且以直径为8英寸的居多一般产水量约20m3d。3.3关键设备的不断改良与此同时，膜脱盐用的关键设备，如高压泵和能量回收装置也得到快速的开展。除高压泵的品种和型号不断增多，容量不断增大，以及效率不断进步之外，十分应提及的是能量回收装置，反浸透海水淡化所以能成为有竞争力的经过，能量回收装置的作用功不可没。第一代能量回收装置是与高压泵电机主轴相连的涡轮机，用脱盐后的高压浓海水冲击往返收能量，效率约50；第二代产品是水力涡轮增压器，其优点是不必与泵的主轴相连，安装方面，效率也在50左右；第三代产品为功或者压力交换器，互接将压力由浓海水传给新进的海水，
8、效率大于90，这样反浸透海水淡化的本体耗电降到3kwhm3以上。3.4工艺经过的持续开发据反浸透膜和组器技术的进步，SWRO工艺也不断地开展，主要工艺经过如下：3.4.1二级海水淡化工艺1970年代商用RO膜脱盐率仅在95一98时，为了从海水中制取饮用水而采用此工艺，第一级的产水约2000mg/L,再经第二级进一步淡化为饮用水，第二级的浓水返回第一级作为局部进水，显然该经过能耗是高的，约10kwh/rn3以上。3.4.2一级海水淡化工艺1970年代末，十分是1980年代中期以后，RO膜的脱盐率达99.2%以上，这为一级SWRO创造了条件。海水经一级RO后，产水即为饮用水300400mg/1，水
9、回收率3035%。3.4.3高压一级海水淡化工艺这是近年来，为了进一步进步回收率而提出的新工艺之一。通常一级SWRO的操纵压力在5.5MPa，而假设进步到8.4MPa下操纵，那么可达60的回收率，这样海水预处理省了，试剂用量少了，能耗也低了，新建的SWRO厂可采用该工艺3.4.4高效两段法这也是进步回收率的新工艺，这是一级两段工艺的改良，在两段间设增压局部，第一段的浓海水经增压和最终的能量回收局部相结合进入第二段，这也可使回收率达60。该工艺不仅合适于新建的研件SWRO厂，且可将以前的一级SWRO厂增设第二段，变其产量增加一半。另外沙特海水转化公司的研发中心提出纳滤NFRO一蒸馏的新工艺；也有
10、人提出利用深海的静压力进展SWRO淡化，相似地，上海一环境公司提出用人造水柱的静压力进展SWRO淡化等。4.SWRO技术的延伸4.1RO脱盐技术除SWRO淡化，解决沿海地区和岛屿用水紧张状况之外，RO广泛用于苦咸水淡化以及纯水和超纯水的制备，并成为最经济的工艺经过。其中，纯水和超纯水的制备约占RO市场的7080，涉及电子、电力、化工、石化、医药、饮料、食品、冶金等各行业；苦咸水淡化将在西部大开发中进一步发挥作用。4.2RO预浓缩技术在膜下游获得淡水的同时，上游料液被浓缩，由于浸透压的限制，将无机盐和小分子物质浓缩到10左右是经济的，这已在化工、医药、食品和中草药等领域得以应用，在环保方面，RO
11、也用于电镀、矿山、放射、垃圾渗滤等废水的浓缩处理，水回用或者达标排放。4.3RO集成工艺RO膜经过有其特点也有其限度和使用要求，为了发挥RO的上风，采用集成膜经过是特别重要的。如上述的纯水和超纯水制备、物料的浓缩、海水的全利用等根本上都是RO与其他技术集成的。RO发挥了其脱盐和预浓缩的作用。4.4纳滤NF纳滤膜和工艺都是在RO膜和工艺研发的根底上形成的，NF膜的孔径在纳米级，其对单价盐类易透过，而对多价盐和分子量1000以下的物质截留率很高，这一特点，决定了其在饮用水净化、水软化及生物、医药、化工等行业的别离、净化和浓缩中的广泛应用，成为改造传统消费工艺，开发新工艺经过方面的一项重要技术。图1
12、315是几个纳滤应用的流程示意略。5、海水淡化的技术经济评价海水淡化的技术经济评价是正确把握技术方案的重要环节之一，在大多数情况下是决定性的。该评价是在统一可比的条件下，对各方案进展综合分析，既考虑技术上的先进、高效、可靠性、平安、简便和灵敏等，又要考虑经济上的节能降耗、投资省、本钱低、人工少等，还应考虑环境因素，如是否有三废和处理措施及对环境的影响等。严格按照技术经济评价的原那么、标准和方法，遵循评价采用的各个步骤，在技术经济综合分析的根底上，确定各方案的优劣并提出取舍意见。下面仅给出近几年国际招标和咨询的一个海水淡化工程的例子。6、结语40多年来，RO从一个概念，至实验室最终成为目前股盐技术中的姣姣者，是大量创新的思维，创新的技术编织而成的结果。RO技术可以为已接近开展的顶峰期，但仍有相当大的余地可进一步开展，十分是集成工艺方面，将是RO更大发挥上风的主要方向。