純水設(shè)備詳解：反滲透海水淡化系統(tǒng)的各項功能
關(guān)鍵詞：反滲透；海水淡化系統(tǒng)；改善措施
引言
隨著中國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，雖然我國反滲透海水淡化系統(tǒng)各項功能已經(jīng)有了明顯改善，但是現(xiàn)階段依然存在很多問題亟待解決。海水淡化工程水資源系統(tǒng)是系統(tǒng)性和綜合性的系統(tǒng)，與多方面因素都有緊密聯(lián)系。
1反滲透海水淡化技術(shù)概述
所謂海水淡化技術(shù)，主要是把海水中的鹽分出去，提取其中的淡水的一種技術(shù)。經(jīng)過了半個多世紀(jì)的研究和不斷發(fā)展，這項技術(shù)已經(jīng)顯得比較幼稚，把海水淡化已經(jīng)在世界的各個地方都基本實現(xiàn)。特別是一些海灣比較缺水的地區(qū)，更是需要這項技術(shù)。當(dāng)前的海水淡化技術(shù)中，有反滲透、多級閃蒸、多效蒸發(fā)和壓汽蒸餾等。就反滲透技術(shù)來說，雖然呈現(xiàn)的相對比較晚，但是有一個最大的特點就是采用膜處理技術(shù)，與其他海水淡化技術(shù)相比，能耗比較低，也比較節(jié)能環(huán)保。所以，未來一段時間，海水淡化處置技術(shù)的核心將會是反滲透海水技術(shù)，這種技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。
反滲透技術(shù)，英文名稱是REVERSEOSMOSIS縮寫為“RO20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一項技術(shù)，屬于目前比較先進(jìn)和節(jié)能環(huán)保的技術(shù)，主要是采用反滲透膜在外界壓力作用下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離，從而很好的去處水中的雜質(zhì)和鹽分，凈化海水，提取淡水。
1.1優(yōu)點
①海水淡化使用的反滲透技術(shù)屬于一種膜處理技術(shù)，基本上具有膜應(yīng)具有的優(yōu)點，比如能耗比較低，環(huán)保性能好，對于熱敏感物質(zhì)的分離效果比較明顯等，純水設(shè)備應(yīng)用的范圍也是比較廣的而且應(yīng)用設(shè)備相對比較簡單，維修起來也比較方便。運營的費用相對其他技術(shù)是比較低的設(shè)備還比較容易定型，具有比較強的自控能力，經(jīng)營管理的時候比較方便，這樣更加有利于產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。
②反滲透膜的孔徑不大，一些細(xì)微的生物病菌都沒有方法通過反滲透膜，而且，這個膜還可以更好的處置一些有機物和一些微粒。所以，利用反滲透技術(shù)進(jìn)行海水淡化，淡化進(jìn)去的水質(zhì)是比較好的完全可以達(dá)到飲用水的規(guī)范。
③反滲透技術(shù)的原動力是壓力的分離，其設(shè)備構(gòu)造比較緊湊，設(shè)備的體積也不大，單位體積內(nèi)產(chǎn)水的量也比較高，占地面積不大，而且在操作起來比較簡單，屬于自動化水平比較高的技術(shù)。
1.2缺點
①對于反滲透膜來說，對于水質(zhì)的要求是比較嚴(yán)格的所以，進(jìn)液淡化水之前要對原有的水質(zhì)進(jìn)行一個相對比較嚴(yán)格的處置，比方，采用微慮超濾膜等一些過濾方法。盡可能的不要污染透膜，防止微孔的堵塞。
②在反滲透運行中，過濾器R.O.膜元件更換頻率相對比較高，這樣就在無形中增加了處置費用，而且運行的時候噪音是比較大的
③海水中有一些難以溶解的鹽分和一些懸浮物以及化合物等雜質(zhì)，所以，反滲透裝置在長時間使用之后，就會有裇污垢堵塞住。所以，需要在一定時間內(nèi)用特定的清潔劑對其進(jìn)行清洗，從而把膜組件的性能恢復(fù)到原有狀態(tài)。為了防止反滲透透膜上產(chǎn)生細(xì)菌，需要定期對其進(jìn)行消毒處置。
④當(dāng)前我國海水淡化的產(chǎn)業(yè)規(guī)模還不是特別大，一天的產(chǎn)量之占據(jù)世界的1%左右，海水作為冷去水的用量也只占據(jù)世界的6%左右。對于沿海地區(qū)來說，自來水的價格是偏高的由于大規(guī)模的海水淡化技術(shù)還不太成熟，沒有任何法律法規(guī)可以遵循也是其中的原因，那些有條件利用海水但是卻沒有利用的情況時有發(fā)生。
2反滲透海水淡化系統(tǒng)優(yōu)化措施
2.1優(yōu)化反滲透海水淡化系統(tǒng)
反滲透海水淡化系統(tǒng)根據(jù)工序的不同可分為四個部分：預(yù)處理系統(tǒng)、高壓給水系統(tǒng)、膜組件、后處理系統(tǒng)。
2.1.1預(yù)處理系統(tǒng)
實踐中，海水中存在大量硫酸鹽、硅酸鹽等難溶于水的鹽、泥沙，真菌、霉菌、藻類等微生物以及其他雜質(zhì)。如果未經(jīng)預(yù)處理的海水直接通過膜組件，這些污染物將會直接被半透膜膜體截留，致使膜體短時間內(nèi)受到嚴(yán)重污染，甚至發(fā)生損害，破壞膜系統(tǒng)的臨時穩(wěn)定運行，將導(dǎo)致頻換更換膜組件，造成經(jīng)濟利息過高。因此，考慮到系統(tǒng)的臨時穩(wěn)定運行，防止膜組件系統(tǒng)被快速污染甚至被破壞，造成膜組件更換頻繁，使經(jīng)濟利息過高，海水在進(jìn)入在膜組件前，相關(guān)人員必需進(jìn)行相應(yīng)嚴(yán)格有效的預(yù)處理工藝，以維護膜組件及整個系統(tǒng)平安有效的運行。比方，工程預(yù)處置系統(tǒng)按工序及作用的不同可分為二級和一級預(yù)處理系統(tǒng)。其中，一級系統(tǒng)主要包括預(yù)處置斜管沉淀池、清水池、絮凝沉淀池、純水設(shè)備加藥系統(tǒng)、無閥過濾池等。一級系統(tǒng)的作用是除去傷害膜組件的對膜組件發(fā)生嚴(yán)重污染的有害物質(zhì)，比如海水中的懸浮有機物、細(xì)菌、微生物、泥沙、膠體等。
2.1.2高壓給水系統(tǒng)
實踐中，高壓給水系統(tǒng)主要由三個部分組成：增壓泵、高壓泵、能量回收裝置，反滲透海水淡化工程的主要能耗模塊。高壓泵是反滲透海水淡化系統(tǒng)的主要能耗部件，反滲透過程的水分子通過滲透膜的驅(qū)動力是由高壓泵來提供，高壓泵是反滲透海水淡化工程高壓給水系統(tǒng)的心臟。高壓泵的電耗占高壓給水系統(tǒng)能耗的90%以上，占制水成本的70%以上，因此當(dāng)反滲透海水淡化系統(tǒng)中膜組件已經(jīng)選定的情況下，海水淡化高壓泵的效率、運行方式將直接決定反滲透海水淡化系統(tǒng)的能耗指標(biāo)。能量回收系統(tǒng)是高壓給水系統(tǒng)的另一重要組成局部。實踐中，海水經(jīng)過膜系統(tǒng)后所得的濃水仍然具有很高的壓力，如果系統(tǒng)不能將這部分濃海水中的能量加以回收利用的話，將造成極大的能量浪費。使用能量回系統(tǒng)將這部分濃海水中的能量加以回收利用，可有效的降低系統(tǒng)的總能耗，從而極大降低單位產(chǎn)水能耗。另外，能量回收裝置采用ERIPX能量回收裝置，該裝置在膜組件因老化、污染，海水溫度動搖和鹽度動搖等外部因素影響系統(tǒng)回收率的情況下，該裝置的回收效率也能基本堅持不變。
2.1.3后處理系統(tǒng)
為防止淡化水直接進(jìn)入輸水管網(wǎng)，使反滲透海水工程所產(chǎn)淡水水質(zhì)達(dá)到生活飲用水規(guī)范進(jìn)而造成黃水現(xiàn)象，相關(guān)人員要對反滲透海水淡化工程所產(chǎn)淡水進(jìn)行后處理。實踐證明，具有自適應(yīng)功能的CO2+CaCO3淡化水礦化調(diào)質(zhì)工藝可以有效解決淡水硬度和堿度等過低的問題。某工程首創(chuàng)了具有自適應(yīng)功能的CO2+CaCO3淡化水礦化調(diào)質(zhì)工藝，通過管網(wǎng)，經(jīng)過后處理的淡水將淡水輸送給用戶使用，保證人們正常用水需求。
2.2考慮多重外界因素
反滲透膜組件對溫度的變化極其敏感，海水溫度一天內(nèi)的動搖范圍較大，且不同季節(jié)日變化溫度范圍也不同，如果在運行過程中不能及時調(diào)節(jié)高壓泵的運行工況點，不只會造成反滲透海水淡化系統(tǒng)產(chǎn)水能耗的上升，且會加速膜組件的污染，造成能量的浪費及膜組件更換頻繁，從而導(dǎo)致產(chǎn)水費用增加，甚至?xí)斐僧a(chǎn)水水質(zhì)下降，因此，相關(guān)部門有必要對高壓泵進(jìn)行季節(jié)日優(yōu)化運行。為了解決反滲透海水淡化高給水系統(tǒng)季節(jié)日優(yōu)化運行問題，相關(guān)部門需要在已知每日產(chǎn)水計劃前提下，考慮季節(jié)日溫度的變化及峰谷電價影響，確定高壓泵的調(diào)速比，獲得各時段高壓泵最優(yōu)操作壓力下的最優(yōu)給水流量，使系統(tǒng)產(chǎn)水能耗最低或產(chǎn)水費用最小。
結(jié)語
海水淡化技術(shù)方面，國要積極學(xué)習(xí)國外一些先進(jìn)國家的經(jīng)驗，進(jìn)一步完善我國的海水淡化技術(shù)。研究的基礎(chǔ)上開發(fā)一系列海水淡化技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)，把那些不適用的海水淡化設(shè)備裝置淘汰掉。技術(shù)引進(jìn)的同時，要積極的強化吸收，從而解決我國淡水資源缺乏，影響經(jīng)濟發(fā)展的問題。
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