海水淡化設備廠海島海水淡化解決方案
對于一些遠離大陸的小型海島,在缺乏水資源的同時,也缺乏常規(guī)的電力資源,而電力是海水淡化裝置的重要能源,因此,國內(nèi)外研究者們做了很多的嘗試與實驗,將風能、太陽能、波浪能等可再生能源與海水淡化工藝相結合,來解決海島的水資源短缺的問題。
統(tǒng)計顯示,我國共有1萬多個海島。其中,有常住居民的島嶼近500個,除208個海島靠大陸管線引水、船送飲水和海水淡化外,剩余的270多個有居民海島普遍缺水或嚴重缺水,無居民海島更是缺水或無水。
令人欣慰的是,近年來隨著國家對海洋事業(yè)的關注程度不斷升高,海水淡化與海島供水安全這一課題,逐步走向戰(zhàn)略層面,被廣泛列入各級各類規(guī)劃當中。
混凝過濾
混凝過濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質(zhì),降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用污染指數(shù)(FI)來計量,要求進入反滲透設備的給水的FI值<4。由于海水比重較大,pH值較高,且水溫季節(jié)性變化大,系統(tǒng)選用FeCl3作為混凝劑,其具有不受溫度影響,礬花大而結實,沉降速度快等優(yōu)點。
化學調(diào)節(jié)處理
為防止海水淡化過程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無機鹽類,如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表面和系統(tǒng)管道件上結垢沉淀,海水在進入反滲透脫鹽系統(tǒng)前要添加防垢劑。
投加H2SO4調(diào)節(jié)海水pH值,分解海水中的HCO-3,以防止CaCO3沉淀,是海水的方法。投加(NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同時產(chǎn)生的副產(chǎn)品磷酸鹽會助長微生物、細菌和藻類的生長,使用有一定的局限性。而從西方國家進口的高分子聚合物阻垢劑價格較高,會直接影響海水淡化工程的運轉(zhuǎn)費用。本工程終選用H2SO4作為阻垢劑,控制反滲透系統(tǒng)給水的pH值在6.8~7.0之間,同時控制海水淡化系統(tǒng)水回收率,以防止CaSO4沉淀析出。
考慮到在反滲透海水淡化系統(tǒng)中采用以芳香聚酰胺為膜材料的復合膜元件,其耐氧化性差,要求進水中余氯含量在0.1mg/L以下還原劑脫,因此海水在進入膜系統(tǒng)前投加NaHSO3,控制海水進反滲透裝置前的氧化還原電位(ORP),使進反滲透裝置前的海水氧化還原電位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。
去除海水中的有機物和異臭異味
環(huán)島海域的海水受周邊環(huán)境影響較大,海水化學耗氧量(COD)在1.7~2.5mg/L,尤其在夏、秋季節(jié)有時海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進行氧化外,增設活性炭過濾器,選用具有較高機械強度的果型顆?;钚蕴磕苡行У匚接袡C物和異臭異味,提高反滲透產(chǎn)水水質(zhì),同時能減輕對反滲透膜面污染,延長膜使用壽命。
保安過濾
保安過濾采用316L濾器,5μm濾芯,過濾進高壓泵前的海水,阻擋海水中直徑大于5μm顆粒雜質(zhì),確保高壓泵,能量回收裝置和反滲透膜元件安全,*運行。
高壓泵和能量回收裝置
高壓泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化提供能量轉(zhuǎn)換和節(jié)能的重要設備,按反滲透海水淡化所需的流量和壓力選型,我們選用美國泵工業(yè)公司專為海水淡化工程研制的單級離心泵,具有60m3/h流量,揚程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型,具有水力透平結構,能利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進水壓力提升30%,有效地降低能耗。
反滲透膜元件與裝置
反滲透膜元件是反滲透海水淡化的核心部件,選用美國陶化學公司Filmtec卷式膜元件,該元件具有大于99%高脫鹽率,較好的耐壓性和抗氧化耐污染性能。配置低壓自動沖洗排放和淡化水低壓自動沖洗置換,不合格產(chǎn)水自動切換排放裝置。在該系統(tǒng)中還設置高、低壓保護和高壓泵,清洗泵的聯(lián)鎖。