反滲透工程的系統設計基礎與

RO海水淡化實例反滲透透工藝藝流程程的設設計依依據反滲透透最終終用途途：產品品水的的具體體用途途，它它決定定了為為滿足足用戶戶需要要的水水質和和水量量。對對飲用用水，，通常常要求求滿足足公共共衛生生標準準或世世界衛衛生組組織標標準。。然而而產品品的性性能并并不嚴嚴格的的要超超過所所需值值，因因為高高于所所需的的產水水量或或產水水水質質將增增加產產品水水的費費用，，產生生明顯顯的負負面影影響。。相關處處理：：在RO透過液液使用用前，，通常常需要要對其其作些些后處處理。。至少少，需需要脫脫氣以以去除除為控控制結結垢對對進料料水酸酸化而而產生生的CO2和進行行pH調節，，以防防止下下游系系統發發生腐腐蝕。。預處處理即即垢的的控制制，方方法有有pH值的調節、緩蝕劑劑軟化、微生物控控制、氯化/脫氯，對懸浮固體體、膠體、金屬氧氧化物、有機物等等的去除。出水后處理的要求求取決于應用，需需按具體情況加以以確定。對許多工工業應用，后處理理包括采用樹脂除除鹽和紫外線消毒毒。對城市應用要要附加pH調節、脫氣及用氯氯消毒。反滲透膜的選擇：：膜性能可受與膜本本身及其構型無關關的一些因素的影影響，例如預處理理及系統的操作與與維護，然而，需需根據進料水的水水質及最終用途仔仔細考慮選擇膜材材料及膜構型。對對于不同公司膜的的選擇一般根據經經驗，但對于國外外公司的膜還是比比較放心的，根據據手冊選用。膜一、評價指標1、脫鹽率和透鹽鹽率2、產水量（水通量量）常用加侖每平平方英尺每天（GFD）表示。過高的滲滲透流率將導致垂垂直于膜表面的水水流速加快，加劇劇膜污染。3、回收率①單位面積上透水水量大，脫鹽率高高；②②機械強度好，多多孔支撐層的壓實實作用小；③③化學穩定定性好，耐酸、堿堿腐蝕和微生物侵侵蝕；④④結構均勻，使用用壽命長，性能衰衰降慢；⑤⑤制膜容易，價價格便宜，原料充充足反滲透高壓泵選擇擇：高壓泵提供膜生生產所需產水流量量及水質的壓力。。常用泵的類型是是單級、高速離心心泵；柱塞泵；多多級離心泵。通常常單級離心泵效率率最低，柱塞泵效效率最高。對于小小系統采用高速離離心泵，對于大系系統采用多級離心心泵為佳。目前國國產的南方泵業比比較好的，丹麥麥格蘭富泵是國際際流行的、要滿足足膜設計的壓力和和流量要求。3噸設備設備流程反滲透系統主要包括系統泵、、反滲透裝置（反反滲透膜及膜殼、、機架、電控箱））、沖洗/清洗裝置及中間水水箱。整體設備反滲透的影響因素素反滲透膜的水通量量和脫鹽率是反滲滲透過程中關鍵的的運行參數，這兩兩個參數將受到壓壓力、溫度、回收收率、給水含鹽量量、給水PH值因素的影響。1、進水壓力進進水壓力本本身并不會影響鹽鹽透過量，但是進進水壓力升高使得得驅動反滲透的凈凈壓力升高，使得得產水量加大，同同時鹽透過量幾乎乎不變，增加的產產水量稀釋了透過過膜的鹽分，降低低了透鹽率，提高高脫鹽率。當進水水壓力超過一定值值時，由于過高的的回收率，加大了了濃差極化，又會會導致鹽透過量增增加，抵消了增加加的產水量，使得得脫鹽率不再增加加。2.、進水溫度溫度度對反滲透的運行行壓力、脫鹽率、、壓降影響最為明明顯。溫度上升，，滲透性能增加，，在一定水通量下下要求的凈推動力力減少，因此實際際運行壓力降低。。同時溶質透過速速率也隨溫度的升升高而增加，鹽透透過量增加，直接接表現為產品水電電導率升高。溫度度對反滲透各段的的壓降也有一定的的影響，溫度升高高，水的粘度降低低，壓降減少，對對于反滲透膜膜的通道由于污堵堵而使湍流程度增增強的裝置，粘度度對壓降的影響更更為明顯。反滲滲透膜產水電導對對進水水溫的變化化十分敏感，隨著著水溫的增加，水水通量也線性的增增加，進水水溫每每升高1℃，產水通量就增加加2.5％～3.0％；其原因在于透透過膜的水分子粘粘度下降、擴散性性能增強。進水水水溫的升高同樣會會導致透鹽率的增增加和脫鹽率的下下降，這主要是因因為鹽分透過膜的的擴散速度會因溫溫度的提高而加快快。3、進水pH值

各種種膜組件都有一個個允許的pH值范圍，進水pH值對產水量幾乎沒沒有影響；但是即即使在允許范圍內內，PH值對脫鹽率也也有較大影響，，一方面pH值對產品水的電導導率也有一定的影影響，這是因為反反滲透膜本身大都都帶有一些活性基基團，pH值可以影響膜表表面的電場進而而影響到離子的的遷移，pH值對進水中雜質質的形態有直接接影響，如對可可離解的有機物物，其截留率隨隨pH值的降低而下降降；另一方面由由于水中溶解的的CO2受pH值影響較大，pH值低時以氣態CO2形式存在，容易易透過反滲透膜膜，所以pH低時脫鹽率也較較低，隨pH升高，氣態CO2轉化為HCO3－和CO32－離子，脫鹽率也也逐漸上升，pH在7.5～8.5之間時，，脫鹽率達到最最高。4、進水鹽濃度度滲透壓是水水中所含鹽分或或有機物濃度的的函數，含鹽量量越高滲透壓也也增加，進水壓壓力不變的情況況下，凈壓力將將減小，產水量量降低。透鹽率率正比于反滲透透膜正反兩側鹽鹽濃度差，進水水含鹽量越高，，濃度差也越大大，透鹽率上升升，從而導致脫脫鹽率下降。對對同一系統來說說，給水含鹽量量不同，其運行行壓力和產品水水電導率也有差差別，給水含鹽鹽量每增加l00ppm，進水壓力需增增加約0.007MPa，同時由于濃度度的增加，產品品水電導率也相相應的增加。5、懸浮物水水中的懸浮物就就是指在水濾過過的同時，在過過濾材料表面殘殘留下的物質，，以粒子成分為為主體。懸浮物物含量高會導致致反滲透和納濾濾系統很快發生生嚴重堵塞，影影響系統的產水水量和產水水質質。6、回收率回收收率對各段壓降降有很大的影響響，在進水總流流量保持一定的的條件下，回收收率增加，由于于流經反滲透高高壓側的濃水流流量減少，總壓壓降降低，回收收率減少，總壓壓降增大，實際際運行表明，回回收率即使變化化很小，如1%，也會使總壓差差產生0.02MPa左右的變化。回回收率對產品水水電導率的影響響取決于鹽透過過量和產品水量量，一般說來，，系統回收率增增大，會增加濃濃水中的含鹽量量，并相應增加加產品水的電導導率。反滲透膜元件的的指標離散特性性如果系統設計目目標是脫鹽率最最高或是膜通量量比最小，通過過技術指標差異異膜元件組的最最佳排列，可以以使系統運行指指標得到一定程程度的提高。而而元件的隨機排排列將可能使系系統調試及運行行指標惡化“膜元件件之間間技術術指標標的差差異越越大，，系統統運行行調試試指標標可優優化調調整的的潛力力越大大。膜位置置與凈凈化關關系反滲透透電控控裝置置反滲透透水處處理變變頻控控制系系統工工作原原理水處理理控制制系統統中，，水流流量的的調節節是在在整個個系統統控制制的一一個主主要內內容，，水量量準確確的調調節可可以提提高生生產的的效益益和設設備的的安全全性。。本系系統中中，水水泵電電機是是輸出出環節節，轉轉速由由變頻頻器控控制，，實現現變流流量控控制。。變頻頻器接接受控控制器器的信信號對對水泵泵電機機進行行速度度控制制，控控制器器綜合合流量量設定定參考考值與與現場場反饋饋的實實際流流量值值信號號后，，經過過PID調節，向變頻器輸輸出運轉頻率指令令。反滲透水處理變頻頻控制系統集成反滲透水處理變頻頻控制系統組成如如下圖所示,系統控制核心選用用西門子S7-400PLC，變頻器選用MM420涉及到的模塊有：：SM321-1BL00，32路DI模塊(DC24V)；SM322-1BL00，32路DO模塊(DC24V)；SM331-1KF01，8路AI模塊；SM332-5HF00，8路AO模塊。工程師站與與PLC通訊選用通訊卡CP5611。反滲透系統常見形形式一級一段連續式single-stagesingle-part一級一段循環式一級多段段連續式式一級多段段循環式式多級流程程一級一段段連續式式這種方式式要求膜膜的溶質質截留率率高，操操作壓力力大，否否則，水水的回收收率不高高，在工工業生產產中較少少采用。。一級一段段循環式式為了提高高水的回回收率，，將部分分濃縮液液返回進進料，再再次經經過膜分分離器分分離，這這種流程程由于進進料液溶溶質濃度度提高，，所以透透過的水水質有所所下降。。一級多段段連續式式如圖4-14所示，這這種流程程可以得得到較高高的水回回收率，，較高濃濃度的濃濃縮液，，但流流動壓力力損失較較大，有有時需要要高壓泵泵。考慮慮到各段段的料液液量依次次減小，，為了保保證原料料液流經經膜表面面有足夠夠大的速速度，減減少濃差差極化，，多采用用4-14(b)所示的一一級多段段連續式式的錐形形排列。。一級多段段連續式式在一級多多段中可可以達到到更高的的水回收收率和濃濃縮水濃濃度，這這要求更更高的高高壓泵，，以保證證后段膜膜的工作作壓力。。考慮保保證足夠夠的給水水量以減減少后段段膜的極極化現象象。多采用4-14(b)所示的一一級多段段連續式式的錐形形排列。。圖4-14一級多段段連續式式流程一級多段段循環式式這種流程程能獲得得較高濃濃度的濃濃縮液，，更適于于以濃縮縮為目的的分離過過程。一級多段循環環式當用反滲透作作為濃縮過程程時，一次濃濃縮達不到要要求時，可以以采用這種多多步式方式，，這種方式濃濃縮液體體積積可減少而濃濃度提高，產產水量相應加加大。多級流程多級流程亦有有連續式與循循環式之分，，這一類流流程既可提高高水的回收率率又可提高淡淡化水的質量量，而且可降降低操作壓力力，降低對膜膜的脫鹽性能能的要求，在在實際應用用中有較高的的價值，但是是該類流程增增大了能量消消耗及泵的設設備投資。圖圖4-16(a)(b)分別為二級和和多級反滲透透流程。3、兩級一段法法當海水除鹽率率要求把NaCl從35000mg/L降至500mg/L時，則要求除除鹽率高達98.6％如一級達不不到時，可分分為兩步進行行。即第一步步先除去NaCl90％，而第二步步再從第一步步出水中去除除NaCl89％，即可達到到要求。如果果膜的除鹽率率低，而水的的滲透性又高高時，采用兩兩步法比較經經濟，同時在在低壓低濃度度下運行時，，可提高膜的的使用壽命。。多級流程4、多級反滲透流流程在此流程中，，將第一級濃濃縮液作為第第二級的供料料液，而第二二級濃縮液再再作為下一級級的供料液，，此時由于各各級透過水都都向體外直接接排出，所以以隨著級數增增加水的回收收率上升，濃濃縮液體體積積減少濃度上上升。為了保保證液體的一一定流速，同同時控制濃差差極化，膜組組件數目應逐逐漸減少。電廠海水淡化化工程2001年2月18日投產了日產產2500噸發電廠---公開的數據基本流程海水淡化系分分為預處理系系統、一級反反滲透系統、、二級反滲透透系統。一級反滲透系系統出水電導導率平均在350μs/cm,二級反滲透系系統出水電導導率平均在5μs/cm,為了達到鍋爐爐用水的質量量標準,還需對二級反反滲透出水經經混床離子交交換處理,達到小于0.2μs/cm的水質標準。。工藝流程及出出水指標海水取水泵→加NaClO系統→加PAC、PAM系統→多介質過濾濾器→活性碳過濾濾器→加亞硫酸氫氫鈉、阻垢垢劑系統→5微米過濾器器→一級高壓泵泵→一級反滲透透→一級淡化水水池→二級高壓壓泵→二級反滲透透→除炭器→二級淡化水水池淡水反沖洗洗泵化學清洗系系統反滲透出水水指標為一級反滲透透出水:電導率在230～380μs/cm,脫鹽率≥99.3%,產水量:2×52m3/h,回收率為40%。二級反滲透透出水:電導率在3.5～8μs/cm,脫鹽率≥98%,產水量:2×40m3/h,回收率為75%。海水取水系系統該系統配置置3臺耐海水腐腐蝕的取水水泵,考慮到海水溫度度隨季節而變化化和反滲透膜運運行的最佳溫度度為25℃,因此3臺取水泵安裝在在不同的取水口口。1號取水泵水源來來自一期機組循循環水泵房。2、3號取水泵水源分分別來自2、3號機組凝汽器排排水。一級加藥系統包括電解海水制制氯、聚合氯化化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)三個加藥系統。。電解海水制氯氯是通過電解天然海水,使海水中含有一一定濃度的次氯氯酸鈉(藥液),利用加藥泵將藥藥液加入取水泵泵出口母管上,以消除預處理海海水中的細菌、、藻類等微生物物。加藥量是通過調調節電解電流來來維持多介質過過濾器進水有效氯濃度度為1mg/L左右。加PAC、PAM是為了將海水中中的懸浮物、膠膠體、顆粒凝聚聚長大,通過過濾除去。。PAC、PAM加藥量的控制是是根據進水流量量自動調節加藥藥泵頻率的比例例調節方式進過濾系系統為了保保證反反滲透透系統統污染染指數數(SDI)小于等等于4,系統設設置六臺(五用一一備)多介質質過濾濾器(石英沙沙和無無煙煤煤)和四臺(三用一一備)活性炭炭過濾濾器。。污染指指數:也可稱稱為淤淤泥密密度指指數SDI。它主主要是是檢測測水中中膠體體和懸懸浮物物等微微粒的的多少少,是測定定在一一定壓壓力和和標準準間隔隔時間間內,一定體體積的的水樣樣通過過微孔孔過濾濾器(0.45μμm)的阻塞塞率。。多介質質過濾濾器進水總流量為300m3/h,它可以濾除經預處處理加藥后所形成成的礬花和原水帶帶來的顆粒。活性性炭過濾器用以吸吸附雙濾料過濾器器出水中的有機物物和余氯,同時進一步降低反反滲透系統進水的的SDI值。多介質過濾器器的反洗設空氣擦擦洗,可以提高反洗效果果,擦洗氣源為羅茨風風機提供。過濾器器的反洗用水為多多介質過濾器產水水經反洗水箱收集集所得。二級加藥系統二級加藥的目的是是保護反滲透膜,防止膜結垢和受余余氯的氧化。它包包括加NaHSO3和加阻垢劑。(1)加NaHSO3還原劑的目的是去去除活性炭過濾器器出水的余氯,以防止其進入反滲滲透裝置內,氧化反滲透膜。NaHSO3的加藥量控制是根根據進水量自動調調節加藥泵頻率的的比例調節方式進進行。加藥泵采用用一用一備的方式式運行。二級加藥系統加阻垢劑的目的是防止濃水中的雜雜質在膜上結垢,采用的阻垢劑是一一種分散型隱蔽藥藥劑,它可以對堵塞膜微微孔的鐵膠體以及及細小的顆粒起到到分散的作用。阻阻垢劑的加藥控制制是根據進水流量量自動調節加藥泵泵頻率的比例調節節方式進行。一級反滲透系統一級反滲透系統系統由2套反滲透裝置組成成,日產水量為2500t。每套裝置由一套套反滲透膜組件、、一臺5μm過濾器和兩臺高壓壓泵組成。反滲透膜組件安裝裝在17個并聯的壓壓力容器內內,每個壓力容容器內裝6根膜元件,反滲透膜元元件采用美國陶氏TFC8040復合膜。5μm過濾器的出出力為130m3/h,外殼采用不不銹鋼316L,內裝52根長40”的5μm濾芯。它的的作用是防防止顆粒進進入高壓泵泵和反滲透透膜。反滲透裝置置配置兩臺臺出力為65m3/h、揚程為6.3MPa的不銹鋼增增壓及能量量回收一體體泵,簡稱一級高高壓泵。由于一級反反滲透濃水水的壓力接接近反滲透透進水的壓壓力,因此將反滲滲透濃水通通過能量回收系系統回收能能量,可以節約電電能,它的回收率率達到90%左右考慮到海水水溫度影響響膜的透水水率,水溫每升高高1℃,反滲透出水水將增加2.5～3%。為了降低電電耗,高壓泵采用用變頻器控控制,即用變頻器器調節高壓壓泵的運行行頻率,使反滲透的的運行壓力力適合其當當時水溫變變化的要求求,滿足正常的的產水量。。反滲透清洗洗系統在反滲透膜膜組件長期期運行后,膜表面會受受到難以沖沖洗的有機機物和微量量鹽份結垢垢的污染,而造成膜組組件性能的的下降,所以必須用用化學藥品進進行清洗,以恢復其正正常的除鹽鹽能力。二二套反滲透透裝置設置置一套共用用清洗系統統,此系統由一臺臺清洗箱,一臺清洗泵泵、一臺5μm過濾器及一一臺流量計計組成。反滲透淡水水沖洗系統統當反滲透系系統停機時時,因膜內部的的水已經處處于濃縮狀狀態,在靜止狀態態下,容易造成膜膜組件的污污染,因此還需要用淡淡水沖洗膜膜表面,以防止污染染物沉積在在反滲透膜膜表面,影響膜的性性能。系統統設置一臺臺沖洗泵和和配管。注意:沖洗水進入入反滲透裝裝置的方向向與運行水水流方向一一致，不是是反沖洗，，與多介質質過濾器不不同。二級反滲透透系統二級反滲透透系統按2套設置,日產水量1920t。每套反滲滲透裝置配配置一臺高高壓泵、一一套反滲透透膜組件和和一套控制制儀表。高高壓泵出力力為54m3/h,揚程為1.4MPa。因其進水水為一級反反滲透的產產品水,所以選用高高產水量的的超低壓膜膜元件,它具有產水水量高,運行壓力低低的特點。。每套反滲透透膜組件配配置7根壓力容器器,內裝42根美國陶氏氏BW-400膜元件,采用一級兩兩段(4:3)排列。系統統還配置了了除炭器,用以除去二二級產品水水的CO2,以利于后后級水質質處理。。由于進進水采用用一級產產品水,而一級產產品水的的主要成成分是氯氯化鈉,因此不設設任何加加藥系統統。反滲透的的保護系系統一級反滲滲透系統統設置一一級高壓壓泵入口口低壓保保護開關關,出口高壓壓保護開開關。其其作用是是為保護護高壓泵泵和反滲滲透膜。。二級反滲滲透系統統在二級級高壓泵泵出口設設置一個個慢開電電動門,當二級反反滲透系系統運行行時,使膜元件件逐漸升升至一定定壓力,減小膜沖沖擊。反滲透的的自動控控制和儀儀表5反滲透的的自動控控制和儀儀表反滲透系系統采用用PLC自動控制制的方式式運行。。其運行行和退出出主要是是控制高高壓泵的的啟動和和停止來來實現的的。而高高壓泵的的啟、停停是通過過淡化水水池的水水位變化化來決定定的。系系統的啟啟動、停停止和過過濾器的的反洗都是在自自動下進進行的。。為了控制制、監測測反滲透透系統正常運行行,還配置了了一系列列的在線線測試儀儀表。它它包括ORP表、pH測量儀、電導導率表、流量量計、壓力表表、取樣裝置置等。一級反滲透海海水淡化的運運行情況海水淡化投產產半年后檢測測,設備運行情況況正常。一級級反滲透的產產水量、脫鹽鹽率和產水質質量都能達到到設計要求。。檢查一級反反滲透進水壓壓力與濃水出出口壓力的差差值與剛投產產時一樣,且出水流量和和產品水質都都滿足設計要要求。可以肯肯定反滲透膜膜運行情況良良好,膜沒有受到污污染。檢測指標：多多介質過濾器器出水污染指指數一般為2.6～3.8左右,由于海水的懸懸浮物和膠體體較多,預處理比較困困難,通過調整預處處理加藥試驗驗,確定多介質過過濾器周期制制水量為800t及時反洗。,活性炭過濾器器周期制水量量為5000t,可以保證每臺臺過濾器失效效后能及時更更新或反洗。。海水溫度海水溫度升高高,運行壓力降低,海水溫度降低,運行壓力升高。海海水溫度在12～28℃時,運行壓力在5.5～5.0MPa內變化。一級海水水淡化反滲透膜最最適宜的溫度是25℃,這時的運行壓力是是5.1MPa。海水溫度對反滲透透膜的透水量有很很大影響,當海水溫度變化時時,通過調節高壓泵變變頻器的頻率,實現產水量為52噸t/h。變頻器的輸出頻頻率一般在44～49Hz范圍內。海水溫度對產水電電導率的影響在控制一級產水量量52t/h,回收率為40%時,海水溫度升高,運行壓力降低,產品水電導率增加加;海水溫度降低,運行壓力升高,產品水電導率減小小。海水溫度在12～28℃時,產水電導率在230～380μs/cm變化。海水的腐蝕問題題由于海水對鋼管管的腐蝕性特別別強,雖然一級反滲透透系統的5μm過濾器出口到高高壓泵入口管材材采用316L不銹鋼,但也出現多處因因腐蝕產生的漏漏點;一級反滲透裝置置的濃水出口母母管和濃水收集集支管均采用316L不銹鋼管,也出現幾處泄漏漏點。為此我們們將高壓泵入口口管段改為PVC管材,將反滲透裝置的的漏點進行了重重新補焊,消除了漏點二級反滲透運行行情況二級反滲透運行行情況良好。運運行壓力為1.1～1.4MPa,二級產水量保持持40t/h,回收率75%,產水電導率為2.8～7.0us/cm。電廠海水淡化(一期)工程關鍵設備:澄清池、濾池、、活性碳過濾器器、超濾裝置、、高壓泵、能量量回收設備、熱熱控儀表、水處處理設備、計算算機監測控制系系統投資總額:250000萬元項目性質:擬建進展階段:工程設計建設周期:2007年至2010年建設單位:發電有限公司電廠海水淡化工工程設計電廠的淡水系統統全部采用了世世界先進的“雙雙膜法”海水水淡化技術,工程投資約2億。分公司，浙江，，公開的數據））電廠海水淡化工工程自2003年3月開始采用“雙雙膜法”方案案。為了充分驗驗證方案選擇的的可行性，該廠廠于2004年4月至8月在現場進行了了超濾裝置的中中試運行。1系統設計1.1設計參數海水含鹽量：34000mg/L；水溫：15～32℃；水量：總制水水量1440m3/h(34560m3/d），分為6套，單套出力240m3/h。1.2系統流程海水→混凝澄清清→超濾→一級級反滲透→二級級反滲透1.3總平面布置海水淡化工程的的總平面布置充充分利用了循環環水系統的取排排水系統的布置置，緊靠防浪大大堤一側，自取取水、混凝澄清清、超濾過濾、、反滲透制水、、濃水排放，形形成了完整流暢暢的布局2主要系統介紹海水取水系統電廠海水淡化系系統充分利用了了電廠的循環水水系統，以降低低造價，同時可可以利用發電廠廠余熱使循環排排放水溫升高9～16℃℃的有利利條件件，降降低海海水淡淡化工工程的的能耗耗。海海水取取水口口位于于電廠廠海域域-15.6m等深線線附近近的海海域，，排水水口設設置在在-5m等深線線附近近的海海域。。循環水水系統統工藝藝流程程為：：取水水口→→自流流引水水隧道道→循循環水水泵→→供水水管道道→凝凝汽器器→排排水管管道→→虹吸吸井→→排水水溝→→排水水工作作井→→排水水管→→排水水口。。海水經經過循循環冷冷卻之之后，，冬季季工況況有16℃℃左右的溫升升，夏夏季工工況有有9℃左右的的溫升升，因因此，，電廠的海海水淡淡化系系統采采用了了兩路路進水水，一一路取取自循循環水泵出出口（（未未經熱熱交換換的海海水）），一一路取取自虹虹井，，根據原原海水水的水水溫變變化采采用不不同的的進水水方式式，基基本保證水水溫在在20～30℃℃，調整整后維維持25℃℃左右。。海水預預處理理系統統海水反反滲透透（SWRO）給水水預處處理技技術包包括消消毒、凝凝聚/絮凝、、澄清清、過過濾等等傳統統水處處理工工藝及及膜法等新新的水水處理理工藝藝，膜膜法預預處理理主要要包括括微濾濾（MF）、超超濾（（UF）和納納濾（（NF）等。。預處處理的的目的的：除除去懸懸浮固固體，，降低低濁度度；控控制微微生物物的生生長；；抑制制與控控制微微溶鹽鹽的沉沉積；；進水水溫度度和pH的調整整；有有機物物的去去除；；金屬屬氧化化物和和含硅硅化合合物沉沉淀控控制混凝澄澄清沉沉淀系系統為了降降低海海水中中的含含砂量量以及及海水水中有有機物物、膠膠體的的含量量，必必須進進行混混凝沉沉淀處處理。。混凝凝沉淀淀系統統設有有四座座微渦渦折板板式1000m3/h的混凝凝澄清清沉淀淀池，，為鋼鋼筋混混凝土土結構構，設設備內內部沒沒有轉轉動部部件，，可有有效地地減少少防腐腐成本本。經經混凝凝沉淀淀處理理后海海水濁濁度小于5NTU，運行行參數數為：：混合合時間間：3s；絮凝凝時間間：10min；沉淀淀池上上升流流速小小2.4mm/s。。混凝凝沉淀淀處理理后后水質質見表表1。2.2.2過濾系統該廠過濾系系統采用了了浸入式ZeeWeed1000型超濾膜系系統，膜元元件主要的的技術參數數為：膜材材料：聚偏偏乙烯（PVDF）；膜通量量：50-100L/m2·h；運行壓力力：0.007～0.08MPa；最大操作作溫度：40℃；pH范圍：2～13；化學清洗洗間隔期：：60～90d。2.3高壓泵高壓泵是SWRO系統的重要要部件，正正確選擇高高壓泵性能能對系統安安全性影響響很大，它它是運轉部部件，出現現故障的概概率高。對對于大型的的海水淡化化裝置，一一般采用的的高壓泵是是離心泵。。常用離心心泵的結構構形式有水水平中開式式和多級串串式。兩者者相比在結結構上應是是水平中開開式占較大大的優勢，，據稱可以以達到6年不開缸維維修，缺點點是其設備備價格昂貴貴。2.4能量回收裝裝置由于PX系列的能能量回收收裝置具具有回收收效率高，噪音音低等特特點，逐逐漸受到到用戶的的青睞。。由于設設計中它它僅有一一個轉動動部件，，沒有機機械密封封和表面面磨損，，因而維維護工作作量很低低。2.5海水淡化化系統海水經過過超濾后后，經海海水提升升泵進入入保安過過濾器，，然后進進入一級級海水淡淡化系統統。一級級海水淡淡化系統統共設6組，每組組設有壓壓力容器器58個，每個個壓力容容器內裝裝有7支膜元件件，設計計出力240m3/h（5760m3/d）。系統統總出力力為34560m3/d。玉環電廠廠海水淡淡化五個個技術關關鍵點高效混凝凝沉淀系系列凈水水技術渦旋混凝凝低脈動動沉淀給給水處理理技術””的基礎礎上發展展而來的的。其中中涉及了了水處理理工程中中預處理理的混合合、絮凝凝反應、、沉淀三三大主要要工藝，，特點是是上升流流速比較快快，占地地面積比比較少；；沒有類類似機械械攪拌澄澄清池中中的轉動動設備，，也沒有有類似于于水力加加速澄清清池中的的大量金金屬構件件，這對對于防止止海水中中突出的的腐蝕問問題是一一個比較較好的解解決方案案。超濾作為海水水淡化預處理理系統為了驗證超濾濾在工藝系統統中設置的安安全可靠性，，以及尋找最最適合的工藝藝參數，以最最大限度地優優化系統的配配置。該廠組組織了有六家家公司參與的的中試。試驗驗結果表明高高效混凝澄清清技術、超濾濾系統用于該該海水淡化工工程是可行的的。超濾出水SDI試驗結果顯顯示，產水水SDI總體上穩定定在2.5左右，從整整體趨勢來來看，隨著著時間的推推移，超濾濾產水SDI有略微上升升的趨勢，，這可能是是由于在試試驗過程中中超濾膜沒沒有得到有有效的維護護，如化學學清洗等；；進水消毒毒不徹底；；進水混凝凝澄清效果果不理想等等，造成了了海水中的的微粒、膠膠體、有機機物和微生生物等和膜膜發生了物物理化學反反應，改變變了膜的分分離能力。。試驗顯示示客觀上雖雖然存在這這種膜污染染導致的分分離能力下下降，但這這種表現為為SDI的上升的下下降趨勢極極為緩慢，，并不明顯顯值升高，超超濾出水的的SDI也高，反之之亦然。鐵鐵離子的影影響：水中中可溶解性性的過渡金金屬離子，，如Fe2+因氧化而形形成沉淀使使SDI升高；氧化化劑的影響響：試驗過過程中發現現，如果加加入次氯酸酸鈉，超濾濾出水的SDI升高。3.2.2超濾出水濁濁度海水濁度一一般在100NTU以上，但是是由于潮汐汐及天氣的的影響，濁濁度變化幅幅度非常大大，實測最最高達到2456NTU，經過混凝凝澄清之后后，一般在在15～20NTU，個別值達達到50NTU。從超濾產產水來看，，產水濁度度相對比較較穩定，基基本上在0.10NTU左右，雖有有個別值達達到了0.20NTU，但沒有出出現大的波波動，基本本上控制在在0.15NTU以下。超濾出水中中的鐵超濾進水鐵鐵的濃度變變化范圍在在25.5～1451μμg/L，去除率在在80%～90%。3.2.4超濾出水中中的硅超濾進水的的膠體硅含含量變化范范圍在1.081～10.74mg/L，出水的膠膠體硅含量量是比較穩穩定的，一一般小于2mg/L，去除率最最低時只有有10%，最高達到到98%，大部分去去除率在70%～90%之間。3.2.5超濾出水中中的COD海水中CODMn不超過10mg/L，經過超濾濾之后，產產水CODMn最高不超過5.0mg/L，也就是說超濾對對CODMn去除率比較低。相相對進水CODMn的波動，產水CODMn比較穩定，但還是是呈現比較緩慢的的上升趨勢。3.2.6超濾出水細菌總數數超濾對細菌的去除除率達到100%。3.3系統回收率的確定定目前的海水淡化工工程，回收率一般般在38%～50%之間。決定回收率率高低的因素主要要有原海水水質、、預處理系統出水水水質、膜的性能能要求、運行壓力力、綜合投資和制制水成本等。由于于玉環項目采用超超濾作為反滲透的的預處理，原海海水的含鹽量通常常在28000～32000mg/L之間，而最低水溫溫高于15℃，因此在反滲透允允許的設計條件下下，回收率越高，，系統的經濟性越越好。按照回收率率40%，45%，50%，進行了技術經濟濟比較（表2）。經分析比較，，我們確定的回收收率為45%。3.4新材料的應用海水淡化系統中另另一個重要問題就就是設備及管道腐腐蝕，根據工藝流流程中接觸介質種種類及壓力的不同同，分別采用了雙雙相不銹鋼2205、2507以及奧氏體不銹鋼鋼254Mo，低壓系統大量的的采用襯里、塑料料及玻璃鋼管道。。3.5濃水排放綜合利用用海水淡化系統中濃濃水排放是全球業業內要解決的問題題，由于發電廠循循環水中一般采用用氧化性殺菌劑來來抑制循環水系統統中藻類、貝類的的生長，在海濱電電廠大都設有電解解海水制氯系統，，反滲透濃水相當當于在原海水的基基礎上濃縮了1.6倍，因此將一部分分直接用于電解海海水制氯，可以簡簡化制取次氯酸鈉鈉系統設置，又可可提高電解制氯系系統的效率。4制水成本本分析海水淡化化的運行行成本是是大家比比較關注注的問題題，也是是評價系系統方案案可行性性的重要要依據。。根據玉玉環工程程投標商商的報價價情況、、性能指指標、使使用保證證壽命，，綜合考考慮設備備折舊、、人工、、藥品、、檢修維維護等各各方面的的因素，，以上網網電價為為基礎，，噸水的的制水成成本在4元左右。。電廠海水水淡化工工程介紹紹海水淡化化系統采采用雙膜膜法,即超濾+反滲透工工藝,設計制水水能力1440m3/h,這是目前前國內乃乃至亞洲洲地區最最大的采采用膜法法技術的的海水淡淡化工程程。(上海市,2008年）電廠位于于浙江東東南部,屬于溫帶帶氣候,海水年平平均溫度度15℃℃。根據電電廠直流流循環的的特點,循環冷冷卻水水取自自原海海水,經過凝凝汽器器后的的排水水實際溫溫升可可達9℃℃,此時從從排水水虹吸吸井取取水基基本滿滿足了了反滲滲透工工藝對對水溫溫的要要求。。按1440m3/h淡水制制水量量計算算,反滲透透淡化化工程程的原原海水水取用用量為為4200m3/h,(過濾裝裝置回回收率率以90%計,第1級反滲滲透水水回收收率以以45%計,第2級反滲滲透水水回收收率以以85%計)。從虹虹吸井井取來來的原原料海海水進進入反反應沉沉淀池池進行行凈化化處理理,除去懸懸浮顆顆粒和和部分分膠硅硅,反滲透透預處處理反滲透透裝置置的預預處理理是整整套淡淡化系系統的的關鍵鍵,可通過過傳統統工藝藝即多多介質質過濾濾器、、活性性炭過過濾器器組合合而成成,也可通通過近近年來來發展展起來來的微微、超超濾工工藝，，傳統工工藝需需設置置龐大大的介介質過過濾系系統,按表2水量計計算,需設置置直徑徑3200mm、長度度12000mm的各類類臥式式過濾濾器38臺,設備臺臺數多多,操作檢檢修工工作量龐龐大,且占地地面積積也巨巨大。。超(微)濾膜的的性能能比較較作為反反滲透透膜組組件長長期、、安全全、穩穩定運運行的的預處處理措施施,超(微)濾膜的的選擇擇至關關重要要。目目前國國際上上較為為常用用的有有:按進水水流向向分有有外壓壓膜、、內壓壓膜;按膜組組件布布置方方式分分有立立式膜膜、臥臥式膜膜;按膜絲絲材料料分有有聚偏偏氟乙乙烯(簡稱PVDF)、