海水淡化方式与技术讲解

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1、Amiad KMTXHB 为您提供 水过滤问题的 专业的、完美的 解决方案及处理设备 KMTXHB KMTXHB 水资源是基础性自然资源和战略性经济资源，是经济社会发展的命脉 ，淡水资源短缺已成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素 之一。海水利用已成为世界许多临海国家新水源开发的战略决策,也 是缓解我国水资源短缺、促进经济可持续发展的重要途径。 一、前 言 KTXHBM 我国水资源总量28124亿立方米，居世界第六位，人均 2220立方米，为世界人均水资源占有量的四分之一，被联 合国列入13个贫水国之一，缺水地区主要分布在沿海城市 、岛屿和华北、西北地区。全国年缺水达400亿立方米，其 中

2、城市缺水90亿立方米，因缺水造成的经济损失超过2000 亿元。 (一) 我国水资源形势 (二) 世 界 各 地 缺 水 状 况 KMTXHB KMTXHB (三) 典 型 海 水 水 质 分 析 表 含盐量32000330003400035000360003900043000 Ca369.9381.5393.0404.6416.2450.8497.1 Mg1189.41226.61263.813011338.11449.61598.3 Na9780.810086. 5 10392. 1 10697. 8 11003. 4 11920. 4 13143 K399.7412.2424.7437.2

3、449.6487.1537.1 Sr6.16.36.56.76.87.48.2 HCO3134.1138.3142.5146.7150.8163.4180.2 SO42496.32574.32652.32730.42808.43042.43354.4 Cl17618. 9 18169. 5 18720. 1 19270. 7 19821. 2 21473 23675. 4 SIO23.84.04.14.24.34.75.2 F1.31.31.41.41.41.61.7 二、海水淡化技术简介 （一）常用海水淡化淡化技术（一）常用海水淡化淡化技术 过过程类别类别淡化技术术能量 蒸馏馏法 （液体 蒸

4、汽） 多级闪级闪 蒸蒸馏馏 (MSF) 热热能+电电能 多效蒸馏馏 (MED)热热能+电电能 压压气蒸馏馏 (TVC)热热能+电电能 膜法 （无相变变） 反渗透 (RO)电电能 电电渗析 (ED)电电能 KMTXHB KMTXHB KMTXHB KMTXHB KMTXHB KMTXHB KMTXHB KMTXHB 多级闪 蒸蒸馏 （MSF） 多级闪蒸是利用不同温度和压力下海水的多次蒸发来 提高淡水的产量，主要利用了海水的显热，是目前技术最 成熟的海水淡化方法，适用于大型和超大型淡化装置。 KMTX KMTXHBKMTX KMTXHB HBHB 多级闪蒸（多级闪蒸（MSFMSF）流程图）流程图

5、KMTXHB 多多 级级 闪闪 蒸蒸 (MSF(MSF ) ) 实实 景景 图图 多效蒸馏是利用前一效海水蒸发出的淡水蒸汽进一步蒸发后 一效的海水来降低能耗，提高产量，是蒸馏法中最节能的方法之一 ，主要是利用了水蒸汽的汽化潜热；规模一般在10000立方米/日以 下。 多效蒸馏 (MED) 低温多效(LT- MED)流程图 低低 温温 多多 效效(LT(LT - - MED)MED) 实实 景景 图图 反渗透 (RO) 反渗透法是将海水强制加压使淡水透过膜面进入另一 侧，从而实现海水的淡化，它具有投资省、能耗低（无 相变）、建设期短、占地少的特点，是海水淡化技术中 近二十年来发展最快的。除海湾国

6、家外，美洲、亚洲、 和欧洲，大中生产规模的装置都以反渗透法为首选。 反渗透基本原理反渗透基本原理( (渗透过程渗透过程) ) 水流方向水流方向 渗透过程渗透过程 浓水浓水 淡水淡水 半透膜半透膜 KMTXHB TXHBKM 水流方向水流方向 反渗透过程反渗透过程 压力压力 膜膜 反渗透基本原理反渗透基本原理( (反渗透过程反渗透过程) ) （二）膜法海水淡 化技术介绍 NaOH SWRO 装置 保安过滤 淡水 高压泵 能量回收装 置 压力提升泵 浓海水综合利 用进入生态产 业链 FeCl3 Cl2 H2SO4 NaHSO3 海水取水 机械过滤或超滤 混凝沉淀 清水池 典型反渗透海水淡化工艺流程

7、典型反渗透海水淡化工艺流程 过滤器产品之五 全自动过滤器 刷式 吸吮式 海水淡化处理工程的几 个关键问题 1 海水预处理 2 淡化系统的选择 3 能量回收装置 4 防腐措施 5 投资及运行成本 6 工程建设管理 1 海水预处理 KMTXHB 海水预处理目标： 防止微生物滋长，控制反渗透进水SDI 3 海水预处理措施： 杀菌灭藻、除浊度和有机物、胶体 海水预处理手段：加化学药剂、过滤 海水预处理效果直接影响反渗透膜的使用寿命 KMTXHB (1) 杀菌灭藻 主要是控制海水中微生物的繁殖、污染 a. 采用药剂： 次氯酸钠 b. 投加方式：连续氯化，有细菌后繁殖现象。 间断氯化法 c. 加药量控制：

8、12mg/L d. 药品来源：电解海水（反渗透浓水） (2) 悬浮物及胶体的去除过滤 悬浮物和胶体的危害：微粒若进入反渗透系统将造成膜元件 的污堵，难以清洗。 悬浮物和胶体去除的主要方法：机械过滤+活性碳过滤/ 超滤 常用过滤方法（砂滤与超 滤）比较 过滤过滤 方 法 优优点缺点 常规过规过 滤滤 运行经验经验 丰富 设备设备 占地面积积大，且需备备用 出水水质质不稳稳定，易受进进水条件波动动 投资资成本低对对于5um的胶体、微生物无法去除 出水水质较质较 差，一般浊浊度5NTU，SDI4 过滤过滤 方 法 优优点缺点 超滤滤设备设备 模块块化结结构设计设计 ，占地面积积小 投资资及运 行成本

9、略 高 出水稳稳定，受进进水条件波动动小 出水水质质好，一般浊浊度0.2NTU，SDI2 可以有效去除细细菌、微生物，减缓缓反渗透膜的生物污污染 提高反渗透膜元件的产产水通量 a 型式: 管式/卷式/板式/中空纤维式（外压、内压） 中空纤维膜特点- u膜面积装填密度大 u膜表面不易堵塞 u膜表面受污染后易清洗恢复 b 材质：PE/PES/PP/PVDF/PTFE等 PES材质特性- u化学性能稳定，抗氧化性能强 u清水性能好，抗污染能力强 u物理性能好，机械强度大可反洗 （3） 超滤膜组件的选择 c 几种常用的超滤膜元件 p 中空纤维膜 Norti：内压式、PES材质、外配压力容器100KD膜

10、面积40m2 INGE：内压式、PES材质、150KD膜面积45m2 Toray：外压式、PVDF材质、100KD，膜面积70m2 Pall：外压式、PVDF材质、0.1um，膜面积50m2 Koch：内压式、 PES材质、100KD，膜面积89m2 Hydranautics：内压式、PES材质、150KD膜面积46.5m2 p 卷式 Osmonics、 Hydranautics 、Koch等公司生产主要用于反渗透后 处理 （3） 超滤膜组件的选择 超 滤 膜 组 件 超 滤 装 置 实 景 图 2 海水淡化 系统的选择 海水淡化系统选择需考虑的关健因素 a 回收率 回收率不仅与膜元件的固有的

11、特性（脱盐率、平均水通量）有关，还与当 地海水水质、产水水质要求、电价、预处理系统等有密切关系。 通常回收率约为3550%，预处理为传统过滤时，回收率不宜高于40%； b膜通量 根据已经运行的海水淡化系统，当预处理为传统预处理时，膜通量大多在 1315L/m2.h； c膜元件选择 原水原水 浓水浓水 淡水淡水 原水原水 卷式反渗透膜元件卷式反渗透膜元件 淡水淡水 产水网产水网 反渗透膜反渗透膜 进水网进水网 反渗透膜反渗透膜 反反 渗渗 透透 膜膜 元元 件件 7根膜元件组装在一根压力管内 5根膜元件组装在一根压力管内 pDOW公司 SW30HRLE-400 u有效膜面积高，脱盐率高 u透水量

12、高与SW30HR-380相比，产水量增加25% u对硼的脱除率高，可满足饮用水的严格标准 u清洗液适应范围宽（PH112） u缩短膜片长度，增加膜叶数的结构，降低污染水平 有效膜面积：37m2 最高运行压力：69Bar 稳定脱盐率：99.75% 产水量：28m3/d pHYDRANAUTICS公司 SWC5 u有效膜面积高，脱盐率高 有效膜面积：34.5m2 最高运行压力：69Bar 稳定脱盐率：99.6% 产水量：22.3m3/d pTORAY公司 TM820-400 u有效膜面积高，脱盐率高 u清洗液适应范围宽（PH112） 有效膜面积：37m2 最高运行压力：69Bar 稳定脱盐率：99

13、.75% 产水量：25m3/d 3 能量回收装置 能量回收装置是膜法海水淡化发展的前提条件，海水含盐量高，渗透压力， 需要提供较高的工作压力（47MPa），而反渗透膜间压差仅0.20.3MPa，其余 95%以上的能源就浪费了，故早期膜法海水淡化技术发展十分缓慢； 近年来，能量回收技术得到显著提高，能量回收率已经达到95%，能量回收 技术的提高促进了膜法海水淡化的发展，膜法海水淡化的发展也刺激了能量回收 技术的提高。 目前世界上大致有二种能量回收装置更多地应用在海水淡化中，根据出现先 后次序：涡轮式能量回收系统、PX压力交换能量回收系统。 (1) (1) 透平式能量回收装置透平式能量回收装置 流

14、程原理图流程原理图 给水 高压泵 能量回收装置 浓水 淡化水 反渗透装置 (2) (2) 压力交换式能量回收装置压力交换式能量回收装置 流程原理图流程原理图 高压泵 给水 压力交换器 淡化水 浓水 增压泵 KMTXHB 压力交换式能量回 收装置 电耗2.5kw.h/m3 两种能量回收装置 的比较 透平式能量回收压力交换式能量回收 能量回收原理 利用浓缩 水余压冲击反 击式涡轮 机驱动 多级 离心泵 柱塞泵原理对浓缩 水 余压进 行置换回收 回收效率3580%9295% 能耗低高 设备设备 投资资低高 另需配增压泵 安装简单 ，占地空间小简单 启动动/运行简便，如同普通离心泵复杂，需联动调试 反

15、渗透海水淡化工程 制水成本分解 电费 投资成本 膜更换费 劳动力 维修费 消耗品 日本水处理站日本水处理站 MTGMTG应用应用 唐山电厂唐山电厂 海水处理应用海水处理应用 254 SMO材质滤质滤 网 预处理 海水处理应用海水处理应用 254 SMO 材质滤质滤 网 新加坡GSI 海水处理应用海水处理应用 254 SMO材质滤质滤 网 国国 外外 典典 型型 实实 例例 阿联酋：日产阿联酋：日产170000170000吨反渗透海水淡化工程吨反渗透海水淡化工程 KMTXHB 国 外 典 型 实 例 国外典型实例KMTXHB 三、海水淡化发展趋势 KMTXHB 世界各地区海水淡化装机容量的分布世

16、界各地区海水淡化装机容量的分布 中东 53.4% 亚洲 10.6% 非洲 6.29% 欧洲 10.1% 南美洲 0.6% 北美洲 17% 中美洲 1.8% 澳大利亚 0.4% 市场 前景 我国是一个海洋大国，在10个沿海省市中有约150个沿海城市 ，在渤海、黄海、东海和南海内，面积在500平方米以上的岛屿有 6500多个。 沿海地区经济发达，人口密集，以全国13%的土地养活了全国 40%的人口，创造了约60%的国民生产总值。但是，沿海城市的淡 水资源短缺，海水淡化市场巨大。 海水淡化技术是一共性技术,该技术的发展不仅能解决国内沿 海地区海水淡化和西部地区苦咸水淡化的需求，而且能带动材料 、化工、自动化等的进步，在电子、电力、生物工程、医药（疗 ）、化工和环保等领域发挥重大作用，获取显著的经济、社会和 生态效益。 海水淡化综合水价与 沿海城市自来水价的 比较 水价(元/立方米)200