反滲透在海水和苦咸水淡化技術(shù)的應(yīng)用

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1、反滲透在海水和苦咸水淡化技術(shù)的應(yīng)用摘要：簡(jiǎn)要的了解反滲透技術(shù)的發(fā)展過(guò)程、工藝、設(shè)備及技術(shù)特點(diǎn)，并介紹存在的問(wèn)題。關(guān)鍵字：反滲透；海水；淡化；1.反滲透技術(shù)的發(fā)展過(guò)程：為了從海水和苦咸水中獲得廉價(jià)的淡水，50年代開(kāi)始了反滲透技術(shù)的研究。1953年，首先由美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的CharlesReid教授提出了反滲透法海水淡化方案，并在美國(guó)鹽水局的資助下進(jìn)行了開(kāi)拓性研究，結(jié)果證明利用醋酸纖維素商品膜可以從鹽水中制取淡水。1960年成功研制出了第一張高鹽截留率、高水通量的不對(duì)稱(chēng)二醋酸纖維素海水反滲透膜，使反滲透法逐漸達(dá)到實(shí)用化的水平，開(kāi)啟了反滲透技術(shù)的應(yīng)用大門(mén)。60年代末期，出現(xiàn)了反滲透的商業(yè)時(shí)

2、代，研制出了一尼龍-66為莫材料的工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的中空纖維膜組件，1970年應(yīng)用于苦咸水淡化，1973年末又推出了用于海水淡化的發(fā)布身體中空纖維組件。70年代中期，又推出了三醋酸纖維素中空纖維膜組件和卷式聚酰胺復(fù)合膜。經(jīng)過(guò)近20年的不斷發(fā)展，海水淡化反滲透復(fù)合膜的性能已經(jīng)有了較大的提高，目前的反滲透復(fù)合膜系采用芳香族聚酰胺為材料，特征水通量是1978年的2倍，鹽的透過(guò)率大約為1978年的四分之一，膜的脫鹽率高于99.3%，抗污染和抗氧化能力大大提高。技術(shù)的進(jìn)步使得海水淡化制取飲用水由原來(lái)的二級(jí)流程簡(jiǎn)化為一級(jí)流程成為現(xiàn)實(shí)。2.反滲透淡化的基本原理：海水中含高濃度鹽，其總?cè)芙夤腆w含量（TD

3、S）高達(dá)35000mg/L以上?？嘞趟òǖ乇硭偷叵滤┑腡DS常高于1000mg/L，一般飲用水要求TDS<500*10。反滲透膜具有透過(guò)水、截留這些鹽的能力。若將反滲透膜作成中空纖維形狀，當(dāng)含鹽水在加壓下從管外流過(guò)時(shí)，水透過(guò)膜進(jìn)入纖維內(nèi)，鹽及其他溶解在水中的雜質(zhì)被膜截留，從中空纖維開(kāi)口端即可得到脫鹽的淡化水。對(duì)反滲透膜選擇性透過(guò)水而截留膜的分離過(guò)程，曾提出過(guò)一些傳質(zhì)機(jī)理，并建立了傳質(zhì)模型，如優(yōu)先吸附傳質(zhì)模型、溶解擴(kuò)散模型和不可逆熱力學(xué)模型。進(jìn)行反滲透有兩個(gè)必要條件，一是有一張適合的膜（決定于膜材料及膜結(jié)構(gòu)）能優(yōu)先吸附和溶解水而截留鹽；二是提供水透過(guò)膜所需的推動(dòng)力，即在料液側(cè)加

4、壓，以克服膜二側(cè)因鹽濃度差而形成的滲透壓差、水透過(guò)膜的阻力以及料液流經(jīng)膜組件的流動(dòng)阻力。反滲透鹽中的主要性能指標(biāo)是脫鹽率（截留率）、膜的滲透通量和水的回收率。3.海水淡化工藝流程：流程包括：井水供水體系、預(yù)處理、RO及產(chǎn)水后處理3.1先將料液送入充氮的密閉儲(chǔ)槽，以防止水中硫化氫氧化，生成膠狀硫而污染膜和預(yù)處理裝置。3.2預(yù)處理：（1）在進(jìn)水管線上加入聚電解質(zhì)絮凝劑后，經(jīng)10個(gè)雙介質(zhì)（砂和無(wú)煙煤）過(guò)濾器，以保證與你密度指數(shù)SDI小于3.0.（2）經(jīng)18個(gè)活性炭過(guò)濾器脫除痕量烴類(lèi)，同時(shí)SDI進(jìn)一步降至0.3-0.5，廢活性炭在一個(gè)碳再生其中再生。（3）化學(xué)處理包括：加硫酸，調(diào)PH值至6.

5、0，以控制碳酸鈣成垢；加SHMP防止硫酸鈣沉淀，用SBS（亞硫酸氫鈉）進(jìn)行間歇沖擊式滅菌處理。3.3經(jīng)以上預(yù)處理的水進(jìn)入微保安過(guò)濾器(MGF),這是防止RO膜污染的最后防線，對(duì)出水的流速和SDI必須嚴(yán)格控制。在RAJJ，通過(guò)每個(gè)MGF的流速是380立方米每小時(shí)，SDI<1.0，共有8個(gè)MGF殼體，每個(gè)內(nèi)裝96個(gè)5微米的濾芯，經(jīng)MGF過(guò)濾的水進(jìn)入與能量回收汽輪機(jī)耦合的高壓泵，送入7個(gè)RO機(jī)組。3.4當(dāng)RO工廠停工前，產(chǎn)水自動(dòng)經(jīng)清洗泵進(jìn)入高壓泵的上游，對(duì)組件進(jìn)行清洗，防止高鹽度廢水停滯在系統(tǒng)中產(chǎn)生腐蝕。3.5后處理包括加硫酸，調(diào)PH值至4.4，在送到解析塔，用空氣吹出硫化氫和二氧化碳，解

6、析出來(lái)的硫化氫通過(guò)一吸收塔后經(jīng)煙囪排入大氣。吸收塔內(nèi)一苛性蘇打作吸收劑。從解析塔出來(lái)的水加氯（余氯為0.5-1.0mg/L）滅菌，并將亞硫酸氫鈉氧化成硫酸鹽。在脫硫化氫的同時(shí)，二氧化碳也被脫除。產(chǎn)水進(jìn)入儲(chǔ)水槽錢(qián)還需經(jīng)石灰和二氧化碳處理，以調(diào)節(jié)PH值和LSI。4.海水淡化設(shè)備：反滲透海水淡化裝置主要包括海水供給及預(yù)處理設(shè)備、海水高壓泵、反滲透膜組、壓力調(diào)節(jié)閥、管路及附件、監(jiān)控設(shè)備等。4.1反滲透膜組裝置中最重要的部件是反滲透膜及膜的組件形式選擇。近年來(lái)，國(guó)際上反滲透膜的性能已有長(zhǎng)足發(fā)展，膜組的形式也多種多樣。主要的膜組形式有3種：板框式（平板式）膜組、中孔纖維膜組和盤(pán)式膜組。板框式（平

7、板式）膜組是反滲透早期的一種形式，一般認(rèn)為它的工藝簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，對(duì)海水的前處理要求低。缺點(diǎn)是海水流動(dòng)狀態(tài)不良，易造成濃差極化，膜堆密度小等。中孔纖維膜組的最大優(yōu)點(diǎn)在于膜堆密度大（同產(chǎn)水量情況下它的體積最小），濃差極化小。最大的缺點(diǎn)是對(duì)海水的前處理要求高，不易清洗。卷式膜膜堆密度間對(duì)海水前處理的要求比板框式（平板式）膜組高，但比中孔纖維膜組要低，海水流動(dòng)狀態(tài)也比較好。作為艦船用裝置，一般都希望結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，膜堆密度大的膜組相對(duì)體積肯定要小些。但對(duì)海水前