海水淡化控制毕业设计
毕业论文(设计)基于温差能和太阳能的跨临界co2循环海水淡化系统优化设计
基于温差能和太阳能的跨临界CO2循环海水淡化系统优化设计摘要为了解决能源危机环境下的能源紧缺问题，需要大力发展清洁可再生能源。
同时，淡水资源匮乏也日益威胁社会的发展和科技的进步。
将新能源的利用和淡水处理技术进行集成，开展太阳能和海洋温差驱动的跨临界CO2循环反渗透海水淡化系统的理论研究，对改善能源消费结构、减小环境污染以及缓解淡水资源缺乏具有重要意义。
本文构建了一种基于海洋温差能和太阳能驱动的跨临界CO2循环反渗透海水淡化系统。
采用Matlab 软件建立了海洋温差能和太阳能跨临界CO2循环的海水淡化系统的数学模型，并从热力学性能和经济性能两方面给出系统的评价指标。
关键字海洋温差能；太阳能；跨临界CO2；反渗透海水淡化0 前言随着社会的进步和工业生产能力的提高，社会对能源和淡水资源的需求程度与日俱增，尤其是在化石能源面临枯竭的现状之下，能源愈来愈凸显出其重要性。
太阳能是世界上最丰富的永久能源，而且其分布极为广泛，具有普遍存在、永续利用的优点。
全球海洋能总量约有9.0×105TWh/a[1]，远高于全球每年发电总量。
海洋温差能具有蕴藏量巨大、随时间相对稳定的特点，所以利用海洋温差能是一种可以大规模实现的新型能源利用方式。
另外，人类生产和生活过程都不能离开淡水，随着工业的发展和人口的增长，淡水需求量日益增长。
但是，淡水资源的有限和分布不平均成为了制约很多国家和地区发展的瓶颈。
海水淡化技术作为一种解决淡水资源匮乏的有效手段，受到越来越多的学者和企业的关注。
所以，在化石能源危机背景之下，大力发展储量大、无污染的新型能源利用方式是解决能源问题的主要方法，同时，将其与新型海水淡化方式结合，对于同时解决能源问题和淡水问题有着重要的现实意义。
太阳能联合反渗透海水淡化系统已成为一种主要的解决方案，这种系统是建立在太阳能这种高效新型能源和反渗透海水淡化这种高效的海水利用方式之上的，具有提高能源利用率和减小碳排放的优点，因此在世界范围内吸引了众多学者的注意，已结做了很多有意义的理论研究和实验研究[2-7]。
11020612_王波伟_海水淡化装置控制系统的设计解析
江阴职业技术学院毕业设计说明书课题：海水淡化装置控制系统的设计子课题: 同课题学生姓名:专业机电一体化技术学生姓名班组 11机电（2）学号指导教师完成日期 2013-11-12海水淡化装置控制系统的设计摘要海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术，海水资源较多，淡化海水能够使淡水总量有所增加，而且受时空和气候的影响较小，生产出的淡水水质比较好、价格也可被广大群众接受，能够满足我国沿海的居民日常饮水和工业用水的稳定需求。
本文主要介绍了利用PLC控制海水反渗透淡化装置，实现海水的自动补给、沉淀、去污、多组过滤膜的清洗、淡水储备和排放等过程，并利用组态软件设计人机界面，对处理过程监测和控制。
该设计是以西门子S7-200系列的PLC为核心来实现海水淡化的处理过程，包括自动、手动两种运行模式。
上位机采用了MCGS组态软件完成监控界面的设计，以动画方式显示控制设备的状态，并实现参数设定、修改、显示等功能，并对系统出现的故障进行实时报警。
下位机利用PLC编程实现过程控制。
设计系统将硬件和软件结合，并通过调试运行验证，实现了海水淡化的基本功能要求。
关键词：海水淡化反渗透PLC组态Design of Seawater Desalination ControlABSTRACTDesalination is to achieve incremental water use open source technology, marine resources are more able to make the total volume of fresh seawater desalination has increased, but less time and space and climate to produce fresh water quality is good, the price can also be the masses to accept , to meet China's coastal residents daily drinking water and industrial water steady demand .This paper describes the use of PLC control seawater reverse osmosis desalination unit , to achieve automatic supply of seawater , sediment , decontamination, multiple filtration membrane cleaning , fresh water reserves and emissions and other processes , and use configuration software design interface, for processing process monitoring and control. The design is based on Siemens S7-200 series PLC as the core to achieve the desalination process , including automatic or manual operation mode. PC Configuration software uses to complete monitoring interface designed to display animated control status of the device and to achieve parameter setting , modify, display and other functions , and system failures in real-time alarm . Lower machine process control using PLC programming . The system hardware and software design combined and verified through commissioning to achieve the desalination of the basic functional requirements.Key Words: Seawater Desalination; Reverse Osmosis; PLC; Configuration江阴职业技术学院毕业设计说明书目录摘要 (I)ABSTRACT...................................................................................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1本课题的研究背景及意义 (1)1.2本课题国内外研究概况 (1)第二章方案设计 (3)2.1工艺流程介绍 (3)2.2电气控制要求 (6)第三章硬件设计 (8)3.1 PLC简介 (8)3.2主电路设计 (9)3.3 PLC的硬件设计 (9)3.4 I/O分配表 (12)3.5PLC外部接线图设计 (14)第四章 PLC程序设计 (15)4.1 顺序功能图设计 (15)4.2 梯形图设计 (15)第五章系统调试 (18)5.1 PLC调试 (18)5.2组态界面调试 (18)结束语 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (24)附录1海水淡化装置PLC梯形 (24)附录2 海水淡化装置主电路电气原理图 (29)附录3 海水淡化装置控制电路电气原理图 (30)附录4 海水淡化装置PLC外部接线图 (32)江阴职业技术学院毕业设计说明书第一章绪论1.1本课题的研究背景及意义以目前全球的经济发展状况来看，全面协调可持续发展战略是本世纪经济发展的核心所在。
海水淡化工艺设计方案
海⽔淡化⼯艺设计⽅案1 前⾔1.1 概况我国淡⽔资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺⽔，其中100多个城市严重缺⽔。
淡⽔资源短缺乃⾄⽔危机是我国经济社会可持续发展过程中的最⼤制约之⼀。
电⼚在⽣产电能的同时，可利⽤其廉价的热和电，进⾏海⽔淡化，不仅可满⾜其⼯业⽤⽔的需要，⽽且还可为周边地区提供淡⽔⽔源。
在推动和利⽤海⽔淡化技术⽅⾯，电⼚有着其得天独厚的有利条件。
因此滨海电⼚配套建设海⽔淡化装置已成发展趋势。
1.2 ⽔源及⽔质特点某电⼚取⽔具有海域辽阔、⽔量充沛、海⽔较清、悬浮物及有害微⽣物少等特点，可⼤⼤节省海⽔取⽔成本及原料海⽔预处理成本。
海⽔⽔质分析报告如下：分析报告1.3 海⽔淡化规模根据建⼚地区的缺⽔状况，电⼚可针对性地提出⽔电联产的⽅案，⽬前可解决电⼚的淡⽔⽤⽔，以后可根据需要适时配套建设⼤规模的海⽔淡化⼚，为地⽅经济发展提供淡⽔资源保障。
本项⽬结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海⽔淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海⽔淡化⼚作出展望。
本专题报告按本期⼯程⼚内⾃⽤的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海⽔淡化站分别进⾏⽐较论述。
2 海⽔淡化技术概述海⽔淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。
蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。
2.1 蒸馏法淡化技术2.1.1 多级闪蒸(MSF)MSF是蒸馏法海⽔淡化最常⽤的⼀种⽅法，在20世纪80年代以前，较⼤型的海⽔淡化装置多数采⽤MSF技术。
⼤港电⼚⼆期⼯程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海⽔淡化装置，是我国第⼀套⼤型的海⽔淡化装置。
MSF的典型流程⽰意图见图2-1。
图2-1 盐⽔再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程多级闪蒸过程原理如下；将原料海⽔加热到⼀定温度后引⼊闪蒸室，由于该闪蒸室中的压⼒控制在低于热盐⽔温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐⽔进⼊闪蒸室后即成为过热⽔⽽急速地部分⽓化，从⽽使热盐⽔⾃⾝的温度降低，所产⽣的蒸汽冷凝后即为所需的淡⽔。
反渗透膜法海水淡化工艺的设计
反渗透膜法海水淡化工艺的设计一、引言二、反渗透膜法海水淡化的原理反渗透膜法海水淡化的基本原理是利用半透膜的选择性透过特性，只允许水分子通过，而阻止盐离子和其他杂质通过。
当海水在高压作用下通过反渗透膜时，水分子会透过膜进入淡水侧，而盐离子和其他杂质则被截留在海水侧，从而实现海水的淡化。
三、工艺流程设计（一）预处理系统海水在进入反渗透膜之前，需要进行预处理，以去除海水中的悬浮物、胶体、有机物、微生物等杂质，防止它们对反渗透膜造成污染和损坏。
预处理系统通常包括以下几个步骤：1、混凝沉淀：向海水中投加混凝剂，使海水中的悬浮物和胶体形成絮体，然后通过沉淀去除。
2、过滤：经过混凝沉淀后的海水，再通过砂滤、活性炭过滤等方式，进一步去除细小的悬浮物和有机物。
3、杀菌消毒：为了防止微生物在反渗透膜表面滋生和繁殖，需要对海水进行杀菌消毒处理，常用的方法有紫外线消毒、加氯消毒等。
（二）高压泵系统经过预处理的海水，需要通过高压泵加压，使其达到反渗透膜所需的操作压力。
高压泵的选型和设计需要考虑海水的流量、压力、温度等因素，以确保其能够稳定运行，并提供足够的压力。
（三）反渗透膜组件反渗透膜组件是海水淡化的核心部件，其性能直接影响到海水淡化的效果和成本。
目前常用的反渗透膜有醋酸纤维素膜和聚酰胺膜等。
在设计反渗透膜组件时，需要考虑膜的类型、数量、排列方式等因素，以达到最佳的淡化效果和经济性。
（四）后处理系统经过反渗透膜处理后的淡水，还需要进行后处理，以满足不同的用水需求。
后处理系统通常包括pH 调节、矿化、消毒等步骤。
四、主要设备选型（一）反渗透膜选择合适的反渗透膜是海水淡化工艺设计的关键。
需要考虑膜的脱盐率、水通量、耐污染性、使用寿命等因素。
同时，还需要根据海水的水质特点和处理规模，选择合适的膜品牌和型号。
（二）高压泵高压泵是提供反渗透膜操作压力的关键设备，需要选择具有高扬程、高效率、可靠性好的泵型。
常见的高压泵有离心泵、柱塞泵等。
反渗透膜法海水淡化工艺的设计
反渗透膜法海水淡化工艺的设计设计总说明：目前，水资源危机已是一个世界性的难题，很多国家淡水资源已经相当匮乏，我国人均水资源占有量处于世界较低水平，而且淡水资源分布及其不均匀。
而发展海水淡化技术是解决水资源短缺的重要途径之一。
特别是对于部分沿海地区。
本设计结合原水水质，设计了淡水产量为1000m3/d的反渗透海水淡化工艺系统，本方案能确保出水水质符合后续设备的要求，又不需添加任何化学试剂，与传统的预处理方法相比，不会增加新的污染物。
反渗透海水淡化技术由于设备投资省、能量消耗低、建造周期短等优点，近十年来发展迅速，将成为海水淡化的主导技术。
关键词: 反渗透；海水淡化；预处理；1 海水淡化的意义3，其中96.5%为海水，其他分布在陆地，大气和生物体中，约为2.53%，其中多储存于冰川、雪盖和750米深度以上的地下，而可取用的河、湖水及浅层地下水等仅占0.2%左右，这里还包括相当大一部份的苦咸水[1]。
据统计，全国600多个中等以上的城市，不同程度缺水的就达400多个其中110个城市严重缺水，主要分布在华北、西北和沿海地区，水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。
2010年后，我国将进入严重缺水期，专家估计，2030年前中国的缺水量将达到1000亿m3。
因此，开发利用海水资源、进行海水淡化就成为解决我国淡水紧缺的一条有效的战略途径。
2 本设计的研究方案本文针对渤海海湾当地的自然环境条件、系统的实际生产状况及反渗透海水淡化的国内外实例，设计了淡水产量为1000m3/d的反渗透海水淡化工艺系统，实现了整套系统的自动控制。
具体情况如下:（1）根据自然条件、系统的实际生产状况确定采用一级反渗透海水淡化装置，设计产水量为1000m3/d；（2）海水预处理方案时应充分考虑以下方面:①原水水源类型及水质情况；②合理选择预处理和过滤器类型，使预处理出水水质符合要求；③阻垢剂的种类选择与剂量的确定；④根据反渗透装置具体情况，确定是否调节给水pH值等。
海水淡化总方案
海水淡化总方案思绪如潮，关于海水淡化的方案在我脑海中翻涌。
10年的经验告诉我，这是一个需要精心策划的系统工程。
那么，就让我以意识流的笔触，为你展开这幅宏伟的蓝图。
一、项目背景与目标想象一下，我国沿海地区丰富的海水资源，如果能被高效利用，将为干旱缺水的内陆地区带来福音。
因此，我们的目标是建设一座集科研、生产、环保于一体的海水淡化基地，实现海水的低成本、大规模淡化，满足日益增长的水资源需求。
二、技术路线1.预处理阶段：要对海水进行预处理，去除悬浮物、微生物等杂质，保证后续淡化过程的顺利进行。
这一阶段，我们采用先进的过滤技术和紫外线消毒技术，确保水质达到淡化要求。
2.蒸馏淡化阶段：采用多级闪蒸技术对预处理后的海水进行淡化。
这种技术利用海水在不同温度下的蒸汽压差，实现水分子的蒸发和凝结，从而分离出淡水。
3.后处理阶段：淡化后的海水含有一定的盐分和矿物质，需要进行后处理。
我们采用反渗透技术，进一步去除残留的杂质，使水质达到饮用水标准。
三、设备选型与布局1.预处理设备：选用高效过滤器、紫外线消毒器等设备，保证预处理效果。
2.蒸馏淡化设备：采用多级闪蒸装置，实现高效淡化。
3.后处理设备：选用反渗透装置，提高水质。
4.布局：基地内设备布局合理，充分考虑生产流程、物流运输等因素，提高整体运行效率。
四、环保与节能1.废水处理：淡化过程中产生的废水，采用先进的生物处理技术，实现废水达标排放。
2.节能措施：采用先进的节能技术，降低淡化过程的能耗，实现绿色生产。
五、建设与运营1.建设周期：项目预计建设周期为3年，分为三个阶段进行。
2.运营模式：采用政府与企业合作模式，充分发挥各自优势，实现项目的可持续发展。
六、效益分析2.社会效益：为沿海地区提供丰富的淡水资源，缓解水资源紧张状况，提高人民生活水平。
3.环保效益：采用先进的环保技术，减少废水排放，保护生态环境。
至此，海水淡化总方案的轮廓在我脑海中愈发清晰。
这是一个充满挑战和机遇的项目，需要我们共同努力，将其变为现实。
某海水淡化方案
某海水淡化方案(总18页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除·······65吨/天反渗透海水淡化工程设计方案Designing Scheme··············目录1、设计基础2、工艺流程及说明3、控制系统说明4、设备技术规范5、技术服务内容6、技术保证7、供配电和原材料供应8、环境处理9、投资方式与运行管理10、建设内容与施工期11、投资估算12、经济效益及社会效益评价前言据甲方公司提供的信息，我公司对筹建“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。
1.0 设计基础1.1 本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如下要求；1.1.1 产水用途：生活饮用水。
1.1.2 系统出力：65m3/d（25℃）。
1.1.3 系统回收率：35%~40%。
1.2 本方案主要依据如下：1.2.1 海水水源：用户提供。
1.2.2 设计界限：从取水点至终端水箱。
1.2.3 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。
1.3 设备制造及设计参考标准：1.3.1 JB2932-86《水处理设备制造条件》。
1.3.2 HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。
1.4 出水水质：达到生活饮用水水质卫生规范（2001）1.5 系统对外要求：1.5.1供电缆：根据方案设计的容量，将动力电缆送至变压器的供配电1.5.2 出水管：至终端水箱出水口处。
1.5.3 药品：调试过程所用药品由用户提供。
1.5.4 环境处理：按标准统一考虑。
涠洲岛海水淡化工程设计
工业生产化 工 设 计 通 讯Industrial ProductionChemical Engineering Design Communications·115·第47卷第2期2021年2月涠洲岛是全国著名的旅游胜地，截至2019年底，岛上原住居民约1.6万人，人均淡水资源紧缺，另外，单日上岛游客达1万人次，使得本就紧缺的淡水资源显得更加捉襟见肘。
海水淡化是解决海岛淡水资源紧缺的有效方法。
关于海水淡化系统设计，李露等设计了“自清洗过滤+超滤+一级反渗透”的工艺方案，降低了污染物冲击；叶占军介绍了岱山县长涂镇的反渗透海水淡化工程设计方法，包括设计参数及设备配置情况；邓勇针对广东某海岛设计了风光互补反渗透海水淡化系统；冯宾春等介绍了成套的风光互补式微网海水淡化技术；张海春等提出了在舟山发展新能源海水淡化技术的建议，认为舟山有海水淡化巨大需求，具备海水淡化的有利条件；周婷对基于反渗透法的新能源海水淡化系统进行了研究；刘银进行了风光互补反渗透海水淡化系统优化设计研究；靖大为等给出了反渗透膜系统结构设计的诸项指标与一般原则，得出特定膜系统在75%收率指标下系统的段容器比，给出了提高回收率的具体措施。
虽然已有多位学者对海水淡化工程的设计及优化做过相应研究，但针对涠洲岛的海水淡化工程设计鲜有见闻。
1 水质和水量1.1 原水水质本工程设计原水水质为海岛周边海水，相应的海水参数及海水离子成分，如表1~表2所示。
表1 涠洲岛海水参数涠洲岛海水参数海水参数数值范围pH 8.04~8.32浊度（NTU ）24~70电导率（Econd ）49.8~54.9mS ·cm -1温度（T ）15.53~31.3℃污染密度指数（SDI ）2~4溶解氧（DO ）6.01～8.83mg ·l -1表2 海水离子成分离子成分含量/（mg ·L -1）离子成分含量/（mg ·L -1）Cl -18 980Ca 2+400Na+10 560HCO -3142SO 42- 2 560Br -64Mg 2+ 1 272Sr 2+8K +387NO 3-10.5B+34.121.2 设计产水水质及产量本工程的设计产水水质如表3所示。
海水淡化系统设计方案
海水淡化系统的设计方案根据初步设想，设计了以水压泵和油压泵两种工作方案。
（1）采用水压泵的初步设计方案：通过查找相关资料，找到了陶氏反渗透膜的一些型号以及参数，如下所示：反渗透膜：工作压力800psi=0.1×800÷14.5Mpa=5.517Mpa1200 psi=0.1×1200÷14.5Mpa=8.276Mpa 由于只是进行模型的验证，所以打算选取压力较低的进行试验，故假定工作压力5.5Mpa。
从杨老师那了解了一些水压泵的基本信心以及工作参数，如下所示：从图中的曲线可知，当工作压力为5.5Mpa 时，4.6CC 的水压泵对应的输入转矩是约为5N ·M ，并假设工作时的转速是1500r/min 。
由水压泵对应的计算公式方法：可得要求水压泵的输入功率P=5*1500/9549≈0.8KW ，考虑到液压系统以及传动过程中的能量损失，水轮机的设计功率应至少为1KW 。
根据一般水轮机的工作情况，可假设水轮机正常工作时的转速为50r/min,由此可知在水轮机与水压泵之间应加上增速器，增速比为1:30，由此可知水轮机的转矩应至少为150N ·M 。
○1尖速比λ=v wr =v nr 602π，故叶片转速n=r v πλ260=r v πλ30，其中v 为水流流速，r 为叶片半径。
根据尖速比λ与叶片匹配关系，确定λ为6，并假定工作使水流的流速是1m/s 。
则可以计算出叶片的直径r=1.15m ，由此可知叶片的直径至少为2.3m ，其大小不利于在水槽中进行模型试验。
○2根据风力机能量系数的分布规律，选定水轮机的能量系数为35%，水的密度为ρ=10003/m kg 。
由功率公式知P=P rated C D V 2)2(21πρ，故叶片直径r=2D =Prated C V P πρ32=1.2m ，故叶片直径至少为2.4m ，基本与○1中的计算结果相同。
华能大连电厂海水淡化系统的设计
ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ．Ｆｏｒ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｒｅｖｅｒｓｅ
ｏｓｍｏｓｉｓ，ｉｔ Ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈａｔ ｉｓ ａ ｌｏｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ
Ｗａｔｅｒ ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｕｓｅ ｔｏ ｄｅｂｕｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ８ ｙｅａｒｓ，ｉｓ ｆｕｌｌｙ
ｃａｐａｂｌｅ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ
ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｗａｔｅｒ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｉｎ ｃｏａｓｔａｌ ｃｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｉｓｌａｎｄ ａｒｅａｓ ａｒｅ ｍｏｒｅ ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｄａｌｉａｎ ｉｓ ａｌｓｏ ａ
ｓｅｒｉｏｕｓ ｗａｔｅｒ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｉｎ ｃｉｔｉｅｓ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｗａｔｅｒ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ
ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
华能大连电厂海水淡化系统设计
ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ，ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ
ｓｅｗａｇｅ．Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｒｅ
ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ
ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ
ａｒｅａｓ ａｒｅ
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ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｗａｔｅｒ
ｓｈｏｒｔａｇｅ ｉｎ ｃｏａｓｔａｌ ｃｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｉｓｌａｎｄ
ｍｏｒｅ
ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｄａｌｉａｎ
ｓｅｒｉｏｕｓ ｗａｔｅｒ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｉｎ ｃｉｔｉｅｓ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｗａｔｅｒ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ
ｏｆ ｔｈｅ ｓｅａｗａｔｅｒ ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ
ｔｏ
ｓｙｓｔｅｍ．
Ｗａｔｅｒ ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ
ｄｅｂｕｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ８ ｙｅａｒｓ，ｉｓ ｆｕｌｌｙ
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ｏｎｌｙ ｗａｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｆｌｅｓｈ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ
海水淡化的探索与设计
海洋的金钥匙——海水淡化的探索与设计乳山市第二实验小学宋爱珍人类踏入科技年代，新的科研成果和科研课题，正日新月异的突飞猛进，科研已转化为生产力，从而为人们创造出丰富多彩的物质财富，也逐步改善了人们的生活环境和生活质量，而为地球总面积的70%的海洋，蕴藏着丰富的宝藏和无穷的奥秘。
人类对海洋的认识、探索、开发、利用，一刻也没有停止过，人类一直在忙于寻求海洋奥秘的金钥匙，来逐步打开海洋宝库的大门。
一、我们也想拥有这样一把金钥匙。
“我们也想拥有这样一把金钥匙”，这是我们全体创作组的心愿, 也是我们这次活动的主课题。
潘若心同学的爸爸是一位海上石油工人，前不久的一个偶然机会，他随爸爸去了一趟海上采油平台船，他发现在他的工作生活环境中，所留下的第一个深刻印象就是：身处水中，却视水贵如油。
即时他突然萌发了一个念头：海水变淡水。
带着这个问题，结合学校开展的“童心系家园”实践活动，他把这个大胆而可爱的设想纳入了全班同学的讨论之中，同学们都为这个设想兴奋不已，能够及时发现和准确适时的诱导同学们把闪光的思维亮点引入理论和科学的轨道，是辅导员关键的一环，带着这个问题，我们苦苦地思索着，海上作业和航行在海洋上的船舶，总是要储备足够的淡水，以供应船上的需要和用做机械和锅炉的用水，如果船上所用的淡水全部靠水舱来储备，要是在海上遇上风浪，或其他特殊原因，使淡水耗尽，岸上供给船又不能及时送水上平台船，海上打鱼作业船不能及时靠岸，远洋货轮不能按时抵港，这势必影响远洋载货、采油正常作业、渔船安全生产，这些经济性、安全性都是船舶考虑的严重问题，所以实现海水淡化是一个非常有意义的课题。
怎样才能实现这一愿望？带着这些问题，我们找到了班主任，在老师的帮助下，几经联系作为专访，我们再次随交通船上了采油平台船，走访了队长和师傅们，还有从事热工方面的专家，从中积累了很多有关方面的知识，同时也展开了我们的思维空间。
点评：在提出设想的过程中，同学们畅所欲言，纷纷发表个人的见解、出谋划策，欲探求科学愿望的强烈。
海水淡化实验课程设计
海水淡化实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解海水淡化的基本概念，掌握海水淡化技术的原理和常用方法。
2. 让学生了解海水淡化过程中的关键参数，如温度、压力、盐度等，并理解它们对淡化效果的影响。
3. 使学生了解我国海水淡化行业的发展现状及前景。
技能目标：1. 培养学生进行实验操作的技能，包括仪器使用、实验数据采集和处理等。
2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，能设计简单的海水淡化实验方案。
3. 提高学生的团队协作能力和实验报告撰写能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对海洋资源的保护意识，认识到海水淡化在解决水资源短缺问题中的重要性。
2. 激发学生对科学实验的兴趣，培养严谨、细致的科学态度。
3. 引导学生关注我国海水淡化技术的发展，增强学生的国家自豪感。
本课程针对初中年级学生，结合学生好奇心强、动手能力逐渐增强的特点，以实验课程的形式开展。
通过本课程的学习，使学生掌握海水淡化相关知识，提高实验操作技能，同时培养其保护海洋资源、关注国家科技发展的情感态度价值观。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材《初中科学》中关于水资源的章节内容，组织以下教学大纲：1. 海水淡化基本概念及意义- 海水淡化定义及分类- 海水淡化在解决水资源短缺问题中的作用2. 海水淡化技术原理及方法- 热法淡化技术：多级闪蒸、蒸汽压缩等- 膜法淡化技术：反渗透、纳滤等- 其他淡化技术：电渗析、离子交换等3. 影响海水淡化效果的关键参数- 温度、压力、盐度等参数对淡化效果的影响- 实验操作中如何控制这些参数4. 海水淡化实验操作- 实验室常用仪器设备及操作方法- 实验步骤及注意事项- 数据采集、处理与分析5. 我国海水淡化发展现状及前景- 我国海水淡化技术现状- 我国海水淡化产业发展趋势教学内容安排和进度：第一课时：海水淡化基本概念及意义、技术原理及方法第二课时：影响海水淡化效果的关键参数、实验操作注意事项第三课时：海水淡化实验操作第四课时：实验数据采集、处理与分析、我国海水淡化发展现状及前景教学内容科学、系统，确保学生能够掌握海水淡化的相关知识，为实验操作和实际应用打下坚实基础。
自清洗过滤器在海水淡化中的应用与控制设计
２ ０ １ ３年 ５月
锅
炉
制
造
Ｎｏ ． ３
Ｍａ ｖ ． ２ ０ １ ３
Ｂ０Ｉ Ｌ ＥＲ ＭＡＮＵＦ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文章编号 ： Ｃ Ｎ ２ ３—１ ２ ４ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ４ ８— ０ ２
自清 洗 过 滤 器 在 海 水 淡 化 中 的 应 用 与 控 制 设 计
ｕ ｈ ｒ ａ ｉ ｆ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ （ Ｕ Ｆ ）ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｒ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｄ ｅ ｓ ａ ｌ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｌ ｆ —ｃ ｌ ｅ ａ ｎ － ｉ ｎ ｇ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｊ ｏ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｆ ｉ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ０ ２ ８ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｔｈ ｅ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｅ ｌ ｆ— — ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｓ ｅ ａ ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｄｅ ｓ ａ ｌ ｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ
２ 自清 洗 过 滤器 的分 类
２ ． １ 叠 片过滤 器 叠 片过滤 器是 采用两 边刻 有大量 一定 微米 尺 寸 的沟槽 的薄 薄 的塑 料 叠 片 ， 一 串 同种 模 式 的 叠 片 叠压在 特别设 计 的 内撑 上 。通过 弹簧 和液体 压
海水淡化处理中的自动化控制系统
海水淡化处理中的自动化控制系统1. 背景海水淡化是解决全球水资源短缺问题的重要途径随着科技的进步，自动化控制系统在海水淡化处理中的应用越来越广泛，大大提高了海水淡化处理的效率和稳定性本文将详细介绍海水淡化处理中的自动化控制系统2. 海水淡化技术概述在海水淡化技术中，反渗透膜技术和热力蒸馏技术是两种主流的方法反渗透膜技术通过半透膜将海水中的盐分和其他杂质与水分离，从而实现淡化目的热力蒸馏技术则是通过加热海水，使其蒸发，再通过冷凝回收蒸汽中的水分，实现海水淡化3. 自动化控制系统在海水淡化处理中的应用自动化控制系统在海水淡化处理中的应用主要包括过程控制、设备监控、系统优化等方面3.1 过程控制过程控制是自动化控制系统在海水淡化处理中的核心应用之一它通过实时监测海水淡化过程中的各项参数，如压力、流量、温度等，对生产过程进行精确控制，保证海水淡化处理的稳定性和水质的安全性3.2 设备监控自动化控制系统可以对海水淡化设备进行实时监控，及时发现设备故障和异常情况，从而保证设备的正常运行，降低设备的维护成本3.3 系统优化自动化控制系统可以通过对海水淡化过程的实时数据分析，不断优化生产流程，提高海水淡化处理的效率和经济性4. 自动化控制系统的关键技术在海水淡化处理中，自动化控制系统的关键技术主要包括传感器技术、执行器技术、控制算法等4.1 传感器技术传感器技术是自动化控制系统的基石，它可以通过精确测量海水淡化过程中的各项参数，为控制系统提供准确的数据支持4.2 执行器技术执行器技术是自动化控制系统的执行单元，它可以根据控制算法的输出，对海水淡化过程进行实时调控4.3 控制算法控制算法是自动化控制系统的核心，它可以通过对海水淡化过程的实时数据分析，生成控制指令，指导执行器进行实时调控5. 结论海水淡化处理中的自动化控制系统是提高海水淡化效率和经济性的关键通过实时监测和控制海水淡化过程中的各项参数，自动化控制系统可以保证海水淡化处理的稳定性和水质的安全性，为解决全球水资源短缺问题提供有力支持6. 自动化控制系统的挑战与解决方案在海水淡化处理中，自动化控制系统面临着一些挑战，如盐分结晶、设备腐蚀、系统能耗等为了应对这些挑战，需要采取一系列的解决方案6.1 盐分结晶管理盐分结晶是海水淡化过程中常见的问题，会导致管道和设备堵塞，影响海水淡化效率通过优化反渗透膜的清洁和更换周期，可以有效减少盐分结晶的影响6.2 设备腐蚀防护海水中的盐分和腐蚀性物质会对设备造成腐蚀，缩短设备使用寿命采用耐腐蚀的材料和涂层，以及对设备进行定期检查和维护，可以有效防止设备腐蚀6.3 系统能耗优化海水淡化处理是一个能耗较高的过程，通过优化自动化控制系统的工作参数，如压力、温度等，可以降低系统能耗，提高经济效益7. 案例分析以某大型海水淡化处理项目为例，该项目采用了先进的自动化控制系统，实现了海水淡化过程的精确控制和设备的高效运行通过实时监测海水淡化过程中的各项参数，如压力、流量、温度等，自动化控制系统可以根据实际情况调整生产过程，保证海水淡化处理的稳定性和水质的安全性同时，通过定期对设备进行监控和维护，确保设备正常运行，降低设备维护成本此外，通过优化自动化控制系统的工作参数，如压力、温度等，该项目实现了较低的能耗，提高了经济效益8. 未来发展随着科技的不断进步，自动化控制系统在海水淡化处理中的应用将越来越广泛未来的自动化控制系统将更加智能化、高效化，能够更好地应对海水淡化过程中的各种挑战例如，利用技术和大数据分析，可以实现对海水淡化过程的实时优化，提高海水淡化处理的效率和经济性此外，随着可再生能源技术的发展，海水淡化处理过程中的能耗将进一步降低，为解决全球水资源短缺问题提供有力支持9. 结语海水淡化处理中的自动化控制系统是提高海水淡化效率和经济性的关键通过实时监测和控制海水淡化过程中的各项参数，自动化控制系统可以保证海水淡化处理的稳定性和水质的安全性，为解决全球水资源短缺问题提供有力支持面对海水淡化过程中的各种挑战，需要不断优化自动化控制系统的技术和应用，推动海水淡化处理行业的发展10. 自动化控制系统的创新方向为了进一步提升自动化控制系统在海水淡化处理中的应用效果，未来的创新方向主要包括以下几个方面：10.1 智能化控制算法的发展随着技术的快速发展，将机器学习和深度学习算法应用于自动化控制系统，可以实现对海水淡化过程的智能化调控通过训练模型自动调整控制参数，能够提高海水淡化处理的效率和经济性10.2 传感器技术的进步传感器技术在海水淡化处理中起着至关重要的作用未来的传感器技术将更加注重精确度、稳定性和耐腐蚀性新型传感器的开发和应用，可以提供更准确、更实时的数据支持，为自动化控制系统提供更好的监测和调控基础10.3 云计算和物联网技术的融合云计算和物联网技术的融合将为自动化控制系统带来新的发展机遇通过将海水淡化处理过程中的数据上传至云端，可以实现对多个海水淡化处理设施的集中监控和管理，提高整个系统的稳定性和经济性10.4 节能减排技术的应用随着全球对环境保护的日益重视，海水淡化处理过程中的节能减排成为重要课题未来的自动化控制系统将更加注重能源管理和环境保护，通过优化工作参数和采用新型能源技术，降低海水淡化过程中的能耗和碳排放11. 国际合作与标准制定海水淡化处理技术的国际交流和合作日益紧密，为了推动行业的健康发展，需要建立统一的国际标准和规范自动化控制系统在国际上的应用经验和最佳实践，可以为全球海水淡化处理行业提供重要的参考和借鉴12. 结论海水淡化处理中的自动化控制系统是提高海水淡化效率和经济性的关键通过实时监测和控制海水淡化过程中的各项参数，自动化控制系统可以保证海水淡化处理的稳定性和水质的安全性，为解决全球水资源短缺问题提供有力支持面对未来的挑战和机遇，需要不断优化自动化控制系统的技术和应用，推动海水淡化处理行业的发展通过国际合作和标准制定，可以进一步推动海水淡化处理技术的全球应用和普及。
便携式海水淡化系统设计
Measureme n t Con t rol Tech no l ogy and In s trume n ts 便携式海水淡化系统设计**基金项目：湖南省教育厅科学研究项目(19C1887)向诚，余锋，彭自成，刘宇轩(中南林业科技大学涉外学院,湖南长沙410211)摘要：针对小型渔船在海上缺少电力，难以支撑起大型海水淡化设备的问题，设计一款环保型便携式海水淡化系统。
该系统以智能手机为上位机控制端，以STM32为主控制器的海水淡化系统为下位机，利用太阳能风能发电为系统电能驱动，可实现智能控制设备、无线检测系统电量，以及GPS定位以防止渔船驶出经济专属区，极大地克服了长期喝蒸馏纯净水而造成微量元素缺失等弊端。
实践证明，该系统能有效地降低渔民出海带淡水量，增加作业时长，提高海船的续航力和自持力等，实现运行效益的最大化。
关键词：STM32；智能控制曰海水淡化；太阳能风能中图分类号：TN92文献标识码：A DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200118中文引用格式：向诚,余锋，彭自成,等.便携式海水淡化系统设计［J］.电子技术应用，2020,46(11):65-69.英文弓I用格式：Xiang Cheng,Yu Feng,Peng Zicheng,et al.Design of the portable seawater desalination system［J］.Application of Electronic Technique,2020,46(11)：65-69.Design of the portable seawater desalination systemXiang Cheng,Yu Feng,Peng Zicheng,Liu Yuxuan(Swan College,Central South University of Forestory and Technology,Changsha410211,China)Abstract:In view of the lack of electricity for small fishing vessels at sea,it is difficult to support large-scale desalination equipment,an environment-friendly portable seawater desalination system is designed in this paper.The system uses smart phone as the control terminal,STM32as the main controller,and solar energy and wind energy as the power drive.It can realize intelligent control of the equipment,wireless detection of system electricity,and GPS positioning to prevent fishing boats out of the exclusive economic zone,which can overcome the long-term drinking distilled pure water caused by the loss of micronutrient.It is proved that the system can effectively reduce the fresh water quantity of the fishermen,increase the working time,improve the endurance and self-sustaining ability of the ship,and realize the maximum operating benefit.Key words:STM32；intelligent control；desalination；solar&wind energy0引言众所周知，在海洋渔业活动中，所带淡水量是影响出海时长的决定性因素之一［1］遥尽管海上到处都是水,可由于海水中含盐量、杂质和细菌等都远远超过饮用水卫生标准,不能直接饮用。
海水淡化自动检测和控制系统设计
信息化工业科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald4DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.10.004海水淡化自动检测和控制系统设计①魏树辉 张荣山 孙炉钢(第七一一研究所 上海 200090)摘 要：针对反渗透海水淡化系统的模块化程度高、运行维护复杂等特点，以深海钻井船为应用对象设计了一种基于PLC 自动检测和控制系统。
结合反渗透海水淡化的工艺流程，分析了预处理模块、反渗透模块、水质监测模块以及冲洗药洗模块等自动化控制过程，完成了监控系统的硬件结构、PLC编程等方面的设计。
该系统具有自动化程度高、运维操作便利等优点，在提高装置运维管理水平、实现无人或少人值守、保障产水水质等方面具有重要意义。
关键词：反渗透 海水淡化 PLC 自动检测 控制中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)04(a)-0004-03①基金项目：上海市科学技术委员会课题资助项目:深海钻井船自动化集成控制系统及海水淡化装置关键技术研究(项目编号：15DZ1201903)。
作者简介：魏树辉（1990,1—），男，汉族，河北任丘人，硕士，助理工程师,主要从事海水淡化技术及水处理技术相关 课题研究。
随着人类向海洋的探索和利用，尤其是深海或者远洋作业中，人们对淡水的需求从陆地转向了大海，能够解决水资源短缺的海水淡化技术显得尤为重要。
反渗透海水淡化装置就是利用反渗透技术，实现淡水与浓海水的分隔[1]，凭借着其设备投资省、能耗低、占地面积少、运行灵活、技术可靠等优势，在军用舰艇、远洋船舶及海上平台广泛使用[2]。
本文在分析反渗透海水淡化装置的工作原理基础上，完成基于PLC的自动检测和控制系统的设计方案，并着重分析了方案检测、运行、安全保护等装置自动化、智能化等功能。
1 反渗透海水淡化装置的工作原理反渗透膜、高压柱塞泵和能量回收装置是反渗透海水淡化装置的核心部件。
海水淡化设计
1987 SWC1
1998 2000 SWC1* SWC3
2002 SWC4
2004 2006 SWC4+ SWC5
2008 2009
SWC5 SWC6 Max
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SWC海水淡化膜元件
年份 膜型号
1987 SWC1 2000 SWC3 2004 SWC4+ 2009 SWC4B
膜面积 （ft2）
320 370 400 400
产水量 （gpd) 5,000 5,900 6,500 6,500
公称脱盐率 （%）
99.5 99.7 99.8 99.8
脱硼率 （%）
N/A 87 93 95
给水隔网 通道（mil)
浓水进口
压力容器
浓水出口
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能量回收对膜系统能耗的影响
RO工艺能耗: 3.96 kWhr/m3 (14.99 kWhr/kgallon)
给水, 100m3/h, 60 bar
(440 gpm, 870 psi)
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海水取水管道系统
直径1.2m x 220 m 长 维修人孔
引水塔
直径1.2m x 220 m 长 维修人孔
分散装置
排水管道系统
海水取水和浓水排放系统图
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