苦咸水淡化设计方案

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苦咸水淡化三种技术方法开发利用前景

苦咸水淡化三种技术方法开发利用前景

苦咸水淡化三种技术方法开发利用前景苦咸水淡化是指将海水、咸水或含有高浓度盐分的水转化为可供人类使用的淡水的过程。

由于淡水资源的短缺以及全球水危机的不断加剧,苦咸水淡化技术成为解决淡水需求的重要手段。

下面将介绍苦咸水淡化的三种技术方法,以及其开发利用的前景。

第一种技术方法是蒸发结晶法。

这种方法利用蒸发结晶的原理将海水中的水分蒸发掉,使其盐分浓度升高,最终得到纯净的淡水。

蒸发结晶法可以分为多级蒸发结晶和蒸发结晶-冷凝技术两种。

多级蒸发结晶通过多级蒸发器,使蒸汽的冷凝水质量降低,从而减小了蒸发产物中的含水量,提高了结晶产物的纯度。

而蒸发结晶-冷凝技术则是在蒸发所产生的蒸汽中加入额外的冷凝器,将冷凝水与蒸发产物分离,达到提高淡化效率的目的。

第二种技术方法是逆渗透法。

逆渗透法利用半透膜将海水中的水分分离出来,使其通过而将盐分和杂质截留下来。

逆渗透法可以通过加大膜的表面积和增加膜的通量来提高淡化效率。

此外,逆渗透法还可以与其他技术方法相结合,如预处理、中高压混合法等,以提高淡化效果。

这三种苦咸水淡化方法各有优势和适用范围,但都面临一些挑战。

首先是能源消耗,苦咸水淡化需要大量能源供应,因此能源成本是一个重要的考虑因素。

其次是废弃物处理,蒸发结晶法和逆渗透法都会产生高盐废水,电渗析法会产生少量废液,这些废液的处理成本和环境影响值得关注。

此外,技术设备的成本和维护也是一个挑战,特别是对于发展中国家而言。

然而,苦咸水淡化技术的开发利用前景依然广阔。

随着技术进步和成本降低,苦咸水淡化的规模将不断扩大,解决淡水短缺问题。

此外,苦咸水淡化技术也可以与其他领域相结合,如农业灌溉、工业用水等,为各个领域提供可持续的水源。

再者,苦咸水淡化技术的发展还可以促进水资源的可持续利用和保护,减少因大规模开采淡水资源而带来的环境问题。

总而言之,苦咸水淡化技术拥有广阔的开发利用前景。

通过不断创新和技术进步,苦咸水淡化技术将成为解决淡水需求的可靠手段,为人类提供持久的水资源保障。

0485.苦咸水淡化设计方案

0485.苦咸水淡化设计方案

苦咸水淡化设计方案1 方案的选取虽然浅层地下水(井深50~250 m)的供水量能满足需求,但水质恶劣,距生产工艺要求的水质相差甚远,其水质情况见表1。

从表1可见,原水含盐量为12402.25mg/L,为高浓度苦咸水,其淡化方法可采用电渗析法、反渗透法和蒸馏法。

对于该水质而言,如采用电渗析方法脱盐,其耗电指标介于7.0~18.5kW·h之间,比我国岛屿现有实际运行的反渗透海水淡化工程能耗还要大,故而不予采用。

蒸馏法中多级闪蒸淡化技术动力消耗大、运转费用高;压汽蒸馏成熟产品的最大产量为3000m3/d,需6台并联才能达到产水要求,缺乏规模效益;低温多效蒸馏淡化方法虽适用于该项目的苦咸水淡化,但经初步计算得知针对该水质的设备投资高达19000万元,单位造水成本也达67元/m3。

同样规模的反渗透淡化装置投资则在2200万元左右,单位造水成本25元/m3,远比低温多效蒸馏淡化方法便宜。

其原因是:①产品水的水质达到国家饮用水要求即可,不需要生产高纯水;②多效蒸馏设备还不具备国产化条件,设备引进的价格较高;③原料水含盐量较低,使得反渗透可在较低压力下操作,达到了节能目的。

因而决定选用反渗透处理工艺。

2 工艺设计2 1预处理系统根据有关方面提供的水源地水文地质详查情况,局部水源井的浊度较高,在室内放置4~24 h后浊度高达40 NTU。

这可能是原水中存在一些不稳定离子,所处环境改变后还原成胶状物所致。

因此,在原水进入淡化装置之前设置集水、澄清沉淀池,以使原水与大气充分接触,并得以澄清沉淀。

由于原水中含有微生物,在预处理前加次氯酸钠(2mg/L)杀灭细菌,同时防止和抑制微生物的滋生。

杀菌后的水加入絮凝剂(聚合氯化铁5mg/L)进行直流凝聚,以便后续过滤去除。

过滤系统分别设置多介质过滤器和细砂过滤器两级过滤系统。

参照国内、国外过滤器的运行情况,多介质过滤器的滤速选用10m/h,细砂过滤的滤速选用5m/h,控制出水污染指数SDI<3,Fe<0.05mg/L,CODMn<1.5mg/L,p=2~11,达到反渗透淡化系统要求的进料指标。

低能耗小型苦咸水淡化系统设计

低能耗小型苦咸水淡化系统设计

价值工程0引言我国一些地区饮水存在水质严重不达标、供水保证率低、水性地方病等问题,尤其是高氟、高砷、苦咸、污染等水质问题,严重影响着人民群众的身体健康。

据卫生部门和水利部门的初步调查及联合国评估,我国还有7000多万人饮水不安全,主要是高氟水、高砷水和苦咸水问题。

苦咸水主要分布在我国北方特别是西部和东部沿海地区。

通常将含盐量高于1000mg/L 并在15000mg/L 以下的天然水、地面水和自流井水称为苦咸水。

据统计,我国农村饮用苦咸水的人口近4000万,苦咸水很难直接饮用,长期饮用苦咸水会引发高血压、心血管等方面的疾病,促进泌尿系统结石的形成。

在农业方面,高浓度苦咸水不能直接用于农业灌溉,否则会使土壤的颗粒结构变坏,造成土壤盐碱化,抑制作物生长[1]。

对苦咸水进行淡化,是缓解我国淡水资源的重要手段之一,苦咸水淡化技术也得到了长足发展[2]。

苦咸水淡化技术主要可分为膜法和热法两种。

膜法包括纳滤、反渗透、电渗析和去离子处理技术等;热法包括多级闪蒸、普通多效蒸发、热力压缩耦合多效蒸发和机械蒸汽压缩蒸发技术等。

膜法中的反渗透法具有出水水质高和运行稳定的优点[3],是适合我国农村地区的苦咸水淡化技术,但能耗高问题一直是制约其发展的主要因素[4]。

本文设计了一种带有压力能量回收装置的反渗透小型苦咸水淡化装置,以期为我国苦咸水淡化技术的应用和推广提供参考。

1系统工程原理与参数设计1.1系统工作原理与组成反渗透小型苦咸水淡化装置由预处理系统、反渗透和能量回收系统以及后处理系统组成。

苦咸水经取水泵加压后进入预处理系统,预处理后的浓苦咸水进一步加压进入反渗透膜组件,在特定的进水压力下透过反渗透膜产出淡水,未过膜的高压浓水则进入能量回收装置,进行能量回收再利用后,从排水口排出;反渗透膜产出的淡水再经过后处理系统进行处理以保证产水水质。

系统工艺流程路线如图1所示。

1.2预处理系统选型预处理系统[5]由机械过滤器(HN-MF3-1)和保安过滤器(SZB-RO300-0164)组成。

0484.苦咸水淡化处理方法

0484.苦咸水淡化处理方法

苦咸水淡化处理方法引言我国是一个严重缺水的国家,人均占有水资源量约2400m3 ,仅为全球人均水量的1/ 4 ,而且时空分布不均匀,水环境污染较严重,原生劣质水分布面积广,尤其是西北干旱内陆地区,由于降水稀少,蒸发强烈,水资源天然匮乏,作为主要供水水源的地下水,普遍含盐、含氟量高,大部分地区又没有可替代的淡水资源。

由于水质低劣,口感极差,甚至不能饮用,其中多项指标不符合或达不到国家《饮用水卫生标准》,表现为高浓度盐碱成分,甚至表现为高硬度、高氟、高砷、高铁锰、低碘、低硒特征,多年以来严重影响了当地人民群众的生活质量和身体健康水平。

由此可见防病改水的紧迫性与必要性。

1 主要淡化方法的原理及其特点苦咸水的淡化实际上就是盐水淡化[1 ] ,使盐水脱盐淡化或者经处理后达到饮用水标准。

苦咸水和海水淡化方法有许多种,主要是蒸馏法、电渗析法和反渗透法。

目前苦咸水淡化大多采用反渗透法和电渗析法,主要是反渗透法。

在海水淡化方面,主要是蒸馏法和反渗透法。

虽然现有淡化容量的70 %是蒸馏法,主要是多级闪蒸,然而这种局面正在变化,反渗透法以其低投资和低能耗,大有后来者居上的趋势。

1. 1 蒸馏法蒸馏法就是把苦咸水或海水加热使之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水的过程。

蒸馏法是最早采用的淡化法,其主要优点是结构较简单、操作容易、所得淡水水质好。

蒸馏法有许多种,如多效蒸发、多级闪蒸、压汽蒸馏、膜蒸馏等。

1. 2 电渗析法[2 ]1. 2. 1 电渗析法的基本原理、特点和适用范围在苦咸水淡化中应用的电渗析法简称ED ,是利用离子交换膜在电场作用下,分离盐水中的阴、阳离子,从而使淡水室中盐分浓度降低而得到淡水的一种膜分离技术。

电渗析装置是利用离子在电场的作用下定向迁移,通过选择透过性的离子交换膜达到除盐目的。

在外加直流电场的作用下,水中的离子作定向迁移(阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过) ,使一种水中大部分离子迁移到另一种水中去。

入海河口城镇苦咸水利用方案

入海河口城镇苦咸水利用方案

入海河口城镇苦咸水利用方案摘要:地处沿海地区城市,随着海水已上朔,水源随着季节受到咸潮的袭击,形成不同程度的苦咸水。

在河口城镇开发利用苦咸水,可增加城市供水的战略水源,又加强了供水保障。

氯化物超标较严重,按常规工艺无法利用海水资源。

分析原水水质后,通过建设避咸池、采用生物预处理+混凝沉淀+超滤+反渗透的工艺流程,解决咸潮供水时存在的问题。

关键词:苦咸水利用、生物预处理、超滤、反渗透、经济分析近几年,海水、苦咸水等含盐量的水转化为生产、生活用水的淡化技术得到空前迅猛的发展,膜质量大幅提高,价格大幅下降,使得海水淡化更有可能性,海水(苦咸水)淡化工程可以解决长远供水水源不足的问题,同时也能满足国家对水资源要求越来越高的要求,对解决城市的整体水资源不足问题,具有较好的战略意义。

从方案设计的结论上看,海水(苦咸水)淡化工程在经济和技术方面与长距离调水工程相比,已显一定优势,特别其出水水质,更是可稳定达到世界水质标准要求。

有鉴于此,提出开展苦咸水淡化项目,在适合的规模下做一个示范的项目,为以后苦咸水利用提供有益的借鉴。

(本方案目前暂未实施)1 方案论证1.1 水源水质根据长期水质监测点的水质和水量情况见表1,从表中可看出,除溶解氧、BOD5和NH3达Ⅲ类水外,其余指标达Ⅱ类水以下,水质较好。

根据对该河段氯化物的监测情况,氯化物指标在50~18000mg/L,且每个月的最低潮水位时,氯化物超标不严重;其中,平水年份氯化物指标为50~2000mg/L,枯水年份氯化物指标为50~6000mg/L。

1.2 工程规模为解决供水量不足的问题,并能起到对以后大量开发苦咸水利用具有示范意义,经讨论研究确定本次规模为:10万m3/d(15000ppmNacl)。

1.3 工艺确定苦咸水水源的水质分析表明,氨氮及COD指标超过地表水Ⅲ类标准,为去除氨氮并降低有机污染物对后续膜处理的污染,需采用生物预处理工艺。

采用混凝沉淀+双膜(UF+RO)工艺进行苦咸水淡化。

苦咸水工程实施方案

苦咸水工程实施方案

苦咸水工程实施方案一、项目背景随着人口和工业的不断增长,淡水资源日益匮乏,而且面临着严重的河湖污染问题,其中包括因地下水过度开采导致的水位下降和咸化现象。

苦咸水是指含盐浓度较高的水,不适合直接饮用和灌溉,但在开发利用方面有其独特的价值和潜力。

目前,全球范围内对苦咸水资源的开发利用和综合利用技术研究已经取得了许多进展,同时也不断涌现出许多创新技术和工程实践案例。

因此,本方案旨在通过对苦咸水资源进行科学开发利用,实现资源的可持续利用,为区域的经济社会发展提供更多稳定的水源保障。

二、项目目标1. 通过苦咸水工程实施,促进区域内苦咸水资源的开发和综合利用,提高水资源的利用率和可持续性。

2. 实施苦咸水工程,满足当地饮用水、工业用水和农业灌溉等多个领域的需求,提供多元化的水资源保障。

3. 通过苦咸水工程的实施,推动当地经济发展,提升地方水资源利用效率和水环境质量。

4. 结合当地实际情况,提出科学合理的苦咸水工程实施方案,确保工程投资回报率和社会效益的最大化。

三、项目实施步骤1. 资源调查与评估首先需要对当地苦咸水资源的分布情况进行详细的调查和评估,包括水质、水量、地质特征、水文地质条件等方面的综合分析,为后续工程实施提供科学依据。

2. 技术选型与设计根据资源评估结果,选择适合的苦咸水开发利用技术,并进行详细的工程设计,包括工程规模、工艺流程、设备选型、投资估算等方面的内容。

3. 建设实施与运营管理根据工程设计方案,组织相关部门和单位开展工程建设实施工作,包括场地平整、设备安装、管道铺设、调试运行等工作。

同时,对工程的运营管理也需要进行详细的规划和安排。

4. 环境保护与监测苦咸水工程建设和运行过程中,需要严格遵守环境保护法律法规,确保水资源的可持续利用和环境保护的统一。

同时,还需要建立完善的水质监测系统,定期对水质进行监测和评估。

5. 社会宣传与科普苦咸水工程的实施对当地社会和经济发展具有积极的促进作用,因此需要加强社会宣传和科普,向公众普及苦咸水资源的价值和利用技术,增强公众的环保意识和资源节约意识。

苦咸水淡化工艺流程

苦咸水淡化工艺流程

苦咸水淡化工艺流程1.前处理:前处理的目标是去除苦咸水中的悬浮物、颗粒物、有机物和其它杂质,以减轻后续主处理设备的负荷。

-筛选:苦咸水通常包含大量的悬浮物和颗粒物,通过筛网将这些物质从水中去除。

-沉淀:通过加入化学药剂,促使悬浮物和颗粒物沉淀,并通过沉淀池或沉淀槽将其从水中分离。

-调节pH值:苦咸水中的pH值可能过高或过低,可通过加入酸碱药剂进行调节,以达到适宜的处理条件。

-活性炭吸附:苦咸水中有机物的含量较高,通过活性炭吸附可以有效去除这些有机物。

2.主处理:主处理的目标是将前处理后的苦咸水转化为淡水,常用的主要工艺包括蒸发结晶、反渗透和电渗析。

-蒸发结晶:利用蒸发原理,将苦咸水加热,水分蒸发,使得其中的溶解物质逐渐浓缩,形成结晶。

这些结晶可以进一步处理,得到淡水。

-反渗透:反渗透是目前应用最广的淡化技术之一、通过半透膜的选择性透过性,将溶质从溶液中分离出来。

溶媒流经半透膜,其中的溶质被阻挡在膜上,而纯水可以通过膜而得到。

这种技术能有效去除细菌、病毒、重金属等。

-电渗析:电渗析利用电场和离子迁移的原理进行分离。

苦咸水通过两个电渗析膜之间的间隙,当施加电场后,离子会根据其电荷向阳极或阴极迁移,从而达到分离的目的。

3.后处理:后处理的目标是进一步提高水质的纯净度和清洁度。

-活性炭吸附:苦咸水淡化过程中可能还存在有机物残留,通过活性炭吸附可以进一步去除这些有机物。

-臭氧氧化:臭氧氧化是一种强氧化剂,可用于分解或去除苦咸水中的有机物和微污染物。

-紫外线消毒:利用紫外线照射苦咸水,破坏细菌、病毒的DNA和RNA,以达到消毒杀菌的效果。

-混凝沉淀:通过加入混凝剂,使溶液中的微小悬浮颗粒凝聚成较大的沉淀物,然后使用沉淀池或沉淀槽将其从水中去除。

以上是典型的苦咸水淡化工艺流程,不同的厂家和项目可能在步骤和细节上有所不同。

综合考虑效果、成本和可行性等因素,可以选择合适的工艺组合来解决苦咸水淡化问题。

苦咸水改水工程方案

苦咸水改水工程方案

苦咸水改水工程方案一、背景介绍水资源是人类生活和生产中最基本的资源之一,但在当今社会,许多地区却面临严重的水资源短缺问题。

特别是在沿海地区和一些内陆盐碱地,盐碱化严重,所以水资源利用的难度更大。

据统计,全球有超过10亿人口饮用的水质标准低于世界卫生组织标准,其中大部分是因为受到了海水盐碱化的影响。

为了解决水资源短缺和盐碱化问题,工程技术人员们开始致力于开发各种水处理技术,其中就包括了苦咸水改水工程。

苦咸水改水工程就是指将含盐碱或其他污染物质较严重的海水或咸水进行淡化处理,使其成为可以供人类日常生活和生产使用的优质淡水。

二、苦咸水改水工程的重要性1. 大规模供水苦咸水改水工程可以帮助解决水资源短缺问题,提供大规模的优质淡水资源。

尤其是在沿海地区和内陆盐碱地,这对于保障当地居民的日常生活和工业用水需求非常重要。

2. 农业灌溉苦咸水改水工程可以改善土壤质量,降低盐碱化程度,提高农田的产量和质量,从而帮助保障地区的农业生产。

3. 生态环境保护苦咸水改水工程可以缓解盐碱地区的生态环境问题,改善植被生长条件,保护生态平衡。

三、苦咸水改水工程的技术方案1. 海水淡化技术海水淡化技术是苦咸水改水工程中最主要的技术之一。

目前主要有蒸馏法、逆渗透法、电渗析法、太阳能海水淡化等多种技术路线。

其中,逆渗透法是应用最为广泛的一种技术,它是利用高压将海水通过半透膜,分离盐分和水分,从而得到淡化水的方法。

2. 土地改良技术针对盐碱地区的土壤改良技术也是苦咸水改水工程中不可或缺的一部分。

主要包括土地排水、灌溉排斥、改善土壤质地等多种技术手段,通过这些技术手段改善土壤盐碱化程度,提高土壤肥力。

3. 水资源综合利用技术苦咸水改水工程还需要结合水资源综合利用技术,包括雨水收集利用、水资源循环利用等技术手段,实现对淡化水资源的合理利用。

四、苦咸水改水工程的实施步骤1. 资源评估首先需要对当地的水资源状况进行评估,包括水质、水量等方面,了解当地的水资源状况,为后续工程实施提供基础数据。

海水、苦咸水淡化解决方案

海水、苦咸水淡化解决方案

海水、苦咸水淡化解决方案Desalination of Sea Water and Bitter⏹根述21世纪将是水的世纪。

发展海水淡化事业,向海洋索取直接用水或淡水已经成为世界的共同趋势。

我国是海洋大国,且沿海和中西闻地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源,在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下,开发利用海水和苦咸水资源,进行海水(苦咸水)淡化就成为开源节流,解决我国淡水紧缺的重要战略途径。

发展海水(苦咸水)淡化技术,向大海要淡水也已经成为当当今世界各国的共识。

海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。

主要采用蒸馏法和膜法,蒸馏法以多级闪蒸(MSF)为主,膜法以反渗透(RO)为主。

上世纪五十年代初,膜技术便被优行提出来,经过产品换代、工艺革新,忆发展成为最经济的海水淡化和高盐度苦咸水脱盐技术。

目前,高盐度溶液的脱盐技术正向着废水资源化扩展。

膜集成水处理技术将会在我国大规模推广应用,而反渗透也将成为新世纪主要的海水淡化技术,其工程稳定可靠与造水成本低廉是吸引用户的主要原因。

联华特(北京)环境公司作为膜法处理技术的专家,依靠先进的研究开发手段,将独特的超滤技术和反渗透技术结合起来,在海水淡化领域,走出一条创新之路,凭着多年的工程经验,可为用户提供最优化的设计和工程服务⏹技术特征●完善的高效过滤系统,确保反渗透进水水质要求,超滤用于高浊度海水预处理●联华特公司具有各种能量回收器的使用经验,高效的能量回收装置,效率可达到94%以上●高性能的耐海水腐蚀金属材料的选择确保系统较长的使用寿命●合理的取水及浓水排放方式●经济的运行成本●模块化的设计理念,使系统位置更为合理,施工更为方便、快捷,满足客户的不同要求⏹主要技术参数●适用范围:海水●出水水质:根据客户需求,达到饮用水质标准或工业用纯水水质要求●回收率:35%-55%●吨/谈水电耗:小于3.0Kw.h/m3⏹典型工艺原海水增压泵浓盐水淡水⏹反渗透海水淡化项目标准操作程序对于一个反渗透海水淡化项目,联华特公司的标准操作程序为:●对原海水进行水质全分析试验●对试验结果进行分析研究、制定中试工艺和规模●中试,确定预处理的工艺和系统设计参数●方案和预算●系统的设计和建造●系统调试前的中试,确定调试和运行参数●调试,试运行,工程移交。

苦咸水淡化的四种技术方法你知道那些

苦咸水淡化的四种技术方法你知道那些

苦咸水淡化的四种技术方法你知道那些苦咸水淡化的四种技术方法你知道那些?在整个水处理行业处理苦咸淡水的处理,其实很多人都认为只有三种,那是因为这些人不了解,其实是有四种,一般了解的人都知道是三种,而非常专业的技术师傅他们则知道是四种,苦咸水是什么水?这个水和海水是差不多的,对于这方面的水质处理都是需要相关专业一点儿的设备,在配上专业的技术,通过这种方式来处理的。

那么我们今天就来把这四种方法列出来,而不在是以前的三种方法了。

目前,反渗透和电渗析已成为苦咸水淡化的主要方法,已成为解决广大苦咸水地区用水紧张的重要技术手段。

而反渗透技术因其成本和效果更好,开始被越来越多的地方和部门选用。

纳滤技术的开发和应用比反渗透膜大约晚20年。

纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间,其膜表面具有纳米微孔结构。

反渗透膜对NaCL的脱除率在95%以上,而纳滤膜一般将NaCL脱除率在90%以下,反渗透膜几乎对所在溶质都有很高的脱除率,而纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。

纳滤膜主要去除一个纳米左右的溶质粒子,截留分子量一般为100~2 000。

纳滤膜主要用于脱除三卤甲烷中间体(THM),异味、色度、农药、合成洗涤剂、可溶有机物等致病因子,以及脱除苦咸水中Ca2+、Mg2+等离子成分。

我国在山东长岛县海岛建成的南隍城水厂(144 m3/ d),就采用了NF苦咸水淡化装置。

该装置操作压力0.75 Mpa,淡水回收率56%,吨水耗电1.43 kW·h,产水符合饮用要求。

目前国外城市饮用水已有日产水5万m3级的大型纳滤装置。

纳滤技术在21世纪将成为水净化的首选技术。

反渗透常规预处理技术主要是消毒、凝聚、絮凝、过滤工艺,由于其占地较大,运行维护较复杂,近年来,随着膜技术的发展,已开发出膜法预处理,主要包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)。

纳滤作为预处理,主要脱除苦咸水中的大部分的结垢离子和一部分NaCL。

采用MF—RO系统,纳滤(NF)作预处理,NF脱除部分硬度和TDS,既不用添加防垢剂,又提高RO的水回收率,降低了25%能耗,可降低造水成本30%,经济效益明显。

苦咸水淡化工程系统设计

苦咸水淡化工程系统设计

苦咸水淡化工程系统设计一、引言苦咸水淡化技术是饮用水和工业用水净化和回收的重要技术,在海岸线较长且水资源较为缺乏的地区,淡化海水和咸水可以为人们提供充足的饮用水和工业用水资源,建立苦咸水淡化工程系统至关重要。

在本文中,我们将对苦咸水淡化工程系统的设计进行全面探究。

二、苦咸水淡化技术苦咸水淡化技术是将含盐量较高的水通过特定的处理方法,使其达到可饮用或工业用水的标准。

目前苦咸水淡化技术主要有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、离子交换法等几项成熟技术。

而在实际应用中,蒸馏法和反渗透法是主流技术,其效果和处理成本受到广泛关注。

蒸馏法适用于小规模处理,反渗透法则适用于规模较大的淡化处理。

三、苦咸水淡化工程系统设计1. 工程系统原理图设计根据苦咸水淡化技术原理,设计苦咸水淡化工程系统原理图。

主要包括源水净化处理、一次增交换、一次反渗透处理、二次增交换、终端净化处理等环节。

2. 工程系统的工艺设计苦咸水淡化的工艺设计包括苦咸水的预处理、首要及二次增交换、反渗透膜分离、能量恢复、再增交换、反洗等步骤。

其中,预处理主要是利用机械和化学方法处理源水中的悬浮物和物理杂质、化学杂质和生化杂质。

增交换主要是采用阴阳离子交换树脂,以去除源水中的多价离子;反渗透膜过滤则是将水从半透膜中过滤出来。

3. 工程系统的设备配置苦咸水淡化工程系统的设备配置包括如下几个方面:预处理设备、增交换设备、反渗透设备、反渗透依赖设备、反洗设备、设备管系等。

4. 工程系统的运行控制苦咸水淡化工程系统操作控制包括系统动态控制、数据采集处理、电子监测、计量管理和仪器装置等。

五、苦咸水淡化工程系统效益苦咸水淡化工程系统的成本效益主要取决于系统运行成本和工程系统的维护成本。

在成本方面,根据中国苦咸水淡化工程系统的实际情况,其成本比普通饮用水的成本要高出5至7倍。

但苦咸水淡化技术仍然受到广泛关注。

广泛的推广可以解决饮用水和工业用水的短缺问题,对于保障人们的生存和经济发展有着十分重要的价值。

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18000m3/d苦咸水淡化设计方案
某化学股份有限公司为保证全国最大的PVC生产装置项目的供水及解决企业长期发展免受水资源的限制,同时为解决[J]xx市部分地区常年饮用高浓度苦咸水的难题,决定开发储量丰富、可通过降雨及海水渗入自然补充的50~250 m地下高浓度苦咸水。

1 方案的选取
虽然浅层地下水(井深50~250 m)的供水量能满足需求,但水质恶劣,距生产工艺要求的水质相差甚远,其水质情况见表1。

从表1可见,原水含盐量为12402.25mg/L,为高浓度苦咸水,其淡化方法可采用电渗析法、反渗透法和蒸馏法。

对于该水质而言,如采用电渗析方法脱盐,其耗电指标介于7.0~18.5kW·h之间,比我国岛屿现有实际运行的反渗透海水淡化工程能耗还要大,故而不予采用。

蒸馏法中多级闪蒸淡化技术动力消耗大、运转费用高;压汽蒸馏成熟产品的最大产量为3000m3/d,需6台并联才能达到产水要求,缺乏规模效益;低温多效蒸馏淡化方法虽适用于该项目的苦咸水淡化,但经初步计算得知针对该水质的设备投资高达19000万元,单位造水成本也达67元/m3。

同样规模的反渗透淡化装置投资则在2200万元左右,单位造水成本25元/m3,远比低温多效蒸馏淡化方法便宜。

其原因是:①产品水的水质达到国家饮用水要求即可,
不需要生产高纯水;②多效蒸馏设备还不具备国产化条件,设备引进的价格较高;③原料水含盐量较低,使得反渗透可在较低压力下操作,达到了节能目的。

因而决定选用反渗透处理工艺。

2 工艺设计
21预处理系统
根据有关方面提供的水源地水文地质详查情况,局部水源井的浊度较高,在室内放置4~24 h后浊度高达40 NTU。

这可能是原水中存在一些不稳定离子,所处环境改变后还原成胶状物所致。

因此,在原水进入淡化装置之前设置集水、澄清沉淀池,以使原水与大气充分接触,并得以澄清沉淀。

由于原水中含有微生物,在预处理前加次氯酸钠(2mg/L)杀灭细菌,同时防止和抑制微生物的滋生。

杀菌后的水加入絮凝剂(聚合氯化铁5mg/L)进行直流凝聚,以便后续过滤去除。

过滤系统分别设置多介质过滤器和细砂过滤器两级过滤系统。

参照国内、国外过滤器的运行情况,多介质过滤器的滤速选用10m/h,细砂过滤的滤速选用5m/h,控制出水污染指数SDI<3,Fe<0.05mg/L,COD Mn<1.5mg/L,p=2~11,达到反渗透淡化系统要求的进料指标。

预处理反冲洗水采用已经过多级过滤和防结垢处理的反渗透浓水,从而使系统自用原水量降至最低,使系统具有较高的回收率。

2 2 反渗透系统
由于淡化系统采用反渗透复合膜,对氯的耐受程度只有1000mg/(L·h),而过滤器出水通常含余氯0.1~1.0 mg/L,故需在过滤器出水中加入亚硫酸氢钠(3mg/L)还原水中余氯,使游离氯含量<0.1mg/L,满足反渗透装置的进水要求。

另外,原水中Ca2+、SO42-、Mg2+、a2+、Sr2+等离子含量较高,在反渗透脱盐过程中极易形成难溶组分沉积于反渗透膜表面,造成装置性能下降。

因此采用性能较传统阻垢剂六偏磷酸钠为好的阻垢分散剂Flocon260(27mg/L),必要时配合加入盐酸(30%盐酸)可有效防止膜内碳酸钙、硫酸钙、钡等各种难溶盐类的结垢,并防止铁铝氧化物及其他污染物的沉积。

淡化装置的总容量为18000m3/d,选用数台装置并联运行。

考虑到原水水质的特性,采用介于海水及一般水处理之间的系统回收率65%,既保证水源的充分利用,又防止回收率过高对膜的损害。

为实现回收率>65%的目标,需采用二段工艺操作。

考虑到该水质的反渗透操作压力较高,浓水排放较海水处理相对较少,排放量较大,在一、二段膜中间增设能量回收装置,从而减少系统的能量消耗。

鉴于该水含盐量为12400 mg/L,属于高浓度苦咸水,且不到常规海水含盐量的一半,无法照搬传统意义苦咸水及海水的处理方式。

因此采用苦咸水和海水反渗透膜一级一段、一级二段和二者的混合工艺分别计算。

从计算结果可知,无论采用几台装置并联,从装置能量消耗的角度看,对于一级一段流程,每个压力
容器内安装6组反渗透膜最佳;对于一级二段流程,每个压力容器内安装4组膜最佳。

从投资的角度看,每个压力容器内安装的膜组件数越多,压力容器的个数越少,同样膜组件数的投资越少;因为6m长压力容器与4m长压力器的价格并不呈比例增长。

综合考虑各方面因素,一级二段流程也选用6m长的压力容器,即每个压力容器内安装6组反渗透膜组件。

完全使用海水膜,淡化系统的能量消耗较高,第一段采用苦咸水膜、第二段采用海水膜的能量消耗与两段均采用苦咸水膜的能量消耗相当。

完全采用苦咸水膜时,操作压力为294N,到第二段的进口浓度达到24000mg/L,虽然从理论计算上没有问题,但缺乏工程实例,风险较大。

因而,反渗透膜堆的排布形式采用第一段苦咸水膜,第二段海水膜。

从能量回收透平的效率曲线上看,透平的容量越大,回收效率越高。

装置的并联数量越多,其操作弹性越大,但投资也相应加大;并联数量太少时,操作弹性变小。

因此,综合考虑装置效率、供水稳定性等各方面因素,装置的并联数量以三台为佳。

最终确定出水水质为(mg/L):钙=1.2,镁=2.7,钠=70.9,钾=0.0,硫酸根=4.4,氯根=109.0,重碳酸根=15.3,总溶解固体=203.6,出水p=5.60。

根据透过水的水质情况,后处理采用p值调节。

透过水加入Na2CO3调节p值,加入量为145 mg/L,加入后把p值调节到7.43,以符合循环水的水质要求及减少对管路的腐蚀。

由于调节p值而加入了纯碱,处理后水的总固溶物含量将有所增加,最后加入1mg/L液氯以防止微生物的污染,提供给用户使用。

反渗透装置主体电力消耗20kW·h/m3(产水),加入引水及其他附属设备用电共计2.5kW·h/m3,单位造水成本则为
2.48元/m3。

3 结论
xx集团18000m3/d苦咸水淡化工程采用一级二段反渗透处理方式(一段为苦咸水反渗透膜,二段为海水反渗透膜)较为合理。

三台装置并联运行时,电力消耗为25kW·h/m3,单位造水成本<25元/m3。

故而采用反渗透淡化工艺提供xx集团的循环冷却水是可行的技术路线。

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