反渗透海水淡化方法

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? 经过近三十年的不断发展，海水淡化反渗透复合膜 的性能已经有了较大的提高，日前的反渗透复合膜 系采用芳香族聚酰胺为材料，特征水通量达1978 年 的2倍，盐的透过率大约为1978 年的1 ／4，膜的脱 盐率高于99.3 ％，抗污染和抗氧化能力大大提高。
? 技术的进步使得海水淡化制取饮用水，由原来的二 级流程简化为一级流程成为现实。
浓缩液
浓缩液
第三段
浓缩液
R
R
高压泵
O
O
R O
产品水
（b) 一级多段反渗透流程
流程特点：该流程常用于料液的浓缩，料液经多步浓缩，其体积减 少而浓度提高，产水量相应增大。 。
此流程适用于处理量大，回收率高的场合。通常苦咸水及低盐度
水的净化均采用此流程，随着高性能膜的出现，海水淡化也 采用此
流程。
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第四章 反渗透法海水淡化
第一节 综 述 ? 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。
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在反渗透操作过程中，浓缩盐水携带的相当一部分能量， 如不加以利用，将造成能量的极大浪费，各种形式的能 量回收装置相继出现．
先期的涡轮远平式能量回收装置，利用压力较高的浓盐 水转动涡轮，通过轴或其他传动装置，将其能量输送至 原海水。
尽管其能量回收效率低于后期开发的正位移式能量回收 装置．其节能效果也相当明显，回收效率为50％-80％。
? 加上因膜污染而不得不进行的膜清洗，所以反渗透 工艺一般分四部分。
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典型反渗透海水淡化工艺流程
H2SO4 NaHSO3
SWRO 装置
FeCl3
Cl2
机械过滤或超滤 保安过滤
海水取水
混凝沉淀
清水池
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
NaOH
淡水
絮凝剂 酸处理 氯处理
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? 最近开发的正位移式能量回收装置回收效率更高．可达 90％以上，从而使反渗透海水淡化装置的能耗进一步降 低。
? 出于采用各种新的工艺和多种新技术的出现，也使得海 水淡化的成本大大降低，反渗透技术的应用范围逐步扩 大。
? 统计资料表明、1989年以前，采用反渗透技术进行海水 淡化的淡化水产量占海水淡化市场的6％，到1997 年底， 其比例已上升至14％。现今反渗透技术已成为海水淡化 的主要方法之一。相比世界海水淡化市场，占有26．8 ％的份额。且海水淡化不断向大型化方向发展，装机容 量也不断扩大。
? 在反渗透过程中，所谓级数是指进料经过加压的次数。 如二级则是料液在过程中经过二次加压，在同一级中以并 联排列的组件组成一段，多个组件以前后串联连接组成多
段。
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一级一段连续式反渗透流程
浓缩液
料液槽 高压泵 反渗透膜组件 （a) 一级一段连续式反渗透流程
渗透液
流程特点：料液进入膜组件后，浓缩液和渗透液连续排出， 水的利用率较低。
海水
砂滤
除氯
预处理
PH控制 加氯
浓盐水
能量回收 装置
纯净水
淡水缶
膜组件
后处理
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反渗透海水淡化工艺简图
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超 滤 装 置 实 景 图
第三节 反渗透工艺流程
3.4.1 流程
? 由于反渗透膜的溶质脱除率大多在0.9～0.95 范围内，因 此，要获得高脱除率的产品往往需采用多级或多段反渗透 工艺。
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二级一段循环式反渗透流程
.
料液
浓缩液
浓水排放
高压泵
第一级
高压泵
第二级
（c) 二级一段循环式反渗透流程
渗透液
流程适用：进料含盐度高；一级达不到出水要求；膜的脱盐率低，而水 的渗透性又高。
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多级一段反渗透流程
. 第一级浓水
二级浓水
三级浓水
原水
浓缩液
R
R
R
O
O
O
高压泵
高压泵
高压泵
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20世纪80年代出现的采用微滤、超滤或纳滤等膜技术 作为反渗透海水淡化系统的预处理工艺．使得反渗透 海水淡化装置更加可靠。
用膜技术作为海水反渗透的预处理，不需要加入絮凝 剂、杀菌剂和还原剂等化学药品，同时也省去了保安 过滤器，使反渗透的进水水质从传统处理方法能够达 到的出水污染指数小于3改进到小于1，有效去除了进 料海水中的胶体类物质．保证了反渗透装置的长期稳 定运行。
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一、发展历史
? 渗透现象早在1748年就被法国的Ahble Nclle ， 所发现。利用与渗透过程相反的过程进行海水淡化 的设想是在1950 年提出的。1953年首先由美国内 务部把反渗透的研究纳入国家计划，并在美国盐水 局的资助下进行了开拓性研究．结果证明利用醋酸 纤维素商品膜可以从海水小制取淡水。
产品水
（a) 多级一段反渗透流程
流程特点：可生产高纯水
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多级一段反渗透流程
.
第一级浓水
二级浓水
原水
三级浓水
高压泵
R
R
O
O
高压泵
R O
高压泵
（b) 多级一段反渗透流程
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流程特点：水的回收率提高
产品水
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二、反渗透基本原理 (渗透过程)
渗透过程
Байду номын сангаас浓水
淡水
半透膜
水流方向
反渗透过程 压力
膜
水流方向
第二节、反渗透海水淡化工艺
? 由于反渗透膜可以阻止无机盐分子的通过，因此反 渗透工艺技术可以用于海水淡化领域。
? 一般说来，反渗透海水淡化工艺可以分为三个部分： 预处理、反渗透和后处理。
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一级一段循环式反渗透流程
原料液
浓缩液
渗透液 料液槽 高压泵 反渗透膜组件
（b) 一级一段循环式反渗透流程
流程特点：料液进入膜组件后，浓缩液一部分返回到料液槽，使浓 缩液的浓度不断提高，水的利用率增大，但水质有所下降。
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一级多段反渗透流程
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第一段
第二段
原水
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1958 年，美国加利福尼亚大学也采用醋酸纤维素膜 成功地完成了海水淡化试验，进而确定了著名的凝 胶相转化制备不对称膜的工艺，并于1960 年成功地 研制出第一张高盐截留率、高水通量的不对称二醋 酸纤维素海水反渗透膜，使反渗透法逐渐达到实用 化水平，从而使反渗透分离从可能变成现实。