膜法海水淡化系统
膜分离技术在海水淡化中的应用实践
膜分离技术在海水淡化中的应用实践海水淡化是一项旨在解决全球水资源短缺问题的技术。
由于全球气候变化和人口增长，越来越多的地区受到水资源短缺的困扰，因此海水淡化成为了重要的解决方案。
而膜分离技术在海水淡化过程中发挥着重要作用。
膜分离技术是一种基于材料科学和化学工程学的技术，通过特定的膜材料将混合物分离成不同成分。
在海水淡化中，膜分离技术可以通过筛选海水中的盐分和不纯物来实现淡化海水的目的。
这种技术不仅能够提供高质量的淡水，而且还可以降低淡化海水的成本。
膜分离技术在海水淡化中有很多应用，其中最常见的就是反渗透技术。
该技术利用薄膜过滤器或多级膜组件将海水压力驱动通过，以分离出纯水和浓缩盐水。
反渗透技术具有高效、可靠、易于维护和操作等优点。
此外，通过控制膜材料、膜孔径和操作条件等参数，反渗透技术还可以实现对不同颗粒物的过滤和去除。
除了反渗透技术，膜分离技术还有其他应用。
例如，超滤技术可用于去除大分子有机物，限制细菌生长和细菌滋生；微滤技术可用于去除大多数有机物和重金属，包括铅、铬、汞等；纳滤技术可用于去除更小的颗粒和高离子溶液。
这些技术可以根据不同的需要进行个性化的水处理解决方案，满足不同地区的淡化水质要求。
膜分离技术在海水淡化中还有一些局限性。
首先，与传统的热处理方法相比，膜分离技术需要更高的功率和耗费更多的能源。
其次，膜过滤系统需要定期清洗和更换膜元件，这会增加运营成本。
此外，膜分离技术也很容易受到污染和污垢的影响，需要进行定期维护和清洗。
尽管存在局限性，膜分离技术仍然是一种重要的海水淡化技术，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和完善，这种技术将变得越来越高效和经济。
当然，建立更加完善和可持续的海水淡化系统，除了技术创新，还需要政府、企业和社会各界的合作和努力，以推动可持续的水资源管理和保护。
(初四化学)海水淡化的方法①蒸馏法原理 ②结晶法原理 ③膜法原理
(初四化学)海水淡化的方法①蒸馏法原理②结晶法原理③膜法
原理
①蒸馏法原理：
蒸馏是一种以温度差使水分子运动，使海水淡化的有效方法。
它通过使水在蒸发和凝
结中运行，从而将海水的水分子以低浓度的分子形式分离出来。
蒸馏的过程大致如下：首先，将热海水通过非常精密的管道或特殊容器装置，加热至蒸发温度，使海水的蒸汽状态，而溶质则由水分子在热量的作用下，被蒸发出去。
然后，将蒸汽加在冷凝器上，使其在低
温情况下冷凝，使其从蒸汽变成液态形式，从而实现淡化。
②结晶法原理：
结晶法是一种将海水淡化的有效方法，它是通过采用晶化水分子的方式，将海水中的
盐分子聚集成团体，再被遗弃在淡水下面，实现淡化的原理。
晶化水分子的过程是通过使
海水中的水分子经过加热处理，降低温度的方式，从而使晶体水簇的形成产生变化，使晶
体水簇的总体吸收和分散，降低海水中的盐分子，从而完成海水淡化。
③膜法原理：
膜法是一种以浓缩膜为媒介，使海水淡化的有效方法。
它采用逆渗透膜作为媒介，将
海水加压，排除其中的水分子，从而达到淡化的目的。
膜技术的工作原理是：把原始的海
水放入膜系统中处理，在这个系统中，有大量的多重层薄膜堆叠，将海水加压均匀过滤。
每层薄膜只拦截和选择由小分子（如水分子）构成的海水，而大离子（如盐分子）被层层
过滤，分离出来，从而把海水变得更淡，从而达到淡化的效果。
海水淡化方法及原理
海水淡化方法及原理
海水淡化是指从海水中提取出大量的淡水，以满足人类对淡水的需求。
海水淡化的方法目前包括离子交换、压滤、热蒸发、多孔介质膜等，各有不同的原理和特点。
(1) 离子交换法：原理是用离子交换柱来交换海水中的钠离子和氯离子，同时使用某种离子交换树脂作为吸附剂，通过对离子的吸附和再生，从海水中去除钠离子和氯离子，形成淡水。
(2) 压滤法：原理是使用海水的高压力将海水压入滤膜系统中，渗透出淡水。
在渗透过程中，滤膜可以有效地阻止溶质的过滤，形成淡水。
(3) 热蒸发法：原理是通过将海水煮沸，将淡化水以气体的形式从溶液中煮出。
这种方法又称为热力学蒸发法。
(4)多孔介质膜法：原理是通过将多孔介质膜放置在海水中，利用膜的选择性透过性区分淡水盐度，使淡水分子通过膜表面，海水盐度分子不能透过膜表面，从而获得淡水。
2013最经济的膜法海水淡化技术优势分析
2013最经济的膜法海水淡化技术优势分析全球水的总储量为13.86亿km3，海水就占有96.5%，人类可取用的地表水和浅层地下水仅为0.79%，且随地域和季节变化分布极不均匀。
为了向大海索取淡水，上世纪五十年代初，膜技术便被优先提出来了，至七十年代海水淡化技术在世界上实现了商品化，经过产品换代、工艺革新，目前已成为最经济的海水淡化和高盐度苦咸水脱盐技术。
世界上海水淡化的方法有，蒸馏法、电渗析法、冷冻结晶法及反渗透法。
采用蒸馏法和冷冻结晶法，设备费用高，装置复杂，易结垢和热能消耗大;电渗析法由于耗电量大，成本高，大规模淡化取水甚为困难。
相比之下，海水淡化装置用膜法海水淡化取水，是最好的选择，它具有以下优点：1 、应用膜法淡化海水技术非常成熟;2、反渗透等膜材料、膜元件生产技术成熟，价格大幅度下降，应用成本越来越低3、耗电量小、现有技术已达到吨水耗电1.8--4.5度左右，有利于节约能源，降低制水成本;4、膜法淡化海水为单元组合式，建设规模可逐级扩大，便于推广应用;5、膜法淡化海水其膜设备投资涉及到土建工程、电力工程、自控工程、管道工程及其它关联工程，都是成熟的技术和工程，其投资风险甚小;6、反渗透法淡化海水，配以纳滤膜技术，保留了海水中存在的对人体有益的多种微量矿物质，具有生物活性，是可以直接生饮的安全饮用水;7、反渗透淡化海水无相变，分离出来的浓缩海水含盐量比原海水高出2-3倍，其浓海水不仅可以用来养殖如海参、鲍鱼、扇贝、大黄鱼、对虾、海鳗等高档海产品，还可以从中更经济地提取溴、镁、铀、石膏、芒硝、食盐、氧化钾、硫酸镁、氯化镁、磷酸镁、氧化镁等海洋化学物质，实现海洋资源的综合利用;8、所用的膜是卫生的高分子材料，能完全截留细菌、病毒、胶原体、重金属离子等有害物质，将有益于人民的健康。
膜系统的电耗指标：3kw.h/m3左右吨水成本：4.5元/吨以下投资：约0.4~0.8万元/吨水。
膜法海水淡化过程的水质及影响因素
膜法海水淡化过程的水质及影响因素发布时间：2021-07-08T07:54:46.130Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：梁鹏[导读] 发展海水淡化技术是解决水资源短缺的重要途径。
反渗透海水淡化技术因其设备投资少、能耗低、建设周期短等优点，近年来发展迅速，将成为未来海水淡化的主导技术。
基于此，本文首先阐述了反渗透海水淡化水质的影响，分析了淡化水亟待解决的问题。
哈尔滨锅炉厂环保工程技术有限公司黑龙江省 150046摘要：发展海水淡化技术是解决水资源短缺的重要途径。
反渗透海水淡化技术因其设备投资少、能耗低、建设周期短等优点，近年来发展迅速，将成为未来海水淡化的主导技术。
基于此，本文首先阐述了反渗透海水淡化水质的影响，分析了淡化水亟待解决的问题。
关键词：反渗透膜法；海水淡化；水质反渗透海水淡化是一种压力驱动的膜分离技术，用于海水脱盐生产淡水，利用这项技术，地球上2/3的海水可转化为淡水，能缓解人类的水危机。
反渗透膜海水淡化以其设备模块化、工艺简单、投资成本低等优点，已成为海水淡化行业的主流技术。
一、反渗透海水淡化水质在反渗透海水淡化工艺中，影响水质的主要环节是原海水、海水预处理、反渗透海水淡化工艺、后处理和管网输配。
1、原海水。
海水作为反渗透膜海水淡化的进水原料，其水质直接影响到淡化产品水的水质。
海水成分复杂，海水中原有的海洋微生物、藻类、游离细菌、各种化学物质和人类活动产生的污染物都会对海水淡化产品产生影响。
我国渤海与东海近海海域污染物是石油类，其主要成分是脂肪烃、芳香烃及一些含硫、含氮杂环化合物等。
这些污染物中，分子质量小、沸点低的化合物可通过反渗透膜进入淡化水中。
同时，海洋是开放性水域，其他国家污染物的排放也会影响海水水质，从而改变淡化产品水的水质。
另外，海水特性、微生物和化学污染物的存在都会对产品水的水质产生间接影响。
海水的进水温度会影响淡化产品水的使用，水温过高会破坏反渗透膜表面的分离层，增加水通量，从而改变淡化产品水水质。
科技成果——膜法海水淡化关键设备能量回收装置
科技成果——膜法海水淡化关键设备能量回收装置成果简介近年来海水淡化技术的快速发展及其成本的大幅降低，使越来越多的国家和地区开始考虑利用淡化水作为第二水源，以缓解日益严峻的淡水危机。
目前可用于工业规模的海水淡化方法反渗透技术的发展速度最快，成本的降幅也最大。
其原因主要在于膜性能的不断提高和高效能量回收装置的广泛使用。
能量回收装置作为反渗透海水淡化系统的必备设备之一，对大幅降低淡化系统的运行能耗，进而降低产水成本至关重要。
正位移式能量回收装置近年来备受市场青睐，其产品市场占有率也呈逐年快速增长的发展趋势，淡化系统本体吨水电耗也由80年代的8.0kWh降低到约2.0kWh。
技术原理按照工作原理的不同，能量回收装置可分为水力透平式（或离心式）和正位移式两种类型。
水力透平式运行时通常需要经过“压力能-轴功-压力能”两步转化过程，能量回收效率相对较低，为50-75%。
而正位移式则利用浓盐水直接增压进料海水的方式回收压力能，效率高达90%-96%。
此外，正位移式能量回收装置使用过程中还具有根据运行需要灵活调节淡化系统的产水回收率的特点。
“阀控余压能量回收装置”采用正位移式工作原理，集成式水压缸和阀组相结合来实现反渗透海水淡化系统排放浓盐水余压能的回收利用。
能量回收装置采用PLC控制，易于与上位系统相耦合，控制精度和可调性都很好。
技术水平该项目经国家海洋局鉴定验收（国海鉴字[2004]003号），认为该成果达到国际先进水平。
该技术已于2004年7月7日获准国家发明专利（授权公告号CN1156334C）。
应用前景能量回收装置由于具有较高的能量回收效率，已经逐渐成为海水淡化行业中研究和开发的热点，其产品市场占有率也呈逐年快速增长的发展趋势，近年来国内海水淡化工程大多采用美国ERI公司的PX 能量回收装置。
我国在SWRO能量回收技术方面的研发起步较晚，发展比较迟缓，装置形式较单一，大都局限于双液压缸功交换式，整体水平同国际先进技术还有很大的差距，但工业化发展及应用前景较好。
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。
海水淡化反渗透膜法工艺的应用
关键词：电厂海水淡化；反渗透膜法工艺；技术应用1概述2017年初，国家发改委和国家海洋局共同印发了《全国海水利用十三五规划》，提出的目标是：十三五末，全国海水淡化总规模达到220万吨/日以上，新增海水淡化规模119万吨/日以上。
目前全球海水淡化技术超过20余种，包括反渗透法、低温多效、多级闪蒸、电渗析法、压气蒸馏、露点蒸发法、水电联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等。
从大的分类来看，主要分为蒸馏法（热法）和膜法两大类。
反渗透为国际海水淡化主流技术，《中国海水淡化设备市场调研与投资前景预测报告（2018版）》显示：到2018年全球海水淡化技术中反渗透占总产能的65%，多级闪蒸占21%，电去离子占7%，电渗析占3%，纳滤占2%，其他占2%。
2海水淡化反渗透膜法介绍反渗透法诞生于1953年，又称为膜法。
它使用的薄膜叫“半透膜”，其作用是让淡水通过，不让盐分通过。
反渗透膜是一种用特殊材料制成的、具有半透性能的薄膜。
最常用的是中空纤维和螺旋卷式两种。
根据膜材料或成膜工艺又可分为非对称反渗透膜、复合反渗透膜。
目前反渗透膜组件的使用寿命为3～5年。
反渗透膜组件质量的优劣和水平的高低关键在于膜性能的好坏,反渗透膜法海水淡化过程中节能和高脱盐是两个需要满足的问题[1]。
经过多年来技术研究，反渗透海水淡化设备对膜、泵、能量回收装置等不断研究更新，装置的平均耗能已经减少至原来的五分之一[2]。
反渗透本体部分主要由反渗透组件和高压泵两大部分组成。
反渗透所需能耗主要用于提供反渗透过程所需压力上，为了降低淡化水的操作费用，通常在浓盐水排放管线上安装能量回收装置。
3应用实例山东莱州电厂规划容量6×1000MW超超临界燃煤机组，一期工程现已正式运行2×1000MW国产超超临界燃煤发电机组，本期正在扩建2×1000MW超超临界二次再热燃煤机组。
海水淡化系统是莱州电厂配套项目，利用发电厂的电力以及海水取排水设施生产淡水，以作为电厂锅炉补给水和其它工业用水。
(完整版)热法及膜法海水淡化经济性分析汇总,推荐文档
膜法热法海水淡化技术经济分析大连海水淡化工程研究中心华维国一、海水淡化方法概述：海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程，通过脱除海水中的大部分盐类，使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术，目前淡化方法已达数十种，达到商业化规模的主要有反渗透法和蒸馏法，也就是常说的“膜法”和“热法”，蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏三种。
1、蒸馏法淡化技术蒸馏法又称蒸发法，是最早采用的淡化技术。
早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
蒸馏法与膜法不同，经蒸发所得的水就是蒸馏水，水质较高，产品水的含盐量（总固溶物）可以降到5ppm以下。
蒸馏法所能处理的原料水比其它方法更加广泛，原水含盐量从几百毫克/升到几万毫克/升都可适应。
蒸馏法海水淡化的装置类型较多，主要的有：多级闪蒸海水淡化、多效蒸发海水淡化和压汽蒸馏海水淡化。
以下对各种方法进行简介：（1）多级闪蒸技术(MSF)●基本原理多级闪蒸是将海水加热到一定温度后，引入到一个闪蒸室，其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压，部分海水迅速汽化，冷凝后即为所需淡水；另一部分海水温度降低，流入另一个压力较低的闪蒸室，又重复蒸发和降温的过程。
将多个闪蒸室串联起来，室内压力逐级降低，海水逐级降温，连续产出淡化水。
●工艺流程经过澄清和加氯消毒处理的海水，首先送入排热段作为冷却水。
离开排热段的大部分冷却海水又排回海中，小部分作为进料海水（补给海水），经预处理后，从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室，如技术原理所说明的那样，逐级降压，海水逐级降温，连续产出淡化水。
见图1-1。
多级闪蒸的造水比是指生产的淡水（蒸馏水）的重量与所消耗的加热蒸汽之比，是淡化厂经济效益的直接体现，通常小型装置的造水比较小，大型装置的造水比较高，如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置，造水比一般为5-8左右；日产淡水万吨级的装置，造水比多在10以上，日产淡水四～五万吨的装置造水比可达到13-14。
总结双膜法海水淡化技术的技术工艺
总结双膜法海水淡化技术的技术工艺
双膜法海水淡化基本工艺流程为预处理(混凝沉淀+超滤)→反渗透脱盐工艺。
混凝沉淀工艺可以去除海水中大部分悬浮物质。
超滤采用外压式超滤膜，化学性质稳定，耐氯范围广，抗污染性强，易清洗，能将大部分不溶解物质及有机物去除。
反渗透采用聚丙烯酰胺复合膜，脱盐效果极好，单支膜元件脱盐率高达99%以上。
1.超滤工作原理
超滤膜孔径较小，且具有拦截能力，物理截留水中特定大小的杂质，从而实现将溶液中不同成分分离的目的。
2.反渗透工作原理
反渗透是在压力作用下，利用半透膜的选择性将溶质和溶剂分开。
用反渗透技术将海水中的胶体、细菌病毒等有害杂质去除，从而获得高品质淡水。
双膜法海水淡化技术特点
1.超滤膜和反渗透膜产水水质稳定可靠。
2.系统脱盐率高达99%。
3.通过不同等级的反渗透组合设计，能够满足用户不同要求。
4.通过能量回收装置，回收排水压力，降低海水淡化成本。
5.超滤和反渗透系统采用模块化设计，灵活性及可靠性高。
6.自动化程度高，运行维护简单方便。
7.通过开发低热源以及利用热电厂海水取排水设施，有效降低海水淡化成本。
热法海水淡化技术介绍
热法海水淡化介绍1鼎联的海水淡化技术目前商业应用主流的海水淡化技术分为膜法和热法两大类。
膜法主要指的是反渗透海水淡化技术；热法海水淡化技术包括：多级闪蒸（MSF）、普通多效蒸发（MED）、热力压缩耦合多效蒸发技术（MED—TC）和机械蒸汽压缩蒸发技术（MVC）等几种。
（1）多级闪蒸（MSF）多级闪蒸是使海水依次通过多个温度、压力逐级减低的闪蒸室进行蒸发冷凝的海水淡化方法。
MSF需要串联较多的级数才能实现较高的造水比，且大多数级需要在真空条件下运行。
目前MSF主要适用于大规模的海水淡化项目，可以充分体现规模效益，减少投资和运行费用。
墨西哥炼油厂MFS海水淡化项目（2）普通多效蒸发（MED）普通多效蒸发是将前一效产生的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽使用，最后一效的二次蒸汽经过末端冷凝器冷凝后排出。
这样做的目的是利用二次蒸汽的气化潜热作为蒸发海水需要的热源，大大降低蒸发过程中的热能消耗。
同多级闪蒸相比，普通多效蒸发更为节能。
泰国炼油厂MED海水淡化项目（3）热力压缩耦合的多效蒸发技术（TC-MED）为了充分利用末效二次蒸汽的气化潜热，降低蒸发的能耗，在普通多效蒸发的基础上增加蒸汽喷射压缩器，就组成了热力压缩耦合的多效蒸发技术，其工作原理是：采用少量高温高压的热力蒸汽（≥0.5MPa）喷入蒸汽喷射压缩器，将末效蒸发器的部分二次蒸汽吸入，两种蒸汽混合后产生能够用于蒸发器加热的蒸汽，再次送回至第一效蒸发器使用。
末效蒸发器剩余部分的二次蒸汽经过末端冷凝器冷凝后排出。
由于回收利用了部分末效蒸发器的二次蒸汽，因此TVC-MED系统的造水比明显高于普通MED系统。
另外由于末效蒸发器需要被冷凝器冷凝的二次蒸汽明显减少，因此TVC-MED对冷却水的消耗量也明显小于普通MED。
台湾妈祖电厂MED-TC海水淡化项目（4）机械蒸汽压缩蒸发技术（MVC）机械蒸汽压缩蒸发技术是采用机械蒸汽压缩机对二次蒸汽进行压缩，使蒸汽的压力和温度得到提升，作为加热蒸汽再次送入蒸发器；加热蒸汽在蒸发器内通过换热将热量传给海水，而自身被冷却形成冷凝水。
双膜法预脱盐水处理系统设计
双膜法预脱盐水处理系统设计随着全球水资源的日益紧缺，海水淡化技术成为了解决淡水资源不足的重要手段之一。
而海水淡化技术中的逆渗透膜技术因其高效、节能、环保等特点，成为了当今海水淡化技术中的主流技术之一。
在逆渗透膜技术中，双膜法预脱盐水处理系统因其高效的脱盐效果和低能耗的优点，被广泛应用于海水淡化厂、工业废水处理厂等领域。
双膜法预脱盐水处理系统是一种结合了两种不同的逆渗透膜的脱盐系统。
通过前置一组低压膜和一组高压膜，可以有效减少高压膜的进水浓度，提高处理水的脱盐效率，减少系统的能耗，从而降低海水淡化和废水处理的成本。
下面将从系统设计的角度，简要介绍双膜法预脱盐水处理系统的设计方法和关键技术。
一、预处理系统设计双膜法预脱盐水处理系统的预处理系统设计非常重要，好的预处理系统可以有效保护逆渗透膜，延长逆渗透膜的使用寿命，降低系统的运行成本。
预处理系统通常包括粗滤、活性炭吸附、软化处理、超滤等工艺。
粗滤用于去除水中的大颗粒杂质，活性炭吸附用于去除有机物和氯味，软化处理用于去除水中的硬度成分，超滤用于去除水中的胶体和大分子有机物。
预处理系统的设计应根据原水水质情况来确定，同时要做好预处理设施的布置、操作参数的调整和运行维护等工作。
二、高压膜组件设计高压膜组件是双膜法预脱盐水处理系统的关键设备，其性能和质量直接影响整个系统的脱盐效果和运行稳定性。
高压膜组件的设计应考虑以下几个方面：首先是膜元件的材质选择，要选用高品质的聚醚砜膜、聚酯膜等材质，以确保膜的抗压性和耐腐蚀性。
其次是膜元件的结构设计，要合理配置膜元件，优化膜面积和流道设计，以充分利用设备的空间，提高处理水量和降低阻力。
最后是膜元件的组装工艺，要确保膜元件的组装质量，提高膜元件的使用寿命。
三、逆渗透装置设计逆渗透装置是双膜法预脱盐水处理系统的核心设备，其设计和选型直接关系到系统的脱盐效果和能耗消耗。
逆渗透装置的设计应考虑以下几个方面：首先是逆渗透膜的选型，应选择具有高截留率、高通水量和低能耗的逆渗透膜。
膜法海水淡化系统中的高压泵应用分析
● 水平中开式多级蜗壳式高压离心泵 ● 节段式多级导叶式高压离心泵 ● 高速高压离心泵 以上三类泵都有其特殊用途 ，每种泵同时具有
其 独特 的优 势 。
内置过渡 流道的水力设计在 Ｓ Ｏ系统 中使 ＷＲ 用非常普遍。但这种结构 的流道铸造工艺较困难。 级数越多，泵体 、泵盖的形状越复杂 ，泵的外形尺 寸越大越笨重 。而且当级数较多 、扬程较高时 ，中
高压 泵 是 Ｓ Ｏ系 统 的关 键 设 备 ，提 供 膜 系 ＷＲ
统脱盐所需的压力。在海水淡化用高压泵选型时需
Ｓ Ｏ ，反渗透系统包括 ３ 主要部件 ：膜组件、 ＷＲ ） 个 高压泵、能量 回收装置。膜组件在国内早已能 自主
生产 ，能量 回收装 置也有厂 家研 制 ，而高压 泵 目前
要考虑的因素比较多 ，如 ： 运行效率 、可靠性、品 质、噪声、振动以及价格等因素，但最重要的考虑
・
４・ ４
小 番 柱 采
２１ 年第１ ００ 期
膜法海水淡化系统 中的高压泵应用分析
赵 才 甫
（ 杭州南方特种泵业有限公司 ， 杭州 ；３ ｌ０ １１７）
摘要 ：本文主要分析 目前国内外反渗透海水淡化系统中所使用的高压离心泵的型式 、结构 、特点 以及应用场合 。
关键词 ： 海水 淡化 膜 法海水 脱盐 工艺
图 １ 配有压力交换式能量 回收器的 Ｓ Ｏ系统工作示意图 ＷＲ
小 番 柱 采
积泵 的缺点 主要有 以下几方面 ：一是流量 的脉动 性 ，给反渗透膜带来一个交变载荷 ，直接影响反渗 透膜元件的使用寿命 ；二是往复式容积泵制造成本
・５・ ４
结构特点 ：蜗壳体是水平中开的，分成上下两
图１ 是典型 的配有压 力交 换式 能量 回收器 和提
膜法海水淡化水处理工艺
膜法海水淡化水处理工艺
海水淡化水处理最流行的技术非膜处理技术莫属，由于海水的高盐度，所以处理海水淡化的膜，都是专用膜，能耐高盐腐蚀。
随着淡水资源不断减少，人们为了获得更多淡水，开始从海水中获取淡水。
从上世纪五十年代初开始，一直在不断探索最佳海水淡化水处理技术。
目前，世界上主要海水淡化水处理技术包括蒸馏法、电渗析法、冷冻结晶法以及反渗透法。
蒸馏和冷冻结晶法需要投入较高设备成本，且设备较为复杂，会耗费大量能源。
电渗析法由于能耗大、投入成本高，想要实现大规模脱盐十分困难。
相较之下，使用反渗透膜进行海水淡化水处理更为合理、经济。
反渗透海水淡化水处理技术具有以下优点：
1、反渗透海水淡化水处理技术成熟，应用范围广。
2、反渗透膜材料生产技术成熟、先进。
3，耗能少，现有技术已达到每吨水仅消耗1.8——4.5度电能，节约能源，降低制水成本。
4、反渗透海水淡化水处理装置组合类型多样，可满足用户不同使用要求。
5、反渗透海水淡化水处理设备投资是指土木工程、自动化工程、管道工程和其他相关工程，是一项成熟工程，投资风险小。
6、采用反渗透进行海水淡化水处理，可保留水中有益微量元素，促进生物活性，结合后续处理后可产出安全的饮用水。
由此可见，高盐膜法海水淡化水处理技术能保证稳定、质量高产水。
高盐膜技术可以去除海水中的细菌、病毒、金属离子等有害物质，出水水质可达到国家用水标准。
海水淡化膜的淡化工作原理及优优势
海水淡化膜的淡化工作原理淡化工作原理单位时间内从稀溶液侧透过半透膜进入浓溶液侧的水分子数多于从浓溶液侧透过半透膜进入稀溶液侧的水分子数，使得浓溶液浓度降低。
若在浓溶液侧外加一定的压力，恰好能使稀溶液侧和浓溶液侧的渗透达到平衡，这个外加的压力即称为渗透压。
渗透压的大小不仅取决于溶液系统，且与溶质浓度及温度有关，若在浓溶液侧的外加压力超过了渗透压，则会使单位时间内从浓溶液侧透过半透膜进入稀溶液侧的水分子数多于从稀溶液侧透过半透膜进入浓溶液侧的水分子数，此过程称为反渗透。
当半透膜稀溶液侧与浓溶液侧压力相同时，稀溶液中的水透过半透膜进入浓溶液侧使浓溶液浓度降低的现象称为渗透。
当单位时间内，从两个方向透过半透膜的水分子数相等时，渗透即达到平衡。
海水淡化膜技术的分离过程是利用半透膜只允许水通过而截留溶解固形物的性质，以膜两侧的渗透压差为推动力，使水从浓溶液侧透过半透膜进入稀溶液侧从而实现浓溶液侧溶质和溶剂进行分离的漠过程。
因此，海水淡化膜技术的分离过程应具备如下条件：一是所用的半透膜应具有渗透性高和选择性高的特性，二是半透膜两侧的净压差大于零。
海水淡化膜处理海水优势由于海水含盐量较高，用反渗透膜技术进行海水脱盐时，一般均需采用两级反渗透系统，因此海水脱盐成本费用较高，但其处理后的水可达到饮用级标准。
海水在进反渗透装置之前，需经杀菌、凝聚及过滤等处理流程，并需将pH值调节至6左右，如果采用氯杀菌，对耐氯性能差的膜组件，还需用活性炭去除余氯或用亚硫酸氢钠进行还原处理。
在海水脱盐中的应用。
随着淡水资源的日益匮乏，很多国家尤其是严重缺水的中东地区已将海水脱盐作为其取得淡水的重要途径。
膜法海水淡化是当前最经济的海水淡化方法之一。
膜法海水淡化提出在上世纪50年代，而在70年代的时候，在发达国家就把该技术的水净化成本降低到一定的程度，可以商业化。
海水淡化方面，中国很早就能独立设计并建设海水淡化装置。
当前膜法海水淡化在中国的最重要的作用就是废水资源化，这种低成本的方式需要更多的推广，这也符合科学发展观，可持续发展的要求。
膜法海水苦咸水淡化技术
膜法海水苦咸水淡化技术将每升海水的含盐量从35000mg减至500mg，成为可以应用的水即为海水淡化。
海水淡化的主流技术主要有蒸馏方式和反渗透海水技术两种，并且蒸馏方式有被反渗透技术取代的趋势。
对沿海苦咸水脱盐RO占绝对优势，占76.23%，投资和造水成本更低。
对废水和水净化RO也分别占到约65%和94%。
1995年后，新增海水淡化和苦咸水淡化装机容量RO为90%。
我国海水淡化技术的应用从上世纪七十年代初推广用小型电渗析(ED)海水淡化器开始，1981年建成了200m3/dED淡化装置。
反渗透海水淡化技术的进展反渗透将成为新世纪的主要海水淡化技术。
工程稳定可靠与造水成本低廉是吸引用户的主要原因。
膜与组件性能提高世界各生产膜组件的公司仍十分重视RO膜与组件的技术创新，目的在于开发抗氧化、耐细菌侵蚀的新膜提高膜与组件的产水量、脱盐率等。
这些工作已取得一定的进展。
能耗降低采用功交换器，将从RO组件排出的高压浓水的压力回收并传递给组件进水，其转达换效率可高达89-96%，一种新型的能更回收装置己成功应用到13600m3/d和5000m3/d的反渗透海水淡化装置上，过程能耗为2.6kwh/m3。
加上预处理能耗，总能耗为2.83kwh/m3。
这是近几年在工艺方面的突出进展。
反渗透装置脱盐部分与或级与级之间，可使用能量回收透平，以提高下一段或级的进水压力，提高产水量。
在反渗透海水淡化流程中，采用纳滤(NF)作为预处理，即NF-RO 系统，NF脱除部分硬度和TDS，从而提高RO的操作压力和水回收率，可进一步降低能耗25%，造水成本可降低。
反渗透技术逐渐成为海水苦咸水淡化的主流处理技术，相较于蒸馏方式更加简单，容易操作，更加经济。
膜分离在海水淡化中的应用
膜分离在海水淡化中的应用随着全球水资源短缺的日益严重，海水淡化成为解决淡水资源问题的一种重要手段。
而膜分离技术作为一种高效、经济、环保的海水淡化方法，得到了广泛的应用。
本文将介绍膜分离在海水淡化中的应用，包括膜分离技术的原理、海水淡化工艺和膜分离膜的选择等方面。
膜分离技术是利用半透膜对溶液进行分离和浓缩的一种方法。
在海水淡化中，膜分离技术主要是通过反渗透膜（RO膜）来实现的。
RO膜具有高度选择性的特点，能够将盐分和其他杂质有效地分离出来，从而实现海水的淡化。
RO膜的工作原理是利用高压作用下，将海水中的溶质通过RO膜的微孔隔离，并将淡水从膜的另一侧传输出来。
海水淡化的工艺一般包括预处理、反渗透和后处理三个步骤。
预处理的目的是去除海水中的悬浮物、胶体物和有机物等杂质，以保护RO膜的稳定运行。
常用的预处理方法包括过滤、沉淀、吸附和氧化等。
反渗透是核心步骤，主要是通过RO膜将海水中的盐分和杂质分离出来。
后处理主要是对RO膜产生的浓水进行处理，以达到环保要求。
常用的后处理方法包括中和、再生和再循环等。
在海水淡化中，膜的选择至关重要。
RO膜的选择应考虑其分离性能、稳定性和寿命等因素。
常见的RO膜材料有聚醚酯（PE）和聚醚酰胺（PA）等。
对于海水淡化而言，应选择具有较高的盐分阻隔率、较低的水通量和较长的使用寿命的RO膜。
此外，还可以采用多层膜组合的方式，通过不同的膜材料和孔径来进一步提高海水淡化效果。
膜分离技术在海水淡化领域的应用已经取得了显著的进展。
相比传统的热法和蒸馏法，膜分离技术具有能耗低、操作简单、设备体积小等优点。
同时，膜分离技术还可以与其他技术相结合，形成多级处理系统，提高淡化效率。
例如，可以将反渗透与电渗析相结合，将电流作为辅助力，促进盐分的传输和分离。
此外，还可以将反渗透与太阳能结合，利用太阳能驱动RO膜的运行，进一步降低能耗。
膜分离技术在海水淡化中具有重要的应用价值。
通过选择合适的膜材料和工艺参数，可以实现高效、经济、环保的海水淡化。
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膜法海水淡化系统在华能营口电厂的应用1前言1.1海水淡化的现状海水淡化是通过设备或装置去除海水中的盐获得淡水的工艺过程，海水淡化的方法分为热法和膜法。
经过数十年的发展，海水淡化工艺技术得到了长足发展，建设规模和市场格局也在逐渐发生改变。
已经能够比较经济地通过对海水、苦咸水和再生水的脱盐大规模生产饮用淡水。
近十几年来，我国已建成或待建的海水淡化项目已达20多项，其形式多样。
我国开展海水淡化的研究、建设和运行已经多年，积累了一些经验。
1. 2海水淡化的意义随着地区经济的迅猛发展，淡水需求量持续增长，而淡水资源总量是有限度的，一味地索取势必会造成当地淡水资源更加短缺，为此，开发第二水源的意义就变得十分重大。
大自然给予了丰富的海水资源，利用海水淡化来解决淡水资源匮乏的问题，前景十分广阔。
如果利用海水淡化来解决电厂用水问题，开辟第二水源，不仅符合我国关于沿海地区积极利用海水淡化的产业政策，而且可为当地储备淡水资源，保证当地居民和工业用户的淡水需求，支持当地经济的可持续发展，具有良好的社会效益。
2海水淡化的方法原理及技术性能海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有海水反渗透法（SWRO）和热力淡化法。
热力法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效（LT-MED）和压汽蒸馏（TVC和MVC）等技术。
2.1海水反渗透（SWRO）淡化技术由于RO膜材料的不断改进和膜价格的下降，海水反渗透SWRO系统越来越引起人们的关注，现也已成为蒸馏法海水淡化系统的主要竞争对手。
目前在世界上已有许多使用一级海水反渗透系统从海水制取饮用水的海水淡化厂，以及采用海水反渗透SWRO装置加离子交换方式制取锅炉用水的实例。
我国大亚湾核电厂6000 m3/d、山东威海电厂2500m3/d 、大连华能电厂2000 m3/d等海水反渗透淡化系统也已运行多年。
2005年大唐王滩发电厂25,920m3/d海水反渗透SWRO投运，2006年浙江玉环发电厂34,560 m3/d海水反渗透SWRO投运，2007年华能营口电厂二期9600 m3/d海水反渗透SWRO 投运。
海水反渗透（SWRO）系统所需的能量决定于进水的含盐量、系统的浓缩倍率、进水温度及产品水的水质，其能耗一般为9～10kWh/m3，若有能量回收装置，则所需能耗为3.0~4.5kWh/m3。
反渗透海水淡化应用30年来，能耗降低了三分之二。
2.2多级闪蒸（MSF）蒸馏法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装置的优点是设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、热效率高。
但由于装置浓缩海水的最高操作温度在110℃左右，对传热管和设备本体的腐蚀性较大，必须采用价格昂贵的铜镍合金、特制不锈钢及钛材，因此设备造价高。
另外，为了减轻结垢和腐蚀，对进入装置的海水加酸和进行脱气（脱除CO2和O2），因而也增加了造水成本。
2.3低温多效（MED）蒸馏法低温多效海水淡化技术是指盐水最高温度低于70℃、采用低温横管喷淋技术的淡化技术。
低温多效蒸发器是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联布置，管内是加热蒸汽，喷射器把海水均匀喷淋在横管热交换器的管束上方，在横管表面形成薄膜流下，在此过程中海水得到除气并部分蒸发，热交换效率高。
加热蒸汽被引入第一效，其冷凝热使几乎等量的海水蒸发，通过多次蒸发和冷凝，后面的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水，最后一效的蒸汽在海水冷凝器中冷凝。
第一效冷凝液返回锅炉，而其他效及海水冷凝器的冷凝液收集后作为产品水。
低温多效海水淡化装置的运行温度小于70℃，远远低于MSF装置的110℃，所以其能耗和管壁腐蚀及结垢速率均较低。
和MSF相比，其设备本体和传热管的材质要求也较低。
2.4压汽蒸馏压汽蒸馏的淡化工艺同低温多效（MED）蒸馏法，不同的是压汽蒸馏应用热耗非常低的热泵，用压缩蒸汽作为蒸发器热管束的加热蒸汽，是一种高效的蒸馏淡化法。
压缩可采用蒸汽喷射器，称为热压缩（TVC）；或采用机械蒸汽压缩机，即机械压缩（MVC），是仅仅依靠电能的淡化技术，只要有电，就可以生产淡水，由于受压缩机的限制，其单台装置的容量较其他蒸馏装置小。
在低温多效（LT-MED）海水淡化装置系统中，如提供的加热蒸汽压力较高，为提高产水比，一般常采用LT-MED和热压缩（TVC）结合的淡化装置，即低温多效加蒸汽喷射器的淡化装置（MED+EC）。
2.5 主要海水淡化技术性能对比根据国际淡化界的观点，主要海水淡化技术性能对比汇总见下表。
对海水淡化技术比较后得出：1）海水反渗透（SWRO）与蒸馏法（MED 、MVC）相比，在产品水纯度上是有区别的，根据不同用水水质要求，可选择适宜的海水淡化方案。
2）海水反渗透（SWRO）消耗电能；MED主要消耗热能。
从综合利用能源角度看MED可利用电厂余热热能。
3）海水反渗透（SWRO）装置的进口范围比蒸馏法（MED 、MVC）小，设备投资省，能量消耗低（采用能量回收装置后），建设周期短。
4）无论海水淡化规模大型、中型、小型，海水反渗透（SWRO）都适合，而多级闪蒸（MSF）、低温多效（MED）等适合较大型的海水淡化系统。
5）投资：10000 m3/d蒸馏法海水淡化装置投资约8000万元，同样规模的全膜法反渗透海水淡化装置投资约4000万元（就淡化装置而言）。
反渗透海水淡化装置的投资仅为蒸馏法海水淡化装置投资的一半。
6）经济性：对于2台日产25000吨海水淡化装置，采用蒸馏法海水淡化工艺其造水成本为5.3~5.9元/吨淡水（就装置本身而言），采用反渗透法海水淡化工艺其造水成本约为4.0元/吨淡水。
反渗透法海水淡化方法具有明显的经济效益。
如考虑到应用热法可能对发电机组发电效率的影响，则从经济上反渗透优势更为明显。
3华能营口电厂海水淡化系统3.1工程概况华能营口电厂，一期工程已建成2台原苏联进口320MW超临界燃煤发电机组，分别于1996年1月和1996年12月投产，二期工程建设2台600 MW超超临界机组，分别于2007年9月和10月发电。
电厂循环水采用海水直流供水系统，锅炉补给水和部分工业水采用海水淡化取得，一级海水反渗透出力为9600 m3/d。
海水淡化用海水夏季取自循环水泵出口水，冬季取自循环水排水。
3.2 设计基础资料华能营口电厂的海域位于渤海湾内，海水水质分析见下表：3.3 工艺系统的描述综合多方面因素考虑，华能营口电厂海水淡化系统我院采用了海水反渗透（SWRO）淡化技术。
3.3.1 系统工艺流程海水淡化系统主要包括预处理系统、海水淡化反渗透系统，锅炉补给水处理系统主要包括淡水反渗透系统以及离子交换系统。
完整系统工艺流程如下：海水→反应沉淀池→清水池→双室多介质过滤器→双室细砂过滤器→海水保安过滤器→海水高压泵→海水反渗透装置及能量回收装置→一级淡水箱→一级淡水泵→淡水保安过滤器→淡水高压泵→淡水反渗透装置→二级淡水箱→二级淡水泵→离子交换系统3.3.2 运行控制指标3.3.2.1 反应沉淀池单台设备出力：700m3/h，原水浊度50~800NTU时，出水浊度小于5NTU3.3.2.2 过滤器系统出水水质双室双层滤料过滤器正常出力：145 m3/h最大出力：200 m3/h双室细砂过滤器正常出力：88 m3/h最大出力：120 m3/h出水水质：SDI ≤ 4浊度：≤ 1NTU3.3.2.3 海水淡化反渗透系统单台设备出力：100 m3/h系统脱盐率：一年内≥ 99.5%三年内≥ 99%系统回收率：≥40%3.3.2.4 二级反渗透系统单台设备出力：80 m3/h系统脱盐率：一年内≥ 97%三年内≥ 95%系统回收率：≥80%4海水淡化系统的运行状况及特点4.1 海水淡化系统的运行状况华能营口电厂海水淡化系统自2007年4月底经调试并投入运行至今，海水淡化系统的运行一直是稳定的。
下表为整套系统各单元水质实测数据。
系统各单元出水水质表可以看出，通过一年多的运行实践，各项产水指标基本上达到了设计要求。
4.2海水淡化系统的特点本期工程海水淡化系统的特点可以分为设备材料选择、工艺系统及布置、节能减排的措施等三个方面。
4.2.1设备材料选择4.2.1.1 关键设备选用海水反渗透膜组件均采用DOW公司的优质膜产品；反渗透压力容器采用美国CODELINE 公司的产品。
海水增压泵及海水高压泵采用德国KSB公司的优质产品（HGM RO3/7及RPH 100-180）。
能量回收装置采用美国ERI公司的PX系列产品。
4.2.1.2 材质选择由于该海水淡化系统输送介质的特殊性——海水的强腐蚀性，设备及管道材料的选择均加强了对防腐性能的要求。
所有管道、阀门及附件均根据接触介质的性质选择材料，并考虑相应的压力和温度的影响。
4.2.2选择合理工艺系统及布置系统设备的布置在满足安全运行，方便检修的前提下，尽可做到合理、紧凑，以减少各种介质的能量损失。
4.2.3节能减排的措施海水淡化系统在节能上的措施主要有三个方面：一是海水淡化系统用水冬季取自循环水排水，这样不仅可以节省海水压力提升的电能，还可以充分回用该部分水的余热；二是将海水反渗透（SWRO）方案的一级反渗透浓水能量通过能量回收装置进行回收，降低能耗；三是为系统中主要水泵设置变频装置，进行变频控制，节约能耗。
由于水温对反渗透装置的产水流量影响较大，即水温每变化1℃，在进水压力不变的情况下，其产水量大致增减2.7%。
如果进水水温降低，在系统条件不变的情况下，将导致产水量的下降。
为了保证在低温情况下反渗透出力不变，本期工程海水淡化系统高压泵采用变频控制，改变进水压力，以保证反渗透系统足够的推动力，从而保证系统的产水能力。
设置能量回收装置的主要目的是反渗透的浓水能量得到回收，降低能耗，从而降低运行成本。
反渗透系统高压泵能量回收装置采用美国ERI公司的压力交换式PX能量回收装置，其回收效率较高，可达到95％，其高压出口采用变频的增压泵控制流量。
5结束语华能营口电厂是我国东北地区第一个万吨级的采用膜法海水淡化的电厂，具有冬季海水温度偏低的特点，同时还采用了常规预处理。
通过一年多的运行实践，各项产水指标基本上达到了设计要求，但仍然存在一些问题需要我们进一步的关注和研究。
目前营口电厂的海水淡化系统是安装于我国最北边的一套系统，温度的问题是系统能否正常稳定运行的重要指标。
虽然采用了高压泵的变频控制及冬季用水取自循环水排水，但温度相对还是偏低，这对反渗透膜是一个考验。
一级反渗透产水虽然含盐量不高（~400ms/cm），但主要成分为氯化钠，溶液缓冲性差。
由于产水除用于锅炉补给水外，还要用于全厂工业及生活水，而工业及生活水设备及管道大部分采用碳钢材质，是否会有腐蚀的危险还待时间的考验。