循环冷却水处理与海水淡化

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多级闪蒸： 多级闪蒸： 所谓闪蒸， 所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件 部分海水急骤蒸发的现象。 下，部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经 过加热的海水， 过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行 蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。 蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍 以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟， 以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹 性大，主要与火电站联合建设， 性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化 装置，主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、 海湾国家采用 装置，主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可 主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电 靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电 消耗，提高传热效率等。 力消耗，提高传热效率等。
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海水淡化进展： 海水淡化进展：
截至2006年底，中国日淡化海水能力接近15万吨。中国在反渗透法、蒸馏法 年底，中国日淡化海水能力接近 万吨 中国在反渗透法、 万吨。 截至 年底 等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破，完成了自主知识产权 自主知识产权的 等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破，完成了自主知识产权的3000 立方米／日低温多效海水淡化工程，以及5000立方米／日反渗透海水淡化工 立方米／ 立方米／日低温多效海水淡化工程，以及 立方米 中国海水淡化成本逐步下降，已接近5元 立方米。 程；中国海水淡化成本逐步下降，已接近 元／立方米。 中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件，但研究水平及创新能力、装备 中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件，但研究水平及创新能力、 的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。 的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。当务之急是 尽快形成中国海水淡化设备市场的完整产业链条。 尽快形成中国海水淡化设备市场的完整产业链条。围绕制约海水淡化成本降低 的关键问题，发展膜与膜材料、关键装备等核心技术， 的关键问题，发展膜与膜材料、关键装备等核心技术，研发具有自主知识产权 关键设备的国 的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品，提高关键材料和关键设备 的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品，提高关键材料和关键设备的国 产化率，增强自主建设大型海水淡化工程的能力。 产化率，增强自主建设大型海水淡化工程的能力。 未来20年内国际海水淡化市场将有近 年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机，中国应占有充分份 亿美元的商机， 未来 年内国际海水淡化市场将有近 亿美元的商机 根据全国海水利用专项规划， 额。根据全国海水利用专项规划，2010年，中国海水淡化规模达到每日 万 年 中国海水淡化规模达到每日80万 万吨， 年中国海水淡化能力达到每日250万至 万至300万吨，尤其是国 万吨， 至100万吨，2020年中国海水淡化能力达到每日 万吨 年中国海水淡化能力达到每日 万至 万吨 家积极支持海水淡化产业， 日起， 家积极支持海水淡化产业，自2008年1月1日起，企业的海水淡化工程所得将 年 月 日起 免征所得税。中国海水淡化产业发展前景广阔。 免征所得税。中国海水淡化产业发展前景广阔。
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1.2 生物粘泥 生物粘泥是细菌的分泌液与水中的悬浮物、 生物粘泥是细菌的分泌液与水中的悬浮物、胶体和不溶性 有机物等形成的粘状沉积物。 有机物等形成的粘状沉积物。生物粘泥一旦形成附着在凝 汽器管壁上,不仅会影响凝汽器的传热效率 还会在粘泥覆 汽器管壁上 不仅会影响凝汽器的传热效率,还会在粘泥覆 不仅会影响凝汽器的传热效率 盖的金属表面形成缺氧区,形成氧浓差电池而使金属遭受 盖的金属表面形成缺氧区 形成氧浓差电池而使金属遭受 局部腐蚀或点蚀。 局部腐蚀或点蚀。 要消除和控制粘泥,就要杀灭循环水中的细菌 就要杀灭循环水中的细菌,降低悬浮物 要消除和控制粘泥 就要杀灭循环水中的细菌 降低悬浮物 有机物的浓度,破环微生物的生长繁殖条件 破环微生物的生长繁殖条件,阻止生物膜 、有机物的浓度 破环微生物的生长繁殖条件 阻止生物膜 的形成。 的形成。
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低温多效蒸发： 低温多效蒸发： 低温多效蒸馏淡化技术的概念低温多效海水淡化技术是指 低温多效蒸馏淡化技术的概念低温多效海水淡化技术是指 盐水的最高蒸发温度低于７０ 的淡化技术， ７０℃ 盐水的最高蒸发温度低于７０℃的淡化技术，其特征是将 一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来， 一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸 汽输入通过多次的蒸发和冷凝， 汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低 于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。 于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。
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循环冷却水处理: 循环冷却水处理: 工业循环水处理技术就是利用水处理药剂有效控制工业循环 水水质的技术，要求做到“防垢、防腐、防藻类生长” 水水质的技术，要求做到“防垢、防腐、防藻类生长”，关 键技术是防垢剂及缓蚀剂，还必须考虑环保。 键技术是防垢剂及缓蚀剂，还必须考虑环保。 对工业循环水的处理， 对工业循环水的处理，其核心问题就是要选择采用优质安全 的水处理药剂。 的水处理药剂。
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反渗透法： 反渗透法： 通常又称超过滤法， 年才开始采用的一种膜分离 通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离 年才开始采用的一种 淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、 淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半 透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下， 透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半 透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高， 透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直 至一定的高度才停止，这个过程为渗透。 至一定的高度才停止，这个过程为渗透。 反渗透海水淡化技术发展很快， 反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持 续降低，主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反 反渗透膜的操作压力 续降低，主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反 渗透系统回收率 廉价高效预处理技术， 回收率， 渗透系统回收率，廉价高效预处理技术，增强系统抗污染能 力等。 力等。
循环冷却水处理与海水淡化
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1. 循环冷却水水系统
冷却水系统的类型： 冷却水系统的类型： 直流冷却水系统： 直流冷却水系统： 循环冷却水系统： 封闭式和敞开式 循环冷却水系统： 常用的为敞开式循环冷却水系统
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循环冷却水引起的腐蚀 溶解氧引起的电化学腐蚀 Fe 2+ +O2+H2O——Fe(OH)3 活性离子引起的腐蚀 Cl-和SO42-腐会降低金属上保护膜的性能 微生物引起的腐蚀
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循环水处理方法： 循环水处理方法： 降低结垢物质含量：石灰处理、离子交换法、 降低结垢物质含量：石灰处理、离子交换法、酸化法 防垢处理方法：稳定结垢物质（硬度）、含有机稳定处理法、 防垢处理方法：稳定结垢物质（硬度）、含有机稳定处理法、 ）、含有机稳定处理法 复合（无机-有机药剂处理）法、磷化（无机聚磷酸盐）法 有机药剂处理） 磷化（无机聚磷酸盐） 复合（无机 有机药剂处理 综合处理：酸化磷化法、酸化 有机药剂处理 有机药剂处理。 综合处理：酸化磷化法、酸化-有机药剂处理。
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环水系统中微生物的控制 工业循环水处理不仅要防垢防腐，还要防微生物。微生物种类较多， 工业循环水处理不仅要防垢防腐，还要防微生物。微生物种类较多， 在工业循环水中引发问题的主要有三类：藻类、细菌和真菌。 在工业循环水中引发问题的主要有三类：藻类、细菌和真菌。它们 一是从补给水中带入，二是由空气中带入。 一是从补给水中带入，二是由空气中带入。 藻类的危害：一是死亡的藻类成为水中的悬浮物和沉淀物， 藻类的危害：一是死亡的藻类成为水中的悬浮物和沉淀物，二是藻类 在冷却塔填料上的生长会影响水分散和通风量，降低冷却效果。 在冷却塔填料上的生长会影响水分散和通风量，降低冷却效果。 工业循环水中存在大量细菌，其在新陈代谢过程中能分泌黏液， 工业循环水中存在大量细菌，其在新陈代谢过程中能分泌黏液，把原 来悬浮在水中的固体物和无机沉淀物粘合起来，附着于换热表面上， 来悬浮在水中的固体物和无机沉淀物粘合起来，附着于换热表面上， 引起结生污垢和腐蚀。 引起结生污垢和腐蚀。 因此对这三类微生物，必须进行杀灭、控制， 因此对这三类微生物，必须进行杀灭、控制，通用的方法就是定期投 放杀菌灭藻剂进行杀灭。 放杀菌灭藻剂进行杀灭。
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海水淡化现状： 海水淡化现状： 目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中 万立方米左右， 目前，全球海水淡化日产量约 万立方米左右 其中80 用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题 即世界上1／ 亿多人的供水问题， ％用于饮用水，解决了 亿多人的供水问题，即世界上 ／ 50的人口靠海水淡化提供饮用水。全球有海水淡化厂 ．3 的人口靠海水淡化提供饮用水。 的人口靠海水淡化提供饮用水 全球有海水淡化厂1． 万多座，海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术， 万多座，海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，愈来 愈受到世界上许多沿海国家的重视； 愈受到世界上许多沿海国家的重视；全球直接利用海水作 为工业冷却水总量每年约6000亿立方米左右替代了大量宝 亿立方米左右替代了大量宝 为工业冷却水总量每年约 贵的淡水资源；全世界每年从海洋中提盐5000万吨、镁及 万吨、 贵的淡水资源；全世界每年从海洋中提盐 万吨 氧化镁260多万吨、溴20万吨等。海水淡化需要大量能量， 多万吨、 万吨等。 氧化镁 多万吨 万吨等 海水淡化需要大量能量， 所以在不富裕的国家经济效益并不高。 所以在不富裕的国家经济效益并不高。沙特阿拉伯的海水 淡化厂占全球海水淡化能力的24%。阿拉伯联合酋长国的 淡化厂占全球海水淡化能力的 。阿拉伯联合酋长国的 杰贝勒阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂， 阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂 杰贝勒阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂， 每年可产生3亿立方米淡水。 每年可产生 亿立方米淡水。 亿立方米淡水
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电渗析法： 电渗析法： 该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。 离子交换膜的研制 该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是 0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离 厚度的功能性膜片， 厚度的功能性膜片 子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。 ）。电渗析法是 子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是 将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列， 将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互 独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩， 独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓 缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水， 缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为 水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外， 水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方 法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、 法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、 分离与提纯。 分离与提纯。
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2. 海水淡化
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的 脱盐生产淡水 开源增量技术，可以增加淡水总量， 开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影 水质好、价格渐趋合理， 响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和 工业锅炉补水等稳定供水。 工业锅炉补水等稳定供水。 从海水中取得淡水的过程谓海 水淡化。 现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、 水淡化。 现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析 蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜 反渗透膜的反渗透法以 法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以 其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场， 其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场， 逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。 逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
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Hale Waihona Puke Baidu
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反渗透膜采用东丽公司的TM720฀ 400 型抗污染高脱 盐率低压复合膜。系统水回收率大于75%, 脱盐率大于 97% 。 电除盐系统整个装置由2 套EDI 膜组件组成, 型号为 EDI210 ( 18 支/ 套) 。出力Q= 34 m3 / h。
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冷冻法： 冷冻法： 即冷冻海水使之结冰， 即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被 分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端， 分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸 馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢， 馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所 得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源， 得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但 得到的淡水味道却不佳，难以使用。 得到的淡水味道却不佳，难以使用。真空冷冻海水淡化法 工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、 工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等 步骤，海水淡化水产品可达到国家饮用水标准， 步骤，海水淡化水产品可达到国家饮用水标准，是一种较 理想的海水淡化法。 理想的海水淡化法。