海水淡化專用水泵
海水由於其含鹽量非常高,而不能被直接使用,主要采用兩種方法淡化海水,即(jí)蒸餾法和反滲透法。
蒸餾法
蒸餾法主要被用於特大型(xíng)海(hǎi)水淡化處理上及(jí)熱能豐富的(de)地方。反滲透膜法適用麵非常的廣,且脫鹽率很高,因此被(bèi)廣泛使用。反滲透膜法(fǎ)首先是將海水提取上來,進行初步處理,降低海水(shuǐ)濁度,防止細菌、藻類等微(wēi)生物的生長,然後用特種(zhǒng)高壓泵增壓,使海水進入反(fǎn)滲透膜,由於海水含鹽量高,因此海水(shuǐ)反滲透(tòu)膜必須具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐(nài)高壓、抗(kàng)汙染等特點,經過(guò)反滲透膜處理後的海水,其含鹽量(liàng)大大降低,TDS含量從36000毫克/升降至(zhì)200毫克/升(shēng)左右(yòu)。淡化後的水質甚至優於自來水,這樣就可供工業、商業、居民及船舶、艦艇使用。
反滲透法
海水含鹽量高、硬度高,對(duì)設備腐蝕性大,而且(qiě)水溫季節性變化較大 使得反滲透海水淡化係統比常規的苦鹹水脫鹽係統要複(fù)雜得多,工(gōng)程投資和能耗也高得多(duō)。因此 通過精心的工(gōng)藝設(shè)計,合理的設備配置來降低工程投資和能耗,從而降低單位製水成本,並確保係統穩定運行就顯得格外重要。
預處理
無論是海(hǎi)水淡化,還是苦鹹水脫(tuō)鹽,給水預處理是保證反(fǎn)滲透係統長期穩定運行的關鍵。在製定海水預處理方案時應充分(fèn)考(kǎo)慮到:海水中(zhōng)存在大量微生物、細菌和藻類。海水中細菌、藻類的繁殖(zhí)和微生物的生長不僅會給取水設施帶來許多麻煩(fán),而且會(huì)直接影響海水淡(dàn)化設備及工藝(yì)管道的正常運轉。周期性漲潮、退潮(cháo),海水中夾帶大量泥沙,濁(zhuó)度變化較大,易造成(chéng)海水預處理係統運轉不穩(wěn)定。海水具有較大腐蝕性,對係統中所采用的設備、閥門、管(guǎn)道件的材質要(yào)作一定篩選,耐腐性能要好。
殺菌滅(miè)藻
國外海水淡(dàn)化工程多采用投加液氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅藻(zǎo)。考慮到交通等多方(fāng)麵的因素,投加化學試劑殺菌滅藻有一(yī)定難度,在本工程設備研製過程中專門采用海水次氯酸鈉發生器。海水取水泵後分出一小股帶(dài)壓海水,進入次氯酸鈉發生器,在直流電場作用下產生NaClO,靠位差直接(jiē)注入(rù)海灘(tān)沉井,以殺(shā)滅海水中的細菌、藻類和微生物(wù)。
由於海水硬度(dù)高 海水直接電解產生N aC lO必須克服發生電極結垢問題。在研製過程中 ,借鑒了電滲析頻繁倒極 (EDR )技術,即每隔 5~ 10m in倒換一次電極極性,有效(xiào)地解決了次氯酸鈉發生器結垢(gòu)沉澱問題。
混凝過濾
混凝過濾旨在(zài)去除海水中膠體、懸浮雜質(zhì),降低濁(zhuó)度。在反滲透膜分離工程中通常用汙染指數 (FI)來計量,要求進入反滲透設備的給水(shuǐ)的FI值<4。由於海水(shuǐ)比重較大,pH值較(jiào)高(gāo),且水溫季節性變化大,係統選(xuǎn)用FeCl3作為混凝劑,其具有不(bú)受溫度影響,礬花大而結實,沉降速度快等(děng)優點。
化學調節(jiē)
為防止海水淡化過(guò)程中因海(hǎi)水濃縮而產生(shēng)難溶無機鹽類(lèi),如CaCO3、CaSO4,在反滲透膜表麵和(hé)係(xì)統(tǒng)管道件上結垢沉澱,海水在(zài)進入反(fǎn)滲透脫鹽係統前要添加(jiā)防垢劑。
投加(jiā)H2SO4調節海水pH值分解海水中的HCO-3,以防止CaCO3沉澱,是海水淡化中較常用和比較經(jīng)濟的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉澱的有效方法,但(NaPO3)6在阻垢的同時產生的副產品磷酸鹽會助長微生物、細(xì)菌和藻類的生長(zhǎng),使用有一定的(de)局限性。而從西方國家進口的專用高分子聚合物阻垢劑價格較高,會直接影響海水淡化工(gōng)程的運轉費用。本工程選用H2SO4作為阻垢劑,控製反滲透係統給水的pH值在 6.8~7.0之間,同時控製海水(shuǐ)淡化係統水回收率,以防止CaSO4沉澱析出。
考慮到在反滲透海水淡化係統中采用以芳香聚酰胺為膜材料(liào)的複合膜元件 其耐氧化性(xìng)差要求進水中餘氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫,因此海水在進入膜係(xì)統前(qián)投加NaHSO3,控製海水進反滲透裝置前的氧化還原電(diàn)位(ORP),使進反滲透裝置前的海水氧化還原電位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投加(jiā)量是海水中餘氯量的3倍。
除異味
環島海域的海水受周邊(biān)環境影響較大,海水化學耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其在夏、秋季節有時海水有較大的異(yì)臭異味。因此除添加(jiā)NaClO進行氧化外,增設(shè)活性(xìng)炭過濾器,選用具(jù)有較高(gāo)機械強度的果型顆粒活性炭能有效地吸附有機物和異臭異味,提高反滲透產(chǎn)水水質,同時能減輕對反滲透膜麵汙(wū)染,延長膜(mó)使(shǐ)用壽命。
保安過濾(lǜ)
保安過濾采用316L濾器,5µm濾(lǜ)芯,過濾進高壓泵前的海水,阻擋海水中直徑大於(yú)5µm 顆粒雜(zá)質(zhì),確保高壓泵,能量回收(shōu)裝置和反滲透(tòu)膜元件安(ān)全,長期運行。
高壓泵和能量回收裝置
高壓泵和能量回(huí)收裝置是為反滲透海水淡化提供能量轉換(huàn)和節能的(de)重要設備,按反滲透海水淡化(huà)所(suǒ)需的流量和壓力選型,我們選用的單級離心泵,具有60m3/h流量,揚程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型,具有水力透平結構,能(néng)利用反滲(shèn)透排放濃縮海水的壓力使(shǐ)反滲透進水壓力提升30%,有效地降低(dī)能耗。
反滲透膜(mó)元件是反滲透海水淡化的核心部(bù)件,該元件具有大於(yú)99%較好的耐壓性和抗氧化耐汙(wū)染性能。反滲透裝置采(cǎi)用6個膜元件(jiàn)串聯,6個壓力母管並聯的一級一段組合結構,並配置低壓自動衝洗排放和淡化(huà)水低(dī)壓自動衝洗置換,不合(hé)格產水(shuǐ)自動切換排(pái)放裝置。在該係統中還設(shè)置高、低壓保護和高壓(yā)泵,清(qīng)洗泵(bèng)的聯鎖。
整(zhěng)個反滲透海水淡化控製係統設計采用國內(nèi)外先進的計算機程序控製,由工控機操作站可編程控(kòng)製器PLC組成一個分散采樣控製,集中監視操作的控(kòng)製係統。按工藝參數設置高低壓保護開關,自動切換裝置,電導(dǎo)、流量和壓力出現異(yì)常時,能實現自動切換、自動聯鎖報警、停機,以保(bǎo)護高壓泵和反滲透膜元件。
變頻控製高壓泵的起(qǐ)動和關停,實現高壓泵的軟操(cāo)作,節省(shěng)能耗,防止(zhǐ)由於(yú)水錘(chuí)或反壓造成高壓泵和(hé)膜(mó)元件損壞。程序設計在反滲透裝置開(kāi)機和停機前後,能實現低壓(yā)自動衝洗,特別在停運時,濃縮海水的亞穩定狀態會轉化出(chū)現(xiàn)沉澱,汙染膜麵,低壓淡化水自動衝洗能置換出濃縮海水,保護膜麵不(bú)受汙染(rǎn),延(yán)長(zhǎng)膜(mó)的使用壽命。
對係統(tǒng)的溫度、流量、水質、產量等相關(guān)參數能實現顯示(shì)、儲存、統計、製表和打印(yìn)。監視操作中的動態工(gōng)藝流程畫麵清晰直觀,係統控(kòng)製簡化人工操作,確保係統能自動、安全(quán)、可靠地運行。