海水淡化設(shè)備

反滲透膜元件與裝置

反滲透膜元件是反滲透海水淡化的核心部件，該元件具有大于99%較好的耐壓性和抗氧化耐污染性能。反滲透裝置采用6個(gè)膜元件串聯(lián)，6個(gè)壓力母管并聯(lián)的一級(jí)一段組合結(jié)構(gòu)，并配置低壓自動(dòng)沖洗排放和淡化水低壓自動(dòng)沖洗置換，不合格產(chǎn)水自動(dòng)切換排放裝置。在該系統(tǒng)中還設(shè)置高、低壓保護(hù)和高壓泵，清洗泵的聯(lián)鎖。

2014年12月4日傍晚，馬爾代夫首都馬累島唯一的一個(gè)海水淡化廠(chǎng)發(fā)電機(jī)配件因起火損毀，使得海水淡化無(wú)法正常進(jìn)行，馬累全城15萬(wàn)居民和外國(guó)游客飲用水和生活用水告急。馬政府向國(guó)際社會(huì)提出了援助請(qǐng)求，希望各國(guó)能夠提供飲用水以解燃眉之急。中國(guó)政府立即響應(yīng)，商務(wù)部會(huì)同外交部、國(guó)防部等部門(mén)開(kāi)展了緊急援助行動(dòng)。

2014年12月6日，商務(wù)部召開(kāi)例行發(fā)布會(huì)，通報(bào)1-11月份商務(wù)運(yùn)行情況。馬爾代夫近期發(fā)生海水淡化廠(chǎng)發(fā)電機(jī)配件起火事件致飲用水和生活用水告急，商務(wù)部新聞發(fā)言人沈丹陽(yáng)介紹中國(guó)政府緊急援助情況時(shí)表示，中方正在研究在專(zhuān)項(xiàng)資金的項(xiàng)下向馬爾代夫緊急提供海水淡化設(shè)備、備件的可行性。

采取援助行動(dòng)主要包括三個(gè)方面：一是利用民航公司商業(yè)航班向馬爾代夫緊急空運(yùn)30噸瓶裝飲用水；二是通過(guò)軍方調(diào)派兩架軍用運(yùn)輸機(jī)向馬運(yùn)送約40噸的瓶裝飲用水；三是向馬方提供50萬(wàn)美元緊急援助資金專(zhuān)項(xiàng)用于采購(gòu)飲用水和緊急搶險(xiǎn)。根據(jù)馬方請(qǐng)求，中方正在研究在專(zhuān)項(xiàng)資金的項(xiàng)下向馬爾代夫緊急提供海水淡化設(shè)備、備件的可行性。

2014年12月8日，上述三方面的工作措施進(jìn)展良好，通過(guò)商業(yè)航班和軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送的飲用水已經(jīng)全部都抵達(dá)馬累，幫助馬爾代夫克服了燃眉之急。

2014年12月9日，馬爾代夫總統(tǒng)亞明表示，馬累停水后，中國(guó)政府第一時(shí)間作出反應(yīng)，迅速調(diào)集資源向馬爾代夫運(yùn)送大量淡水，并且向馬爾代夫提供緊急資金援助，對(duì)中方的大力幫助和深情厚誼，馬爾代夫政府人民深表謝意。接下來(lái)商務(wù)部將會(huì)繼續(xù)和有關(guān)部門(mén)密切協(xié)作，并且對(duì)馬方的需求繼續(xù)提供必要的援助。

海水由于其含鹽量非常高，而不能被直接使用，主要采用兩種方法淡化海水，即蒸餾法和反滲透法。

蒸餾法

蒸餾法主要被用于特大型海水淡化處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法適用面非常的廣，且脫鹽率很高，因此被廣泛使用。反滲透膜法首先是將海水提取上來(lái)，進(jìn)行初步處理，降低海水濁度，防止細(xì)菌、藻類(lèi)等微生物的生長(zhǎng)，然后用特種高壓泵增壓，使海水進(jìn)入反滲透膜，由于海水含鹽量高，因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率，耐腐蝕、耐高壓、抗污染等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反滲透膜處理后的海水，其含鹽量大大降低，TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化后的水質(zhì)甚至優(yōu)于自來(lái)水，這樣就可供工業(yè)、商業(yè)、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(shè)備腐蝕性大，而且水溫季節(jié)性變化較大 使得反滲透海水淡化系統(tǒng)比常規(guī)的苦咸水脫鹽系統(tǒng)要復(fù)雜得多，工程投資和能耗也高得多。因此 通過(guò)精心的工藝設(shè)計(jì)，合理的設(shè)備配置來(lái)降低工程投資和能耗，從而降低單位制水成本，并確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行就顯得格外重要。

海水淡化設(shè)備預(yù)處理

無(wú)論是海水淡化，還是苦咸水脫鹽，給水預(yù)處理是保證反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在制定海水預(yù)處理方案時(shí)應(yīng)充分考慮到：海水中存在大量微生物、細(xì)菌和藻類(lèi)。海水中細(xì)菌、藻類(lèi)的繁殖和微生物的生長(zhǎng)不僅會(huì)給取水設(shè)施帶來(lái)許多麻煩，而且會(huì)直接影響海水淡化設(shè)備及工藝管道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。周期性漲潮、退潮，海水中夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成海水預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。海水具有較大腐蝕性，對(duì)系統(tǒng)中所采用的設(shè)備、閥門(mén)、管道件的材質(zhì)要作一定篩選，耐腐性能要好。

海水淡化設(shè)備殺菌滅藻

國(guó)外海水淡化工程多采用投加液氯、NaClO和CuSO4等化學(xué)試劑來(lái)殺菌滅藻?？紤]到交通等多方面的因素，投加化學(xué)試劑殺菌滅藻有一定難度，在本工程設(shè)備研制過(guò)程中專(zhuān)門(mén)采用海水次氯酸鈉發(fā)生器。海水取水泵后分出一小股帶壓海水，進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器，在直流電場(chǎng)作用下產(chǎn)生NaClO，靠位差直接注入海灘沉井，以殺滅海水中的細(xì)菌、藻類(lèi)和微生物。

由于海水硬度高 海水直接電解產(chǎn)生N aC lO必須克服發(fā)生電極結(jié)垢問(wèn)題。在研制過(guò)程中 ，借鑒了電滲析頻繁倒極 （EDR ）技術(shù)，即每隔 5～ 10m in倒換一次電極極性，有效地解決了次氯酸鈉發(fā)生器結(jié)垢沉淀問(wèn)題。

海水淡化設(shè)備混凝過(guò)濾

混凝過(guò)濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質(zhì)，降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用污染指數(shù) （FI）來(lái)計(jì)量，要求進(jìn)入反滲透設(shè)備的給水的FI值<4。由于海水比重較大，pH值較高，且水溫季節(jié)性變化大，系統(tǒng)選用FeCl3作為混凝劑，其具有不受溫度影響，礬花大而結(jié)實(shí)，沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。

海水淡化設(shè)備化學(xué)調(diào)節(jié)

為防止海水淡化過(guò)程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，如CaCO3、CaSO4，在反滲透膜表面和系統(tǒng)管道件上結(jié)垢沉淀，海水在進(jìn)入反滲透脫鹽系統(tǒng)前要添加防垢劑。

投加H2SO4調(diào)節(jié)海水pH值分解海水中的HCO-3，以防止CaCO3沉淀，是海水淡化中最常用和最經(jīng)濟(jì)的方法。投加 （NaPO3）6（SHMP）是防止CaSO4沉淀的有效方法，但（NaPO3）6在阻垢的同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品磷酸鹽會(huì)助長(zhǎng)微生物、細(xì)菌和藻類(lèi)的生長(zhǎng)，使用有一定的局限性。而從西方國(guó)家進(jìn)口的專(zhuān)用高分子聚合物阻垢劑價(jià)格較高，會(huì)直接影響海水淡化工程的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。本工程最終選用H2SO4作為阻垢劑，控制反滲透系統(tǒng)給水的pH值在 6.8～7.0之間，同時(shí)控制海水淡化系統(tǒng)水回收率，以防止CaSO4沉淀析出。

考慮到在反滲透海水淡化系統(tǒng)中采用以芳香聚酰胺為膜材料的復(fù)合膜元件 其耐氧化性差要求進(jìn)水中余氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫，因此海水在進(jìn)入膜系統(tǒng)前投加NaHSO3，控制海水進(jìn)反滲透裝置前的氧化還原電位（ORP），使進(jìn)反滲透裝置前的海水氧化還原電位（ORP）在280～320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。

海水淡化設(shè)備除異味

環(huán)島海域的海水受周邊環(huán)境影響較大，海水化學(xué)耗氧量（COD）在 1.7～2.5m g/L，尤其在夏、秋季節(jié)有時(shí)海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進(jìn)行氧化外，增設(shè)活性炭過(guò)濾器，選用具有較高機(jī)械強(qiáng)度的果型顆粒活性炭能有效地吸附有機(jī)物和異臭異味，提高反滲透產(chǎn)水水質(zhì)，同時(shí)能減輕對(duì)反滲透膜面污染，延長(zhǎng)膜使用壽命。

海水淡化設(shè)備保安過(guò)濾

保安過(guò)濾采用316L濾器，5μm濾芯，過(guò)濾進(jìn)高壓泵前的海水，阻擋海水中直徑大于5μm 顆粒雜質(zhì)，確保高壓泵，能量回收裝置和反滲透膜元件安全，長(zhǎng)期運(yùn)行。

高壓泵和能量回收裝置

高壓泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化提供能量轉(zhuǎn)換和節(jié)能的重要設(shè)備，按反滲透海水淡化所需的流量和壓力選型，我們選用的單級(jí)離心泵，具有60m3/h流量，揚(yáng)程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型，具有水力透平結(jié)構(gòu)，能利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進(jìn)水壓力提升30%，有效地降低能耗。

整個(gè)反滲透海水淡化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的計(jì)算機(jī)程序控制，由工控機(jī)操作站可編程控制器PLC組成一個(gè)分散采樣控制，集中監(jiān)視操作的控制系統(tǒng)。按工藝參數(shù)設(shè)置高低壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，自動(dòng)切換裝置，電導(dǎo)、流量和壓力出現(xiàn)異常時(shí)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換、自動(dòng)聯(lián)鎖報(bào)警、停機(jī)，以保護(hù)高壓泵和反滲透膜元件。變頻控制高壓泵的起動(dòng)和關(guān)停，實(shí)現(xiàn)高壓泵的軟操作，節(jié)省能耗，防止由于水錘或反壓造成高壓泵和膜元件損壞。程序設(shè)計(jì)在反滲透裝置開(kāi)機(jī)和停機(jī)前后，能實(shí)現(xiàn)低壓自動(dòng)沖洗，特別在停運(yùn)時(shí)，濃縮海水的亞穩(wěn)定狀態(tài)會(huì)轉(zhuǎn)化出現(xiàn)沉淀，污染膜面，低壓淡化水自動(dòng)沖洗能置換出濃縮海水，保護(hù)膜面不受污染，延長(zhǎng)膜的使用壽命。對(duì)系統(tǒng)的溫度、流量、水質(zhì)、產(chǎn)量等相關(guān)參數(shù)能實(shí)現(xiàn)顯示、儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)、制表和打印。監(jiān)視操作中的動(dòng)態(tài)工藝流程畫(huà)面清晰直觀，系統(tǒng)控制簡(jiǎn)化人工操作，確保系統(tǒng)能自動(dòng)、安全、可靠地運(yùn)行。