聯系電話
萊特萊德（上海）水處理設備有限公司
初級會員·6年
- 聯系人：
- 張經理
- 電話：
- 手機：
- 13304008117
- 地址：
- 中國（上海）自由貿易試驗區德堡路38號1幢3層310-06室
掃一掃訪問手機商鋪
1蒸餾法苦咸水淡化技術
蒸餾法是早期采用的淡化方法，它的優點是結構較簡單，操作容易，淡化水的水質好。多效蒸餾(ME)就是將前一個蒸發器蒸發出來的二次蒸汽引入下一蒸發器作為加熱蒸汽并在下一蒸發器中凝為蒸餾水。其優點是傳熱系數高，動力消耗少，可提高濃縮比。但它的設備易結垢和腐蝕。閃蒸原理是當原料海水加熱到一定溫度后通過節流孔進入一個蒸發室，因該蒸發室壓力控制在低于熱海水溫度所對應的飽和蒸汽壓的條件下，所以熱海水急速部分氣化，同時溫度下降，產生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。以此原理為基礎，多級閃蒸(MSF)是將熱海水依次流經若干個壓力逐漸降低的閃蒸室，逐級蒸發降溫，海水濃度逐級增濃直到其溫度接近(但高于)天然海水溫度。該法造水比高，一般為8左右。但動力消耗大，運行費用高。壓汽蒸餾(VC)是利用機械壓縮機把蒸汽壓縮，使之升壓和升溫(溫度升高10℃左右)，以作為加熱和使海水蒸發的熱源。
該法不需外部提供加熱蒸汽，熱效高，能耗低，結構緊湊。但這種方法造價較高，易腐蝕結垢，難大型化。一般來說，蒸餾法處理苦咸水的成本高于膜法，但它在處理高濃度苦咸水方面有一定優勢。例如：采用多級閃蒸方法處理塔里木沙漠油氣田的地下苦咸水，該原水濃度為12×104ppm，處理裝置為八級臥室結構，所有設備均置于一個活動房中，處理后的淡水濃度保持為20ppm。累計產淡水600t后，設備拆卸檢查發現，加熱器和冷凝器管束內外無結垢和結晶，但閃發室內壁結垢較重，其中大的厚度為15nm。因閃發室內無換熱面，結晶又可及時清除，所以對裝置運行無多大影響。到目前為止，多級閃蒸是處理高濃度苦咸水一種有效的方法。若該法與發電廠聯建，既能獲得大量淡水，又可回收電廠余熱，效益就更明顯了。
2苦咸水電滲析淡化技術
我國從1958年就開始從事用電滲析(ED)進行苦咸水淡化方面的研究。電滲析工作原理：在直流電場的作用下，水中離子透過具有選擇性的離子交換膜而定向遷移，使電解質離子自水溶液中部分分離，以制取淡水。淡化水的成本,與電解質濃度成正比，電解質濃度高時，電流密度大，淡化噸水的成本也就高。
電滲析器的主要部件為陰、陽離子交換膜、隔板與電極。隔板構成的隔室為液流經過的通道，淡水經過的隔室為脫鹽室，濃水經過的隔室為濃縮室。把陰、陽離子交換膜與濃、淡水隔板交替排列，重復疊加，再加上一對端電極，就成了電滲析器。電滲析器有三種組裝方式，為一級一段(產水量大，用于大中型)、一級多段(脫鹽率較高，產水量小，用于中小型)，和多級多段。有立式和臥式兩種安裝方式。
電滲析技術適用于低濃度苦咸水脫鹽，例如：1987年投產的山東長島縣大欽島電滲析地下苦咸水(含鹽量3000～5000mg/L)淡化試驗站，工程造價12.5萬元。該工程采用兩臺電滲器，隔板尺寸為400mm×1600mm×85mm每臺240對膜，一級兩段組裝，共兩級四段串聯運行。到2001年，運行12年來，每天產水20m3(每小時2.5m3),脫鹽率80%，水回收率60%～80%，每立方淡水平均耗電5kW·h，維修費占造水成本5%，生產一噸淡水成本為2.135元左右。2001年7月，黃驊市水務局在北京、上海科研機構的幫助下，采用電滲析法和多層過濾技術，建成了苦咸水淡化站，每小時可供淡水2t，工程投資一般為13～14萬元，其中設備費為5～6萬元，土建工程為7～8萬元，制水成本為4.1元/t。總共建淡化站72個，結束了8.5萬農民飲用苦咸水的歷史。截至目前，已有127個村建起了苦咸水淡化站，11.7萬人喝上了達到國家飲用水標準的水。滄州市迅速將其經驗進行推廣，計劃到2005年，再解決659個飲水特困村，惠及67.5萬人。該市決心協助大城、青縣、衡水等地完成苦咸水淡化任務后，再向甘肅、青海挺進。河北省內的唐山、衡水、廊坊等市和黑龍江、甘肅等省都紛紛來滄州取經。
電滲析技術在低濃度苦咸水淡化方面先占據了較大的市場，至今，產水量約60×104m3/d,年產離子交換膜40多萬m2以上。目前，有140余套日產量在1000～5000m3的苦咸水ED裝置在運轉，將含量在1500～3000mg/L的苦咸水淡化成生活用水。僅山西省大同礦物局10多個礦區日處理量就達2萬多噸，作為冷卻用水和生活用水使用。低濃度苦咸水脫鹽的大ED裝置建于河南鞏縣電廠，日產水量7200m3。工藝用水的大ED裝置建于金山石化公司，日產水6600m3。現在中、小型(ED)苦咸水脫鹽裝置分布在華北、西北等地約3000余套。
3苦咸水反滲透淡化技
反滲透(RO)是以壓力為驅動力的膜分離過程。反滲透技術研究始于1953年,先在美國,1960年從實驗室走向工業化。1970年推出芳香聚酰胺中空纖維制成的反滲透器，主要用于苦咸水脫鹽，1970年末，又成功推出了卷式反滲透組件;1980年推出用于海水淡化的復合反滲透膜;20世紀90年代，開發出超低壓高脫鹽率全芳香族聚酰胺復合膜。目前，反滲透膜已成為一種成熟的膜分離技術。世界上大的反滲透苦咸水淡化廠在美國Yuma市，生產能力為37×104m3/d淡水，用的是卷式反滲透膜組件
我國反滲透膜技術研究始于1965年，但直到1997年才在浙江舟山市嵊山島建成第一個500m3/d反滲透示范工程。近年來，我國反滲透海水和苦咸水淡化進入快速發展時期。隨著RO膜和相關技術的進步，RO在苦咸水淡化中的競爭地位越來越強，2000年在河北滄州建18000m3/d苦咸水淡化廠時，由于該廠原水含鹽量為12402.25mg/L，屬于較高濃度苦咸水，采用何種技術淡化?為此進行了多種經濟技術比較，如果用電滲析法脫鹽，其耗電指標介于7.0～18.5kW·h之間，能耗大;如用多級閃蒸淡化，動力消耗大、運轉費用高;用技術成熟的壓汽蒸餾，但它的產量為3000m3/d，需6臺并聯才能達到產水要求，缺乏規模效益;低溫多效蒸餾淡化法雖適用該項目，但設備投資高達19000萬元，單位造水成本67元/m3。而同樣規模的反滲透淡化裝置投資為2200萬元左右，單位造水成本2.5元/m3，遠遠比低溫多效蒸餾淡化方法便宜，故選用了反滲透法。該水源水的濁度較高，放置4～24h后濁度仍為40NTU，因此，原水進入淡化之前設置了預處理(集水、澄清沉淀池)。預處理前，還需加次氯酸鈉(2mg/L)滅菌，殺菌后，再加絮凝劑(聚合氯化鐵5mg/L),經兩級過濾(多介質過濾器和細砂過濾器)。為使系統具有較高的回收率，預處理反沖洗水采用經多級過濾和防結垢處理的反滲透濃水，以使自用原水量降低。由于反滲透復合膜，對氯的耐受程度只有1000mg/(L·h)，而過濾器出水通常含余氯0.1～1.0mg/L，所以要在過濾器出水中加入亞硫酸氫鈉(3mg/L)，來還原水中余氯，使游離氯含量<0.1mg/L，達到反滲透裝置的進水要求。另外，還采用添加阻垢分散劑(Flocon260(27mg/L))和鹽酸(30%濃度)，以防止膜內碳酸鈣、硫酸鈣、鋇的結垢和鐵鋁氧化物及其他污染物的沉積。綜合考慮了各方面因素，然后選用了一級二段反滲透處理方式(一段為苦咸水反滲透膜，二段為海水反滲透膜)，同時在一、二段膜中間增設能量回收裝置，以減少系統能耗。回收率定為>65%，既保證水源的充分利用，又防止了回收率過高對膜的損害。現在，該廠已建成，反滲透裝置主體電力消耗2.0(kW·h)/m3(產水)，加入引水及其他附屬設備用電共計2.5(kW·h)/m3，單位造水成本則為2.48元/m3。
2001年末，塔河油田苦咸水處理工程(兩套處理量為12m3/h的反滲透(RO)脫鹽裝置)的運行，解決了該油田生活和生產用水(電站用軟化水)。該工程投產后，100天就可收回286.94萬元的投資，當年就獲益300萬元，實際全年獲利600萬元。
2002年，國家計委批準的甘肅定西10000m3苦咸水脫鹽RO示范項目，原水濃度為3500mg/L，制取淡水的濃度為150mg/L，水回收率大于70%，估算成本為0.77元/m3。據資料介紹，大慶油田RO苦咸水處理量產已近1.2×104m3/d，主要是作為生活飲用。
目前，反滲透和電滲析已成為苦咸水淡化的主要方法，已成為解決廣大苦咸水地區用水緊張的重要技術手段。而反滲透技術因其成本和效果更好，開始被越來越多的地方和部門選用。
納濾技術的開發和應用比反滲透膜大約晚20年。納濾膜介于反滲透和超濾膜之間，其膜表面具有納米微孔結構。反滲透膜對NaCL的脫除率在95%以上，而納濾膜一般將NaCL脫除率在90%以下，反滲透膜幾乎對所在溶質都有很高的脫除率，而納濾膜只對特定的溶質具有脫除率。納濾膜主要去除一個納米左右的溶質粒子，截留分子量一般為100～2000。納濾膜主要用于脫除三鹵甲烷中間體(THM)，異味、色度、農藥、合成洗滌劑、可溶有機物等致病因子，以及脫除苦咸水中Ca2+、Mg2+等離子成分。我國在山東長島縣海島建成的南隍城水廠(144m3/d)，就采用了NF苦咸水淡化裝置。該裝置操作壓力0.75Mpa，淡水回收率56%，噸水耗電1.43kW·h，產水符合飲用要求。目前國外城市飲用水已有日產水5萬m3級的大型納濾裝置。
反滲透常規預處理技術主要是消毒、凝聚、絮凝、過濾工藝，由于其占地較大，運行維護較復雜，近年來，隨著膜技術的發展，已開發出膜法預處理，主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)。納濾作為預處理，主要脫除苦咸水中的大部分的結垢離子和一部分NaCL。采用MF—RO系統，納濾(NF)作預處理，NF脫除部分硬度和TDS，既不用添加防垢劑，又提高RO的水回收率，降低了25%能耗，可降低造水成本30%，經濟效益明顯。據資料介紹，目前各種淡化方法在能耗方面都無法與RO競爭。一般來說，RO為4～5(kW·h)/m3、ED為14～16(kW·h)/m3、MED為9～10(kW·h)/m3、MFS為12～14(kW·h)/m3。反滲透和納濾技術在苦咸水淡化方面顯示出相當的優勢，因此，還需對它下大力進一步氣深入研究，力爭走在世界前列。
