海水淡化工艺流程

Question

如题所述

Answer 1

国外海水淡化项目通常会使用化学药剂，如液氯、NaClO和CuSO4，来消灭海水中的细菌、藻类和微生物。然而，由于交通等多种因素的限制，向海中添加化学药剂以达到杀菌灭藻的目的存在一定难度。因此，在本工程中，我们特别研发了一种海水仿物次氯酸钠发生器。这种发生器通过将海水泵入并通电，生成NaClO，然后直接将其注入海滩沉井，以消灭海水中的微生物。
由于海水的硬度较高，直接电解海水生成NaClO时，需要解决电极结垢的问题。在研发过程中，我们借鉴了电渗析频繁倒极（EDR）技术，每隔5至10分钟更换一次电极的极性，有效地防止了结垢沉淀的问题。
为了防止海水在淡化过程中因浓缩而产生的难溶无机盐类，如CaCO3和CaSO4，在反渗透膜表面和系统管道上结垢沉淀，我们在海水进入反渗透脱盐系统前加入了防垢剂。使用H2SO4调节海水的pH值，分解海水中的HCO3-，从而防止CaCO3的沉淀，这是海水淡化中常用且经济的方法。而投加（NaPO3）6（SHMP）是防止CaSO4沉淀的有效手段，但其产生的磷酸盐副产品可能会促进微生物的生长，因此其使用具有一定的局限性。进口的高分子聚合物阻垢剂价格昂贵，可能会影响海水淡化工程的运行成本。因此，本工程最终决定使用H2SO4作为阻垢剂，控制反渗透系统给水的pH值在6.8至7.0之间，并控制海水淡化系统的回收率，以防止CaSO4的沉淀。
在反渗透海水淡化系统中，由于使用的复合膜元件以芳香聚酰胺为膜材料，其耐氧化性较差，因此要求进水中的余氯含量不超过0.1mg/L。因此，在海水进入膜系统前，我们添加了NaHSO3，以控制海水进反渗透装置前的氧化还原电位（ORP），确保其处于280至320mV之间。NaHSO3的投加量是海水中余氯量的三倍。
为了确保高压泵、能量回收装置和反渗透膜元件的安全长期运行，我们采用了316L材质的滤器，配备5μm滤芯，以过滤掉高压泵前的海水中的大于5μm的颗粒杂质。
高压泵和能量回收装置是反渗透海水淡化中提供能量转换和节能的关键设备。我们选用的单级离心泵，能够提供60m3/h的流量和640Psi的扬程。能量回收装置为HTC-300型，具有水力透平结构，能够利用反渗透排放的浓缩海水压力，提升反渗透进水压力30%，从而有效地降低能耗。