海 水 淡 化

海水由于其含鹽量非常高，而不能被直接使用，目前主要采用兩種方法淡化海水，即蒸餾法和反滲透海水淡化設(shè)備法

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。   

1、海水預(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。海水中細(xì)菌、藻類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、管道件的材質(zhì)要作一定篩選，耐腐性能要好。   

2、海水殺菌滅藻 

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。考慮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)程中專門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、藻類和微生物。   

由于海水硬度高海水直接電解產(chǎn)生NaClO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5～10min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。   

3、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)。   

本工程項(xiàng)目采用表面接觸混凝過(guò)濾技術(shù)，由雙層濾料過(guò)濾和活性炭過(guò)濾組成，分別設(shè)置了2臺(tái)雙層機(jī)械過(guò)濾器和2臺(tái)活性炭過(guò)濾器，濾速在7～8m/s之間。濾器采用鋼襯膠，外涂船用漆，內(nèi)設(shè)ABS水帽布水和316L不銹鋼管排布?xì)�。為了降低海水預(yù)處理系統(tǒng)和瞬間負(fù)荷，提高水回收率設(shè)置了反滲透濃縮水作為過(guò)濾器反沖洗水的氣液反洗系統(tǒng)。   

3、反滲透海水淡化 

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。   

4、化學(xué)調(diào)節(jié)處理 

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，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0.1mg/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。   

5、化學(xué)調(diào)節(jié)處理 

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，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。

海水淡化設(shè)備反滲透法工藝流程：

海水提升泵→機(jī)械過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→UF超濾→水箱→高壓泵→能量轉(zhuǎn)化裝置→反滲透RO1→生活用淡水→二級(jí)增壓泵→反滲透RO2 →生飲淡水→用水點(diǎn)