海水淡化装置的介绍

1. 海水淡化装置的介绍

取水系统、预处理系统、海水淡化脱盐系统、能量回收系统、化学清洗系统、化学加药系统以及装置供配电及自控系统。

2. 海水淡化装置的流程

海水淡化的基本工艺流程为：海水由供水泵进入石英砂（多介质过滤器）和活性炭过滤系统过滤。滤后水经过水质还原、PH调整以及阻垢剂添加后进入的精密和保安过滤系统，过滤后的低压海水一路进入高压泵加压，另一路进入压力交换式能量回收装置，升压后的海水经过增压泵加压后与高压泵出水混合进入反渗透膜堆系统。高压海水在膜堆的处理下一部分透过膜形成淡水，经过水质调整后进入淡水水箱储存。其余的高压浓缩水进入压力交换能量回收装置回收能量后排放。

3. 海水的淡化技术

海水淡化技术：非加压吸附渗透海水淡化法上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录摄取海洋甘泉水是生命之源。不久以前，人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话，然而，工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。蒸馏法蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。电渗析法电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。反渗透法是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。超过滤法，宏大设想寻找海水淡化新技术随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进，但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此，国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用，特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。虽然，上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”（CN92110710.2）。正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前，人们就采用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展，正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。非加压渗透吸附法（90年代）非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分提取液很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比？）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法（CN92110710.2）1992年：上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录。另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进碳纳米管薄膜一种用碳纳米管来做薄膜的小孔，另一种渗透用的薄膜。活细胞蛋白质膜薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。反渗透机理统一的“干闭湿开”反渗透机理模型有几个经典模型1．优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。2．溶解扩散模型：不认为有孔。3．干闭湿开模型：上个世纪80，90年代，国人邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。膜干时，膜收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。

4. 海水淡化设备的操作方法

海水由于其含盐量非常高，而不能被直接使用，主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法。蒸馏法蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。反渗透膜法适用面非常的广，且脱盐率很高，因此被广泛使用。反渗透膜法首先是将海水提取上来，进行初步处理，降低海水浊度，防止细菌、藻类等微生物的生长，然后用特种高压泵增压，使海水进入反渗透膜，由于海水含盐量高，因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点，经过反渗透膜处理后的海水，其含盐量大大降低，TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化后的水质甚至优于自来水，这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。反渗透法海水含盐量高、硬度高，对设备腐蚀性大，而且水温季节性变化较大 使得反渗透海水淡化系统比常规的苦咸水脱盐系统要复杂得多，工程投资和能耗也高得多。因此 通过精心的工艺设计，合理的设备配置来降低工程投资和能耗，从而降低单位制水成本，并确保系统稳定运行就显得格外重要。

5. 海水淡化技术的预处理

无论是海水淡化，还是苦咸水脱盐，给水预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。在制定海水预处理方案时应充分考虑到：海水中存在大量微生物、细菌和藻类。海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦，而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转。周期性涨潮、退潮，海水中夹带大量泥沙，浊度变化较大，易造成海水预处理系统运转不稳定。海水具有较大腐蚀性，对系统中所采用的设备、阀门、管道件的材质要作一定筛选，耐腐性能要好。

6. 海水淡化技术的调节处理

为防止海水淡化过程中因海水浓缩而产生难溶无机盐类，如CaCO3、CaSO4，在反渗透膜表面和系统管道件上结垢沉淀，海水在进入反渗透脱盐系统前要添加防垢剂。投加H2SO4调节海水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经济的方法。投加 （NaPO3）6（SHMP）是防止CaSO4沉淀的有效方法，但（NaPO3）6在阻垢的同时产生的副产品磷酸盐会助长微生物、细菌和藻类的生长，使用有一定的局限性。而从西方国家进口的专用高分子聚合物阻垢剂价格较高，会直接影响海水淡化工程的运转费用。本工程最终选用H2SO4作为阻垢剂，控制反渗透系统给水的pH值在 6.8～7.0之间，同时控制海水淡化系统水回收率，以防止CaSO4沉淀析出。考虑到在反渗透海水淡化系统中采用以芳香聚酰胺为膜材料的复合膜元件 其耐氧化性差要求进水中余氯含量在0.1m g/L以下还原剂脱，因此海水在进入膜系统前投加NaHSO3，控制海水进反渗透装置前的氧化还原电位（ORP），使进反渗透装置前的海水氧化还原电位（ORP）在280～320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。

7. 简易海水淡化装置制作

（1）当将海水放在太阳下照射时，海水吸热会由水变成水蒸气，发生汽化现象；水蒸气遇到冷的玻璃罩会由水蒸气变成小液滴，发生液化现象，整个过程是先汽化，后液化；
  （2）可以从影响液体蒸发的因素上改进该装置，可把A换成直径更大的容器，以增大液体的表面积；也可以用酒精灯对容器A加热，以提高液体的温度．
  故答案为：（1）汽化；液化；（2）用酒精灯对容器A加热，以提高液体的温度．

8. 海水淡化方案

海水淡化
海水淡化
Desalination
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。
从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。
如果能从海水中取得淡水，这将是一项巨大的自然资源。
虽然在大多数情况下海水淡化在经济上是不合算的，但是现在世界上有数百个海水淡化装置在运转中。
第一个海水淡化工厂于1954
年建于美国，现在仍在得克萨斯的弗里波特（Freep-ort）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（Key
West）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。
现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。