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反滲透海水淡化技術最新研究動態

2015-09-17 11:48:18

  國際脫鹽協會的最新統計資料表明,到2002年初,全世界脫鹽裝置淡水總產量已達3240萬t/d,而且還將以10%~30%的年增長速度攀升,海水淡化技術在解決世界范圍淡水短缺問題上發揮著越來越重要的作用。

  目前世界上采用的主要的海水淡化方法(包括多級閃蒸、多效蒸發、RO)中,反滲透(RO)技術有其投資少、操作方便、建設期短、發展速度最快等優點.RO技術最初用于苦咸水(brackishwater,BW)淡化,之后隨著RO膜技術的進步和發展,1960年首先由Loeb和Sourirajan用來處理海水.目前海水反滲透(SWRO)淡化技術在世界范圍內的應用已相當廣泛,技術上也比較成熟.但其產水成本與傳統的市政供水價格相比仍較高,且其過程操作對環境的負面影響日益明顯和突出,在21世紀能源和環境問題日益受到各國政府重視的今天,上述兩個方面就成為今后SWRO淡化技術研究的重點。

 

海水淡化設備

海水淡化設備

  SWRO淡化用能量回收器的研究

  SWRO淡化系統中,高壓泵的電耗占系統運行費用約35%,是影響產品水成本的主要因素之一.通常SWRO的操作壓力為5.5~8.0MPa,而從膜器中排放出的濃鹽水的余壓也高達5.0~6.0MPa,按照40%的回收率計算,濃鹽水中約有60%的進料壓力能量有著巨大的回收潛力和意義。

  目前市場上用于SWRO淡化系統的能量回收器從工作原理上主要分為兩類:正位移原理和水力透平原理。采用正位移原理的PX、DWEER、PES和Aqua2lyng4種能量回收器在回收濃鹽水能量時只需通過“壓力能-壓力能”一步轉換過程,能量回收效率高(91%~96%),可用于不同規模的系統,當用于大系統時經濟效益更明顯。而水力透平式能量回收器在回收濃鹽水能量的過程中則需要經過“壓力能-機械能-壓力能”兩步轉換過程,過程回收效率相對較低(50%~70%),目前在小規模SWRO淡化系統中仍有應用。

  新型高效能量回收器的使用,使SWRO淡化水成本得到顯著降低。使用PX和Aqualyng兩種能量回收器,可使SWRO淡化過程電耗低于2.0kW・h/m3[3].我國山東的青島、長島和浙江的嵊泗SWRO淡化廠就采用PX能量回收器.我國也已將“新型高效余壓回收裝置的研發”列為“十五”重點攻關項目,目前該項目相關方面的實驗研究正在進行中。

 

海水淡化設備圖片

海水淡化設備

  新型SWRO淡化工藝的研究

  SWRO淡化過程操作參數中,回收率對于系統投資和運行費用的影響最大。通常淡化系統的回收率為40%~45%,而日本Toray公司研發的BCS(brineconversionsystem)系統采用SWRO第一級濃縮水作進料,在極端操作條件下(操作壓力8.0~10.0MPa,進料含鹽質量分數5.8%~8.7%)生產產品水,系統的回收率可以達到60%。新型耐高壓抗污染膜器SU-820BCM的成功研制和新型高效能量回收器的應用使BCS系統成為可能.1999年3月,BCS系統首先在西班牙MasPalomas4500t/d的裝置上實現商業化應用,F在世界范圍內運行的BCS系統共有12套。

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