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，防止細菌、藻類(lèi)等微生物的生長(cháng)，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、海水預處理 

無(wú)論是海水淡化，還是苦咸水脫鹽，給水預處理是保證反滲透系統長(cháng)期穩定運行的關(guān)鍵。在制定海水預處理方案時(shí)應充分考慮到：海水中存在大量微生物、細菌和藻類(lèi)。海水中細菌、藻類(lèi)的繁殖和微生物的生長(cháng)不僅會(huì )給取水設施帶來(lái)許多麻煩，而且會(huì )直接影響海水淡化設備及工藝管道的正常運轉。周期性漲潮、退潮，海水中夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成海水預處理系統運轉不穩定。海水具有較大腐蝕性，對系統中所采用的設備、閥門(mén)、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�？紤]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，在本工程設備研制過(guò)程中專(zhuān)門(mén)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，以殺滅海水中的細菌、藻類(lèi)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（FI）來(lái)計量，要求進(jìn)入反滲透設備的給水的FI值<4。由于海水比重較大，pH值較高，且水溫季節性變化大，系統選用FeCl3作為混凝劑，其具有不受溫度影響，礬花大而結實(shí)，沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。   

本工程項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，分別設置了2臺雙層機械過(guò)濾器和2臺活性炭過(guò)濾器，濾速在7～8m/s之間。濾器采用鋼襯膠，外涂船用漆，內設ABS水帽布水和316L不銹鋼管排布氣。為了降低海水預處理系統和瞬間負荷，提高水回收率設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。   

3、反滲透海水淡化 

海水含鹽量高、硬度高，對設備腐蝕性大，而且水溫季節性變化較大  使得反滲透海水淡化系統比常規的苦咸水脫鹽系統要復雜得多，工程投資和能耗也高得多。因此  通過(guò)精心的工藝設計，合理的設備配置來(lái)降低工程投資和能耗，從而降低單位制水成本，并確保系統穩定運行就顯得格外重要。   

4、化學(xué)調節處理 

為防止海水淡化過(guò)程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無(wú)機鹽類(lèi)，如CaCO3、CaSO4，在反滲透膜表面和系統管道件上結垢沉淀，海水在進(jìn)入反滲透脫鹽系統前要添加防垢劑。   

投加H2SO4調節海水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(cháng)微生物、細菌和藻類(lèi)的生長(cháng)，使用有一定的局限性。而從西方國家進(jìn)口的專(zhuān)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轉費用。本工程最終選用H2SO4作為阻垢劑，控制反滲透系統給水的pH值在6.8～7.0之間，同時(shí)控制海水淡化系統水回收率，以防止CaSO4沉淀析出。   

考慮到在反滲透海水淡化系統中采用以芳香聚酰胺為膜材料的復合膜元件  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)調節處理 

為防止海水淡化過(guò)程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無(wú)機鹽類(lèi)，如CaCO3、CaSO4，在反滲透膜表面和系統管道件上結垢沉淀，海水在進(jìn)入反滲透脫鹽系統前要添加防垢劑。

海水淡化設備反滲透法工藝流程：

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