海水參考資料淡化工程技術(shù)方案

1、海水淡化工程技術(shù)方案海水淡化是目前解決水資源短缺的有效途徑之一，海水淡化是把海水中的鹽分脫離，使咸水變成淡水的過程。 常用的海水淡 水方法可以細(xì)分為蒸餾法、冷凍法、反滲透法、水合物法和溶劑 萃取法，還包括電滲析法和離子交換法。 目前最常用的方法為反 滲透法和蒸餾法。一、海水淡化技術(shù)簡介1、反滲透海水淡化技術(shù)對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶液的薄膜稱之為理想的半透膜。當(dāng)半透膜把不同濃度的溶液隔開后，在自然情況下，水流是從低濃度鹽水側(cè) 往高濃度鹽水側(cè)流動；當(dāng)在高濃度鹽水側(cè)加上一個適當(dāng)?shù)膲毫?后，也會將水從高濃度側(cè)壓到低濃度側(cè)，見圖1。反滲透海水淡化就是利用該原

2、理，用高壓泵將海水增壓后， 借助半透膜的選擇 截留作用來除去水中的無機(jī)離子得到淡水。由于反滲透膜的截留粒度小于iox 10-10 m所以反滲透海水淡化同時能濾除各種細(xì) 菌、病毒，獲得高質(zhì)量的純水。高濃度鹽水低濃度鹽水加壓淡水圖1.反滲透海水淡化技術(shù)原理一般說來，反滲透海水淡化工藝包括四部分：預(yù)處理、反滲 透、后處理及清洗系統(tǒng)，圖 2是一種反滲透海水淡化系統(tǒng)的典 型工藝流程。自來水丄-丄 I_1 圖2.反滲透系統(tǒng)典型工藝流程圖預(yù)處理系統(tǒng)的目的是為了充分發(fā)揮反滲透淡化系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)越性，保障良好的設(shè)計性能和長時間的安全運(yùn)行，特別是為了保證膜的使用壽命（一般情況下，自來水和苦咸水反滲透膜的使 用壽命為

3、5年，而海水膜的使用壽命為 3年）而設(shè)置。由于供給 的源水不同，其水質(zhì)組成與雜質(zhì)成分千差萬別， 預(yù)處理系統(tǒng)也有 很大的區(qū)別，在決定預(yù)處理系統(tǒng)時需要豐富的基礎(chǔ)理論知識和工 程實(shí)際經(jīng)驗。反滲透裝置的主體由反滲透膜堆和高壓泵兩部分組成，反滲透組件是整個系統(tǒng)的心臟部分，而高壓泵是系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。高 壓泵把進(jìn)水升壓至不同的壓力進(jìn)入膜堆，透過膜的水作為產(chǎn)品 水，而未透過膜的作為濃鹽水排放。 其設(shè)計的核心在于根據(jù)不同 的原水水質(zhì)安排不同的回收率， 以及通過流程及設(shè)備的選用使系 統(tǒng)盡可能的節(jié)能。一般情況下自來水及苦咸水回收率可以做到 45%75%有些系統(tǒng)的回收率甚至做到 90%以上，而對于海水反 滲透系統(tǒng)，大

4、中型裝置可以做到 30%50%后處理系統(tǒng)的目的是調(diào)節(jié)產(chǎn)品淡水的水質(zhì)，使之符合使用的要求。當(dāng)需要產(chǎn)品水進(jìn)入自來水管道時， 一般也要增加后處理工 藝。通常，反滲透的產(chǎn)品水呈弱酸性，不是最佳的飲用水，直接 進(jìn)入供水管網(wǎng)時會對鐵制的管網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕，產(chǎn)生紅水現(xiàn)象 等。后處理的常用方法是投加石灰、 蘇打或火堿以提高堿度或硬 度，另外，也需要投加少量的次氯酸鈉以防止細(xì)菌的滋生。二、蒸餾海水淡化技術(shù)蒸餾法海水淡化技術(shù)有：多級閃蒸、多效蒸餾和壓汽蒸餾等。 其中，多級閃蒸主要采用給原料水加熱升溫、 然后分多級分步降 壓的方法使海水中的水份逐漸蒸發(fā)， 然后冷卻其水蒸汽達(dá)到收集水的方法；多效蒸餾采用較高溫度的水，隨

5、著其水份的蒸發(fā)和水 溫的降低，不斷供應(yīng)其熱能的辦法。 壓汽蒸餾法和多效蒸餾的原 理相似，只是其熱源是電能通過壓縮機(jī)（機(jī)械能）壓縮蒸發(fā)出來的 蒸汽冷凝所釋放出來的熱（水的蒸汽-液體水的相變產(chǎn)生的熱）。蒸汽渺水蒸汽汝水 濃鹽水圖3.低溫多效海水淡化原理圖低溫多效蒸餾的熱源為70 C的蒸汽，操作溫度低，大大改 善了海水對傳熱管及設(shè)備本體的腐蝕狀況，降低了裝置的材料成本，水泵的動力消耗也大幅度下降， 圖3是低溫多效海水淡化流 程示意圖，其特征是將一系列的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起 來，用一定量蒸汽輸入通過多次的蒸發(fā)和冷凝，后面一效的蒸發(fā)溫度均低于前面一效，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水。經(jīng)過多年發(fā)展，海

6、水淡化應(yīng)用地區(qū)和范圍日益廣泛，已成為部分沿海國家和地區(qū)的主要水源。據(jù)國際脫鹽協(xié)會統(tǒng)計，截止到2008年底，全球共有14100個淡化工程，總產(chǎn)量約 6348萬立方 米/日，為2億多人供水。海水淡化技術(shù)不斷進(jìn)步，發(fā)展速度提 升，產(chǎn)水成本已接近常規(guī)水源的供水價格；單廠和單機(jī)規(guī)模不斷 擴(kuò)大，新建工程產(chǎn)量接近百萬噸/日，可一次性解決百萬人口的 供水問題，受到國際社會日益廣泛的重視。三、典型規(guī)模的海水淡化設(shè)備造價由于采用的工藝不同，海水淡化設(shè)備的造價有較大差異。一般來說，反滲透法海水淡化項目的投資在700010000元/噸水；低溫多效蒸餾法海水淡化項目的投資在800012000元/噸水。目前海水淡化所用的

7、設(shè)備除了部分關(guān)鍵設(shè)備未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化外，大多已有國產(chǎn)，而國產(chǎn)和進(jìn)口設(shè)備的價格差別較大，同時工程建設(shè)、 安裝、管理水平的差異，實(shí)際工程的投資差別也會較大。四、淡化水的品質(zhì)以及與自來水管網(wǎng)的連接問題海水淡化的工藝特點(diǎn)決定了淡化水具有良好的品質(zhì)。不管是反滲透法海水淡化還是熱法海水淡化，其產(chǎn)品水均能滿足我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)，其中使用一級反滲透 海水淡化的產(chǎn)水總含鹽量(TDS)不大于300mg/L，二級反滲透海 水淡化的產(chǎn)水總含鹽量不大于 30mg/L，低溫多效蒸餾海水淡化 的產(chǎn)水總含鹽量不大于 5mg/L。目前，國內(nèi)外有很多關(guān)于淡化水進(jìn)入自來水管網(wǎng)的研究正在 進(jìn)行中，但一般認(rèn)為

8、，在充分考慮淡化水對管網(wǎng)腐蝕及結(jié)垢的影 響，并進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理后可以進(jìn)入自來水管網(wǎng)。五、淡化水的制水成本反滲透法海水淡化和低溫多效法海水淡化的制水成本有較 大差異。下面分別對兩種海水淡化方法的制水成本進(jìn)行敘述。1反滲透法海水淡化成本反滲透法海水淡化成本一般包括幾部分：化學(xué)藥品、電力、 膜更換費(fèi)用、職工工資福利、固定資產(chǎn)折舊、設(shè)備檢修維護(hù)費(fèi)用、 管理費(fèi)、貸款利息等幾部分。就目前的海水淡化技術(shù)，就10000噸/天反滲透海水淡化廠來說，一般化學(xué)藥品消耗在 0.30.5元/ 噸水；電力消耗約2.22.5元/噸水；膜更換費(fèi)用0.30.5元/噸水; 職工工資福利約0.2元/噸水；固定資產(chǎn)折舊費(fèi)0.91.2元

9、/噸水； 設(shè)備檢修維護(hù)費(fèi)用為0.20.4元/噸水；管理費(fèi)小于0.1元/噸水。 這樣在不考慮貸款利息情況下，一般膜法海水淡化工程的制水成本為4.25.4元/噸水，其中電力成本及折舊是造水成本中最大 的兩部分。2、低溫多效法海水淡化成本低溫多效海水淡化成本一般包括：化學(xué)藥品、熱力、電力、 職工工資福利、固定資產(chǎn)折舊、設(shè)備檢修維護(hù)費(fèi)用、管理費(fèi)、貸 款利息等幾部分。對于熱法海水淡化來說，熱力成本對制水成本 影響很大，一般萬噸級 MED海水淡化的造水比可以達(dá)到10，如果蒸汽價格按市場價（8090元/噸蒸汽或更貴）計算，制水成本 中單蒸汽費(fèi)用一項即達(dá)到 89元/噸水，而將MED與電廠等有廢 熱蒸汽資源合建

10、時，蒸汽的成本可望降到20元/噸以下，這樣，制水成本中蒸汽的費(fèi)用則不足 2元/噸。對于10000噸/天MED 海水淡化廠來說，除蒸汽外的成本構(gòu)成一般為：化學(xué)藥品消耗 0.20.5元/噸水；電力消耗約0.6元/噸水；職工工資福利約0.2 元/噸水；固定資產(chǎn)折舊費(fèi)1.11.7元/噸水；設(shè)備檢修維護(hù)費(fèi)用 為0.30.6元/噸水；管理費(fèi)小于0.1元/噸水。這樣，對于萬噸 級MED海水淡化項目來說，如果能夠與電廠合建，用到廉價的 蒸汽資源時，造水成本在4.55.7元/噸水;而不具備使用廉價的 蒸汽的條件時，制水成本則達(dá)到10元/噸水以上，這時一般認(rèn)為 項目不可行。六、海水淡化項目的建設(shè)周期一般來說，萬噸級反滲透海水淡化工程的建設(shè)周期為 2年左 右，百噸級至一千噸海水淡化工程的建設(shè)周期為 312個月。而 低溫多效海水淡化工程的時間稍長， 萬噸級海水淡化工程的建設(shè)周期為3年左右，百噸級至一千噸淡化工程的建設(shè)周期為618個月。七、廠房、用地情況說明對于大型海水淡化工程（1000噸/以