苦咸水淡化的四種技術(shù)方法你知道那些

1、苦咸水淡化的四種技術(shù)方法你知道那些苦咸水淡化的四種技術(shù)方法你知道那些?在整個(gè)水處理行業(yè)處理苦咸淡水的處理，其實(shí)很多人都認(rèn)為 只有三種，那是因?yàn)檫@些人不了解，其實(shí)是有四種，一般了解的人都知道是三種，而非常專業(yè)的技術(shù)師傅 他們則知道是四種，苦咸水是什么水？這個(gè)水和海水是差不多的，對于這方面的水質(zhì)處理都是需要相關(guān)專 業(yè)一點(diǎn)兒的設(shè)備，在配上專業(yè)的技術(shù)，通過這種方式來處理的。那么我們今天就來把這四種方法列出來， 而不在是以前的三種方法了。目前，反滲透和電滲析已成為苦咸水淡化的主要方法，已成為解決廣大苦咸水地區(qū)用水緊張的重要技術(shù)手 段。而反滲透技術(shù)因其成本和效果更好，開始被越來越多的地方和部門選用。納濾技

2、術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用比反滲透膜大約晚20年。納濾膜介于反滲透和超濾膜之間，其膜表面具有納米微孔 結(jié)構(gòu)。反滲透膜對NaCL的脫除率在95%以上，而納濾膜一般將NaCL脫除率在90%以下，反滲透膜幾乎對所 在溶質(zhì)都有很高的脫除率，而納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有脫除率。納濾膜主要去除一個(gè)納米左右的溶質(zhì)粒 子，截留分子量一般為1002 000。納濾膜主要用于脫除三鹵甲烷中間體(THM)，異味、色度、農(nóng)藥、合 成洗滌劑、可溶有機(jī)物等致病因子，以及脫除苦咸水中Ca2+、Mg2+等離子成分。我國在山東長島縣海島建 成的南隍城水廠(144 m3/ d)，就采用了 NF苦咸水淡化裝置。該裝置操作壓力0.75 Mpa，淡水

3、回收率56%， 噸水耗電1.43 kWh，產(chǎn)水符合飲用要求。目前國外城市飲用水已有日產(chǎn)水5萬m3級(jí)的大型納濾裝置。 納濾技術(shù)在21世紀(jì)將成為水凈化的首選技術(shù)。反滲透常規(guī)預(yù)處理技術(shù)主要是消毒、凝聚、絮凝、過濾工藝，由于其占地較大，運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜，近年來， 隨著膜技術(shù)的發(fā)展，已開發(fā)出膜法預(yù)處理，主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)。納濾作為預(yù)處理， 主要脫除苦咸水中的大部分的結(jié)垢離子和一部分NaCL。采用MF-RO系統(tǒng)，納濾(NF)作預(yù)處理，NF脫除部 分硬度和TDS，既不用添加防垢劑，又提高RO的水回收率，降低了 25%能耗，可降低造水成本30%，經(jīng)濟(jì) 效益明顯。據(jù)資料介紹，目前各種

4、淡化方法在能耗方面都無法與RO競爭。一般來說，RO為45( kWh) /m3、ED 為 1416 (kWh)/m3、MED 為 910( kWh)/m3、MFS 為 1214( kWh)/m3。反滲透和納濾技 術(shù)在苦咸水淡化方面顯示出相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，因此，還需對它下大力進(jìn)一步氣深入研究，力爭走在世界前列。1蒸餾法苦咸水淡化技術(shù)蒸餾法是最早采用的淡化方法，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單，操作容易，淡化水的水質(zhì)好。多效蒸餾(ME )就 是將前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的二次蒸汽引入下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽并在下一蒸發(fā)器中凝為蒸餾水。其優(yōu) 點(diǎn)是傳熱系數(shù)高，動(dòng)力消耗少，可提高濃縮比。但它的設(shè)備易結(jié)垢和腐蝕。閃蒸原理是當(dāng)原料海

5、水加熱到 一定溫度后通過節(jié)流孔進(jìn)入一個(gè)蒸發(fā)室，因該蒸發(fā)室壓力控制在低于熱海水溫度所對應(yīng)的飽和蒸汽壓的條 件下，所以熱海水急速部分氣化，同時(shí)溫度下降，產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。以此原理為基礎(chǔ)， 多級(jí)閃蒸(MSF)是將熱海水依次流經(jīng)若干個(gè)壓力逐漸降低的閃蒸室，逐級(jí)蒸發(fā)降溫，海水濃度逐級(jí)增濃直 到其溫度接近(但高于)天然海水溫度。該法造水比高，一般為8左右。但動(dòng)力消耗大，運(yùn)行費(fèi)用高。壓 汽蒸餾(VC)是利用機(jī)械壓縮機(jī)把蒸汽壓縮，使之升壓和升溫(溫度升高10 C左右)，以作為加熱和使 海水蒸發(fā)的熱源。該法不需外部提供加熱蒸汽，熱效高，能耗低，結(jié)構(gòu)緊湊。但這種方法造價(jià)較高，易腐蝕結(jié)垢，難大型化。

6、一般來說，蒸餾法處理苦咸水的成本高于膜法，但它在處理高濃度苦咸水方面有一定優(yōu)勢。例如：采用多 級(jí)閃蒸方法處理塔里木沙漠油氣田的地下苦咸水，該原水濃度為12 X104 ppm，處理裝置為八級(jí)臥室結(jié)構(gòu)， 所有設(shè)備均置于一個(gè)活動(dòng)房中，處理后的淡水濃度保持為20 ppm。累計(jì)產(chǎn)淡水600 t后，設(shè)備拆卸檢查發(fā) 現(xiàn)，加熱器和冷凝器管束內(nèi)外無結(jié)垢和結(jié)晶，但閃發(fā)室內(nèi)壁結(jié)垢較重，其中最大的厚度為15 nm。因閃發(fā) 室內(nèi)無換熱面，結(jié)晶又可及時(shí)清除，所以對裝置運(yùn)行無多大影響。到目前為止，多級(jí)閃蒸是處理高濃度苦 咸水一種有效的方法。若該法與發(fā)電廠聯(lián)建，既能獲得大量淡水，又可回收電廠余熱，效益就更明顯了。2苦咸水電滲

7、析淡化技術(shù)我國從1958年就開始從事用電滲析（ED）進(jìn)行苦咸水淡化方面的研究。電滲析工作原理：在直流電場的作 用下，水中離子透過具有選擇性的離子交換膜而定向遷移，使電解質(zhì)離子自水溶液中部分分離，以制取淡 水。淡化水的成本,與電解質(zhì)濃度成正比，電解質(zhì)濃度高時(shí)，電流密度大，淡化噸水的成本也就高。電滲析器的主要部件為陰、陽離子交換膜、隔板與電極。隔板構(gòu)成的隔室為液流經(jīng)過的通道，淡水經(jīng)過的 隔室為脫鹽室，濃水經(jīng)過的隔室為濃縮室。把陰、陽離子交換膜與濃、淡水隔板交替排列，重復(fù)疊加，再 加上一對端電極，就成了電滲析器。電滲析器有三種組裝方式，為一級(jí)一段（產(chǎn)水量大，用于大中型）、 一級(jí)多段（脫鹽率較高，產(chǎn)水

8、量小，用于中小型），和多級(jí)多段。有立式和臥式兩種安裝方式。電滲析技術(shù)適用于低濃度苦咸水脫鹽，例如：1987年投產(chǎn)的山東長島縣大欽島電滲析地下苦咸水（含鹽量 3 0005 000 mg/L）淡化試驗(yàn)站，工程造價(jià)12.5萬元。該工程采用兩臺(tái)電滲器，隔板尺寸為400 mm X1 600 mm X85 mm每臺(tái)240對膜，一級(jí)兩段組裝，共兩級(jí)四段串聯(lián)運(yùn)行。到2001年，運(yùn)行12年來，每天產(chǎn)水20 m3 （每小時(shí)2.5 m3），脫鹽率80%，水回收率60%80%，每立方淡水平均耗電5 kWh，維修費(fèi)占 造水成本5%，生產(chǎn)一噸淡水成本為2.135元左右。2001年7月，黃驊市水務(wù)局在北京、上?？蒲袡C(jī)構(gòu)的幫

9、 助下，采用電滲析法和多層過濾技術(shù)，建成了苦咸水淡化站，每小時(shí)可供淡水2 t，工程投資一般為131 4萬元，其中設(shè)備費(fèi)為56萬元，土建工程為78萬元，制水成本為4.1元/t。總共建淡化站72個(gè)， 結(jié)束了 8. 5萬農(nóng)民飲用苦咸水的歷史。截至目前，已有127個(gè)村建起了苦咸水淡化站，11.7萬人喝上了 達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水。滄州市迅速將其經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣，計(jì)劃到2005年，再解決659個(gè)飲水特困村，惠 及67. 5萬人。該市決心協(xié)助大城、青縣、衡水等地完成苦咸水淡化任務(wù)后，再向甘肅、青海挺進(jìn)。河北 省內(nèi)的唐山、衡水、廊坊等市和黑龍江、甘肅等省都紛紛來滄州取經(jīng)。電滲析技術(shù)在低濃度苦咸水淡化方面最先占據(jù)

10、了較大的市場，至今，產(chǎn)水量約60X104m3/d，年產(chǎn)離子交換 膜40多萬m2以上。目前，有140余套日產(chǎn)量在1 0005 000 m3的苦咸水ED裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)，將含量在1 5 003 000 mg/L的苦咸水淡化成生活用水。僅山西省大同礦物局10多個(gè)礦區(qū)日處理量就達(dá)2萬多噸，作 為冷卻用水和生活用水使用。低濃度苦咸水脫鹽的最大ED裝置建于河南鞏縣電廠，日產(chǎn)水量7 200 m3。 工藝用水的最大ED裝置建于金山石化公司，日產(chǎn)水6 600 m3?，F(xiàn)在中、小型（ED）苦咸水脫鹽裝置分布 在華北、西北等地約3000余套。3苦咸水反滲透淡化技術(shù)反滲透（RO）是以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離過程。反滲透技術(shù)研究始

11、于1953年，最先在美國，1960年從實(shí)驗(yàn) 室走向工業(yè)化。1970年推出芳香聚酰胺中空纖維制成的反滲透器，主要用于苦咸水脫鹽，1970年末，又成 功推出了卷式反滲透組件；1980年推出用于海水淡化的復(fù)合反滲透膜；20世紀(jì)90年代，開發(fā)出超低壓高 脫鹽率全芳香族聚酰胺復(fù)合膜。目前，反滲透膜已成為一種成熟的膜分離技術(shù)。世界上最大的反滲透苦咸 水淡化廠在美國Yuma市，生產(chǎn)能力為37X 104 m3/d淡水，用的是卷式反滲透膜組件。我國反滲透膜技術(shù)研究始于1965年，但直到1997年才在浙江舟山市嵊山島建成第一個(gè)500 m3/d反滲透 示范工程。近年來，我國反滲透海水和苦咸水淡化進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。隨

12、著RO膜和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，RO 在苦咸水淡化中的競爭地位越來越強(qiáng)，2000年在河北滄州建18 000 m3/d苦咸水淡化廠時(shí)，由于該廠原 水含鹽量為12 402.25 mg/L，屬于較高濃度苦咸水，采用何種技術(shù)淡化？為此進(jìn)行了多種經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較， 如果用電滲析法脫鹽，其耗電指標(biāo)介于7.018.5 kWh之間，能耗大；如用多級(jí)閃蒸淡化，動(dòng)力消耗大、 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高；用技術(shù)成熟的壓汽蒸餾，但它的最大產(chǎn)量為3 000 m3/d,需6臺(tái)并聯(lián)才能達(dá)到產(chǎn)水要求，缺 乏規(guī)模效益；低溫多效蒸餾淡化法雖適用該項(xiàng)目，但設(shè)備投資高達(dá)19 000萬元，單位造水成本67元/m3。 而同樣規(guī)模的反滲透淡化裝置投資為2 200萬

13、元左右，單位造水成本2.5元/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)比低溫多效蒸餾淡化 方法便宜，故選用了反滲透法。該水源水的濁度較高，放置424 h后濁度仍為40 NTU，因此，原水進(jìn)入 淡化之前設(shè)置了預(yù)處理（集水、澄清沉淀池）。預(yù)處理前，還需加次氯酸鈉（2 mg/L）滅菌，殺菌后，再加 絮凝劑（聚合氯化鐵5 mg/L），經(jīng)兩級(jí)過濾（多介質(zhì)過濾器和細(xì)砂過濾器）。為使系統(tǒng)具有較高的回收率， 預(yù)處理反沖洗水采用經(jīng)多級(jí)過濾和防結(jié)垢處理的反滲透濃水，以使自用原水量降至最低。由于反滲透復(fù)合 膜，對氯的耐受程度只有1 000 mg/（Lh），而過濾器出水通常含余氯0.11.0 mg/L，所以要在過濾器出 水中加入亞硫酸氫鈉（3 m

14、g/L），來還原水中余氯，使游離氯含量0.1mg/L，達(dá)到反滲透裝置的進(jìn)水要求。 另外，還采用添加阻垢分散劑（Flocon260（27 mg/L）和鹽酸（30%濃度），以防止膜內(nèi)碳酸鈣、硫酸鈣、鋇 的結(jié)垢和鐵鋁氧化物及其他污染物的沉積。綜合考慮了各方面因素，最后選用了一級(jí)二段反滲透處理方式 （一段為苦咸水反滲透膜，二段為海水反滲透膜），同時(shí)在一、二段膜中間增設(shè)能量回收裝置，以減少系統(tǒng) 能耗?；厥章识?5%，既保證水源的充分利用，又防止了回收率過高對膜的損害?，F(xiàn)在，該廠已建成， 反滲透裝置主體電力消耗2.0 （kWh）/m3（產(chǎn)水），加入引水及其他附屬設(shè)備用電共計(jì)2.5（ kWh）/m3,單

15、位造水成本則為2.48元/m3。2001年末，塔河油田苦咸水處理工程（兩套處理量為12 m3/h的反滲透（RO）脫鹽裝置）的運(yùn)行，解決了 該油田生活和生產(chǎn)用水（電站用軟化水）。該工程投產(chǎn)后，100天就可收回286.94萬元的投資，當(dāng)年就獲 益300萬元，實(shí)際全年獲利600萬元。4苦咸水淡化的其他技術(shù)及發(fā)展最近，中科院長春應(yīng)化所與葫蘆島玉柴北方膜工業(yè)有限公司研制的“界面控制制備耐氯芳香聚酰亞胺反滲 透復(fù)合膜的方法”獲得了國家發(fā)明專利。他們研制的膜其分離功能（脫鹽與透水性）和氧化穩(wěn)定性（耐氯 性N5 00020 000 ppm（cl）.h,）均達(dá)到國際先進(jìn)水平。為我國創(chuàng)立擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的膜材料、

16、膜工藝、 膜過程研究，開發(fā)高效膜法海水、苦咸水淡化綜合技術(shù)，規(guī)模制造耐氯反滲透膜打下了基礎(chǔ)。1997年寧夏農(nóng)科院科研人員和日本地膜專家合作完成了 “太陽能蒸餾凈化集水技術(shù)”，通過塑料大棚利用 太陽能將苦咸水蒸餾凈化為淡水。一個(gè)30 m2的塑料大棚夏秋兩季日均可凈化淡水75 kg。寧夏科技人員 成功研究出一項(xiàng)利用太陽能把苦咸水淡化成純凈水的技術(shù)，現(xiàn)已獲得國家專利。目前該項(xiàng)技術(shù)正在西海固 苦咸水地區(qū)進(jìn)行推廣。國家城建、水利、地礦許多部門歷經(jīng)數(shù)十年在苦咸水的研究、開發(fā)、利用和淡化等方面做了相當(dāng)?shù)拇罅抗?作。他們查明了苦咸水在我國的分布、儲(chǔ)量和水文地質(zhì)條件以及淺層微咸水存在的利害關(guān)系，總結(jié)了在農(nóng) 業(yè)試

17、驗(yàn)區(qū)開采利用淺層微咸水的研究成果，為今后開發(fā)利用苦咸水資源奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？傊覈萍?工作者經(jīng)過幾十年的艱苦奮斗，在這方面取得了不少的成果。據(jù)21世紀(jì)中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究報(bào)告，到2010年，我國需水量7 300億m3,而可供的水量 為6 2006 500 m3，缺水量約1 000億m3。缺水最嚴(yán)重的為東部沿海地區(qū)、西部苦咸水地區(qū)和內(nèi)陸大中 型城市。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，預(yù)計(jì)2030年我國人口達(dá)到高峰時(shí)，淡水資源緊缺的形勢將更加嚴(yán)峻。 因此，研究開發(fā)利用非傳統(tǒng)水資源（海水、苦咸水、中水）實(shí)用技術(shù)，適度開發(fā)苦咸水已是當(dāng)務(wù)之急。隨著人們生活意識(shí)的提高，純水凈水行業(yè)也迅速發(fā)展，重慶水處理設(shè)備官網(wǎng)是專業(yè)地集純水凈水生產(chǎn)， 工業(yè)用水處理，軟化水處理，環(huán)保水處理的生產(chǎn)、加工、設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試為一體的武漢水處