美國反滲透海水淡化裝置
1海水淡化簡介
淡水是國民經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的重要資源，但不少沿海城市和海島十分缺乏．除了建設水利工程如水庫和引水工程外，依靠科技進步，從發(fā)展資源的再生與轉化中尋找出路，必將成為未來淡水供應的一種重要手段，需努力去開發(fā)．海水淡化已成為世界上倍受重視的技術，從50年代至今，海水淡化方法已發(fā)展為工業(yè)化，使用者有多種：多極閃蒸(MSF)法技術已成熟，建立于沙特阿拉伯的世界最大的海水；瘡S生產(chǎn)淡水95X10t／d。但這技術要進一步降低造價和能耗已較困難，80年代后呈下降趨勢．多效蒸發(fā)法(ME)和蒸汽壓縮法(VC)研究較活躍．為了進一步降低能耗，70年代以來，膜技術中反滲透法(RO)和電滲析法(ED)已發(fā)展到實用水平，且發(fā)展迅速．電滲析法適用于含鹽1000~5000ppm的較低含鹽率的苦咸水淡化，而反滲透法可適用于高含鹽率30000~40000ppm的海水淡化；前者能耗約 9．5kW h／m3，后者能耗為4．5～9kW h／m3，由于反滲透膜性能的不斷提高，能耗逐步下降，已成為對海水淡化具有強競爭力的技術。
2 SantaBarbara反滲透海水淡化工程的提出和現(xiàn)狀
SantaBarbara是美國南加州的海岸旅游城市，但缺乏淡水．原來依靠Gibraltar貯水池供給1/3用水，而此池已千空．另外，靠Cachuma貯水池供給用水，預計2年后將千空．1992年春，當?shù)貙⑷彼?0%．因此，美國政府決定要建立海水淡化反滲透裝置．經(jīng)過2年工作．已于1992年3月建成美國最大的海水淡化裝置．至少在20年內滿足90%的供水，甚至在最干旱的時期，也能有效地服務于SantaBarbara市區(qū)和Goleta及Mentecito地區(qū)共約200萬人口的用水。
該工程的原料為海水．來源于可靠的、取之不盡的太平洋，處理后的廢水返回海洋．公司經(jīng)理無愧地稱；我們用了世界最大的貯水池”該裝置的總投資為3000萬美元，由市政府與Ionics膜公司合作．市政府將于5年內付清Ionics公司的建造款項．這是政府和私有公司合作大項目的一個典型．該工程被評價為整個系統(tǒng)設計可靠，伸縮性強．有廣泛適用性，可供地區(qū)、省(州)、國家或國際使用；能源消耗和環(huán)保方面的水平都十分良好．
3該工程的主要特性數(shù)據(jù)
3．1預處理和回收率眾所局知，海水中溶解性物質有:
陽離子： Na+，Mg+，Ca2+，K+，Sr+
含量(ppm)10600 1300 400 400 (10)
陰離子： cl- SO4- HCO3- Br- H2BO3- F-
含量(ppm)l1000 2600 140 70 30 (1)
本系統(tǒng)中原料經(jīng)過cl-、聚凝、過濾等頂處理，去掉對膜有毒害的物質，即進入反滲透膜組件處理，新鮮淡水回收率達45%．
3．2產(chǎn)量一般為7500AFY，可達10000AFY．1AFY約為每年1235m，故產(chǎn)量可達1235萬m。／a(AFY；acre—feet／year)．
3.3能耗其評價能耗約為6600kW h／1AFY淡水(SantaBarbara居民每戶平均每年用電量為6000kW h)，約為5．3kW h／m，比電滲析9．5kW h／m低了不少，在反滲透中也為較上等的指標．關鍵是膜的質量好．整個系統(tǒng)能量回收利用合理．
3．4反滲透膜其組件所用反滲透膜為TFC復臺膜，由美國Dow化學公司提供，脫鹽率大于99．5％．據(jù)知TFC膜有RC一100，PA300等均為聚酰胺類膜材料，由特殊相際共聚而成的超薄復合膜．組件為卷狀，管徑為8英寸，長為9英尺，每套約4O個組件，可設16套，現(xiàn)甩12套．
3．5操作與管理整個工廠由兩臺計算機控制管理，輪流使用．計算機可顯示整個系統(tǒng)、局部溫度、壓力、液面等指標，并可同時調控，故只需1人操作管理．車間里十分安靜，整個場地自動操作．
反滲透膜技術的不斷提高和發(fā)展，有效地用于大量海水淡化工程，以解決沿海地區(qū)缺淡水問題。我國措海及島嶼的淡水缺乏情況普遍．反滲透過程的開發(fā)．早在60年代我國也已開發(fā)成功，對于膜材料的研制水平也不斷提高，但尚未達到國際先進水平，還不能使用于大量的海水淡化工程．努力加強膜材料的研究和設計管理刻不容緩．
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