海水淡化专用水泵


海水(shuǐ)由于其含盐量(liàng)非常高,而不能被直接使用,主(zhǔ)要采用两种方法淡化海水,即蒸馏法和反渗透法(fǎ)。
蒸馏法
蒸馏法主要被(bèi)用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地(dì)方。反渗透膜法适用面非常的(de)广,且脱盐率很高,因此被广泛使用(yòng)。反渗透膜法首先是(shì)将海水提取上来,进行(háng)初步处理,降低海水浊度,防止细菌、藻(zǎo)类等微生物的(de)生长,然后用(yòng)特种(zhǒng)高压泵(bèng)增压,使海水进入反渗透膜,由于海水含(hán)盐量高,因此海水(shuǐ)反渗透膜必须具(jù)有高脱盐率,耐腐蚀、耐高压、抗污(wū)染等特点,经过反渗透膜处理后的海水,其含盐(yán)量大大降低,TDS含(hán)量从36000毫克/升降(jiàng)至200毫克(kè)/升左右。淡化后的水质甚至优于自来水,这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。
反渗透法
海水含盐量高、硬度高,对设备腐蚀性大,而且水温季节性变化较大 使得反渗透海水淡化系统比常规的苦咸水脱盐系(xì)统要复杂得多,工程投资和能耗(hào)也高得多(duō)。因此 通(tōng)过精心的工艺(yì)设计,合理的设备配置来降低工程投资和能耗,从(cóng)而降低单(dān)位制水成本,并确保系统稳定运行就显(xiǎn)得格外(wài)重要。

预处(chù)理
无论(lùn)是海水(shuǐ)淡化,还是苦咸水脱(tuō)盐,给水预(yù)处理是(shì)保(bǎo)证反渗透系统长(zhǎng)期稳定运(yùn)行的关键。在制定海水(shuǐ)预处理方案时应充分考虑到:海水中存在大量微生物、细菌和(hé)藻类。海水中(zhōng)细菌、藻类的繁殖和微(wēi)生物的生长不仅会给取水设施带来许多(duō)麻烦,而(ér)且会直接影(yǐng)响海水淡化设备及工艺管道的正常运转。周期性涨潮、退潮,海水中夹(jiá)带大量泥沙(shā),浊度变化较大,易造成海水(shuǐ)预处(chù)理系统运转不稳定。海水具有较大腐蚀性,对系统中所采用的设备、阀门(mén)、管道件的材质要作一定筛选,耐腐(fǔ)性能要好。
杀菌(jun1)灭藻
国外海水(shuǐ)淡化工程(chéng)多采用投加液氯、NaClO和CuSO4等化学试(shì)剂来杀菌灭藻。考虑到(dào)交通等多方面的因素,投加化学试剂杀菌灭藻有一(yī)定(dìng)难度,在本工(gōng)程设备研制过程中专门采用(yòng)海水次氯酸钠发生器。海水取水泵后(hòu)分出一小(xiǎo)股带压海水,进入次(cì)氯酸钠发生(shēng)器,在直流(liú)电场作用下(xià)产生NaClO,靠位差直接注入海滩沉井,以杀灭海水中的细菌、藻类和微生(shēng)物。
由于海水硬度高 海水(shuǐ)直接电解产生N aC lO必须克服(fú)发生电极结垢问题。在研制过程中 ,借鉴了电渗析频繁倒(dǎo)极 (EDR )技术,即每隔(gé) 5~ 10m in倒换一次电极极(jí)性(xìng),有效地解决了次氯酸钠发生器结垢(gòu)沉淀问题。
混凝过滤
混凝过(guò)滤旨在去除海(hǎi)水中胶(jiāo)体、悬浮杂质,降低浊度。在反渗透膜分离工程中通常用污染指数 (FI)来计(jì)量,要求(qiú)进入(rù)反渗透设备的给水的FI值<4。由于海水比重较大,pH值(zhí)较高,且水温季节性变化大,系统(tǒng)选用FeCl3作为混凝剂,其具有不受温度影响,矾花大而结实,沉降速度快等优点。
化学调节
为防止海水淡化过(guò)程中因海水浓缩而产生难溶(róng)无机盐类,如CaCO3、CaSO4,在反渗透膜表面和(hé)系统管道(dào)件(jiàn)上结垢沉淀,海水在进入反渗透脱盐系统前要添加防垢(gòu)剂(jì)。
投加H2SO4调(diào)节海水pH值分解海水中(zhōng)的HCO-3,以防止CaCO3沉淀,是(shì)海水淡化中较常用和(hé)比较经济的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉(chén)淀的有效方(fāng)法,但(NaPO3)6在(zài)阻垢的同时产生的副产品磷酸盐会助长(zhǎng)微生(shēng)物、细菌(jun1)和藻类的生长,使用有一定的局限性。而从西方国(guó)家进口的专用高分子聚合物阻垢剂价格较高,会直接影响海水淡化工程的运转费用。本工程选用H2SO4作为阻垢(gòu)剂,控制反渗透系统给水的pH值在 6.8~7.0之间,同时控制海水淡化系统水回收率,以防止CaSO4沉淀析出(chū)。
考虑到在反渗透海水淡化系统(tǒng)中采用以芳香聚酰胺为膜材料的(de)复合膜元件 其耐氧化性差要求进水中余氯(lǜ)含量在0.1m g/L以下还原剂脱(tuō),因此海水在进入膜系统前投加NaHSO3,控制海水(shuǐ)进反渗(shèn)透装置前的氧化还原电位(ORP),使进反渗透装置前的海水氧化还原电位(ORP)在280~320mV.NaHSO3投(tóu)加(jiā)量是海水中余氯量的3倍。
除异(yì)味
环岛海域的海水受周边(biān)环境(jìng)影响较大,海水化学耗氧量(COD)在 1.7~2.5m g/L,尤其(qí)在夏(xià)、秋季节有时(shí)海水有较(jiào)大的(de)异臭异味。因此除添加(jiā)NaClO进行氧化外,增设活性炭过滤器,选用具有较(jiào)高(gāo)机(jī)械强度的(de)果型颗粒活性(xìng)炭(tàn)能有效地吸附有机物和异(yì)臭异味,提(tí)高反渗透产水水质,同时能(néng)减轻对反渗(shèn)透膜面污染,延长膜使用寿命。
保安过(guò)滤
保安过滤采用316L滤器,5µm滤芯,过滤进高压泵前的(de)海水,阻挡海水中直径大于5µm 颗粒杂质,确(què)保高(gāo)压泵(bèng),能量回收(shōu)装置和反渗透膜元件安全,长期运行。
高压泵和能量回收装置
高压泵(bèng)和能量回收装置是(shì)为反渗透海水(shuǐ)淡化提供能量转换和节能的重要设备,按反渗透海水淡化所需的流(liú)量和压力(lì)选型,我们选用的单级离心泵,具有(yǒu)60m3/h流量,扬程640Psi;能量回收装置为HTC-300型,具有(yǒu)水力透平结构,能利(lì)用反渗透排放浓缩海水的压力使反渗透进水压力(lì)提升(shēng)30%,有效地降低能耗(hào)。

反渗透膜(mó)元件是反渗透海水淡(dàn)化的核心部件,该元件具有大于99%较好的耐压(yā)性和抗氧化耐污染性能。反渗透(tòu)装置采用6个膜元件串联,6个压力母管(guǎn)并联的一级一段组合结构(gòu),并配置(zhì)低压(yā)自动冲洗(xǐ)排放和淡化水低压自动冲(chōng)洗置换,不合格产(chǎn)水自动切换排放装置(zhì)。在该系统中还设(shè)置高、低压保护和高压泵,清洗泵的(de)联锁。

整个反渗透海水淡化控制系统设计采用国内外先进的计算机程序控制,由(yóu)工控机操作站可编程控制器PLC组成一个(gè)分散采(cǎi)样控制,集中监视操作的控制系统。按工(gōng)艺参数设置(zhì)高低压保护(hù)开关,自动切换(huàn)装置,电导、流量和压力出现异常时,能实现自动切换、自动联锁报警、停机,以保护高压泵和反渗透膜元件。
变频控制高压泵(bèng)的起动和(hé)关停,实现高压泵的(de)软操作,节省能耗,防止由于水锤或反压(yā)造成高(gāo)压泵和膜元件损坏。程序设计在反(fǎn)渗(shèn)透装置(zhì)开机和停机前后,能实现低压自动冲洗,特别在停运时,浓缩海水的亚稳定状态会转化出现沉(chén)淀,污染膜面,低压淡化水自动冲洗能置换出浓缩海水,保护膜面不(bú)受污染,延长膜(mó)的使用寿命。
对系统的(de)温度、流(liú)量、水质、产量等(děng)相关参数能实现显示、储存、统计、制表(biǎo)和打印。监视操作中的动态工艺流程画面清晰直观,系统控制简(jiǎn)化人工操作(zuò),确保(bǎo)系统能(néng)自动、安全(quán)、可靠地运行。











