??????? 3.3關(guān)鍵設(shè)備的不斷改進(jìn)
??????? 與此同時(shí),膜脫鹽用的關(guān)鍵設(shè)備,如高壓泵和能量裝置也得到快速的發(fā)展。除高壓泵的品種和型號(hào)不斷增多,容量不斷增大,以及效率不斷提高之外,特別應(yīng)提及的是能量裝置,反滲透海水淡化所以能成為有競(jìng)爭(zhēng)力的過程,能量回收裝置的作用功不可沒。
??????? 第一代能量回收裝置是與高壓泵電機(jī)主軸相連的渦輪機(jī),用脫鹽后的高壓濃海水沖擊來回收能量,效率約50%;第二代產(chǎn)品是水力渦輪增壓器,其優(yōu)點(diǎn)是不必與泵的主軸相連,安裝方面,效率也在50%左右;第三代產(chǎn)品為功或壓力交換器,互接將壓力由濃海水傳給新進(jìn)的海水,效率大于90%,這樣反滲透海水淡化的本體耗電降到3kwh/m3以上。
??????? 3.4工藝過程的持續(xù)開發(fā)
??????? 據(jù)反滲透膜和組器技術(shù)的進(jìn)步,SWRO工藝也不斷地發(fā)展,主要工藝過程如下:
??????? 3.4.1二級(jí)海水淡化工藝1970年代商用RO膜脫鹽率僅在95一98%時(shí),為了從海水中制取飲用水而采用此工藝,第一級(jí)的產(chǎn)水(約2000mg/L),再經(jīng)第二級(jí)進(jìn)一步淡化為飲用水,第二級(jí)的濃水返回第一級(jí)作為部分進(jìn)水,顯然該過程能耗是高的,約10kwh/rn3以上。
??????? 3.4.2一級(jí)海水淡化工藝1970年代末,特別是1980年代中期以后,RO膜的脫鹽率達(dá)99.2%以上,這為一級(jí)SWRO創(chuàng)造了條件。海水經(jīng)一級(jí)RO后,產(chǎn)水即為飲用水(300-400mg/1),水回收率30—35%。
??????? 3.4.3高壓一級(jí)海水淡化工藝這是近年來,為了進(jìn)一步提高回收率而提出的新工藝之一。通常一級(jí)SWRO的操作壓力在5.5MPa,而若提高到8.4MPa下操作,則可達(dá)60%的回收率,這樣海水預(yù)處理省了,試劑用量少了,能耗也低了,新建的SWRO廠可采用該工藝
??????? 3.4.4高效兩段法這也是提高回收率的新工藝,這是一級(jí)兩段工藝的改進(jìn),在兩段間設(shè)增壓部分,第一段的濃海水經(jīng)增壓和最終的能量回收部分相結(jié)合進(jìn)入第二段,這也可使回收率達(dá)60%。該工藝不僅適合于新建的研件SWRO廠,且可將以前的一級(jí)SWRO廠增設(shè)第二段,變其產(chǎn)量增加一半。
??????? 另外沙特海水轉(zhuǎn)化公司的研發(fā)中心提出納濾(NF)-RO)一蒸餾的新工藝;也有人提出利用深海的靜壓力進(jìn)行SWRO淡化,相似地,上海一環(huán)境公司提出用人造水柱的靜壓力進(jìn)行SWRO淡化等。
??????? 4.SWRO技術(shù)的延伸
??????? 4.1RO脫鹽技術(shù)
??????? 除SWRO淡化,解決沿海地區(qū)和島嶼用水緊張狀況之外,RO廣泛用于苦咸水淡化以及純水和超純水的制備,并成為最經(jīng)濟(jì)的工藝過程。其中,純水和超純水的制備約占RO市場(chǎng)的70—80%,涉及電子、電力、化工、石化、醫(yī)藥、飲料、食品、冶金等各;苦咸水淡化將在西部大開發(fā)中進(jìn)一步發(fā)揮作用。
??????? 4.2RO預(yù)濃縮技術(shù)
??????? 在膜下游獲得淡水的同時(shí),上游料液被濃縮,由于滲透壓的限制,將無機(jī)鹽和小分子物質(zhì)濃縮到10%左右是經(jīng)濟(jì)的,這已在化工、醫(yī)藥、食品和中草藥等領(lǐng)域得以應(yīng)用,在環(huán)保方面,RO也用于電鍍、礦山、放射、垃圾滲濾等的濃縮處理,水回用或達(dá)標(biāo)排放。
??????? 4.3RO集成工藝
??????? RO膜過程有其特點(diǎn)也有其限度和使用要求,為了發(fā)揮RO的優(yōu)勢(shì),采用集成膜過程是十分重要的。如上述的純水和超純水制備、物料的濃縮、海水的全利用等基本上都是RO與其他技術(shù)集成的。RO發(fā)揮了其脫鹽和預(yù)濃縮的作用。
??????? 4.4納濾(NF)
??????? 納和工藝都是在RO膜和工藝研發(fā)的基礎(chǔ)上形成的,NF膜的孔徑在納米級(jí),其對(duì)單價(jià)鹽類易透過,而對(duì)多價(jià)鹽和分子量1000以下的物質(zhì)截留率很高,這一特點(diǎn),決定了其在飲用水凈化、水軟化及生物、醫(yī)藥、化工等的分離、凈化和濃縮中的廣泛應(yīng)用,成為改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝,開發(fā)新工藝過程方面的一項(xiàng)重要技術(shù)。
??????? 5、海水淡化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
??????? 海水淡化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是正確把握技術(shù)方案的重要環(huán)節(jié)之一,在大多數(shù)情況下是決定性的。該評(píng)價(jià)是在統(tǒng)一可比的條件下,對(duì)各方案進(jìn)行綜合分析,既考慮技術(shù)上的先進(jìn)、高效、可靠性、安全、簡(jiǎn)便和靈活等,又要考慮經(jīng)濟(jì)上的降耗、投資省、成本低、人工少等,還應(yīng)考慮環(huán)境因素,如是否有三廢和處理措施及對(duì)環(huán)境的影響等。
??????? 嚴(yán)格按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的原則、標(biāo)準(zhǔn)和方法,遵循評(píng)價(jià)采用的各個(gè)步驟,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析的基礎(chǔ)上,確定各方案的優(yōu)劣并提出取舍意見。下面僅給出近幾年國(guó)際和咨詢的一個(gè)海水淡化工程的例子。
??????? 6、結(jié)語
??????? 40多年來,RO從一個(gè)概念,至實(shí)驗(yàn)室最終成為目前股鹽技術(shù)中的姣姣者,是大量創(chuàng)新的思維,創(chuàng)新的技術(shù)編織而成的結(jié)果。RO技術(shù)可認(rèn)為已接近發(fā)展的頂峰期,但仍有相當(dāng)大的余地可進(jìn)一步發(fā)展,特別是集成工藝方面,將是RO更大發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的主要方向。
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