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反渗透海水淡化处理工艺分析与研究

来源:《中国高新科技》期刊社 时间:2018-10-11

我国在海水淡化处理方面的技术水平相对比较落后,仍然存在很多问题。反渗透海水淡化处理工艺与海水的主要化学成分具有直接关系,海水的取水方式以及海水回收率以及能量的整体回收效率都关系到最终海水淡化的质量。在具体的实践当中,积极吸收先进的经验和技术,完善反渗透海水淡化处理的工艺流程,使其始终保持在发展进步的状态中,为我国的海水淡化处理行业创造更多价值。

1 反渗透海水淡化处理工艺分析

1.1 反渗透海水淡化处理的具体流程

反渗透海水淡化处理步骤非常多,需要遵循严格的工艺流程。具体的海水淡化处理过程中应用反渗透技术的时候还要制定具体的设计方案,并在设定方案中反映具体的内容。工艺流程落实到具体的内容上时包括计算过程、各种机械设备的选型、相关参数的确定等。由于设计方案上所呈现的数据和参数与实际情况之间存在差别,将这些差别合理化是具体应用反渗透淡化处理工艺的技术人员的责任,要结合实际情况针对工艺流程做一些相应的调整。在工艺实施的具体过程中,无论哪一个工艺环节都不得单独作用于海水的淡化处理,要始终联系到前后以及整体工艺流程,才能真正达到解决实际问题的效果。

1.2 反渗透海水淡化处理的水力平衡图确定

确定水力平衡图与工艺流程设计图之间存在紧密联系。确定水力平衡图之前要针对上一步的工流程设计图进行仔细研究和分析,并就相关数据做检验和核实,防止数据参数方面的纰漏影响海水淡化处理工作的质量。反渗透海水处理工艺要完全应用于实践中,必须要借助相应的机械设备。只有做好这些机械设备的型号确定工作,才能确保最终的工艺水平保持在预期的范围之内。针对参数的确定则需要结合实际情况以及一些强有力的证据,这样做的目的是提高设计方案和工艺流程图的实践价值,使其落实在实际环节中之后可以发挥出应当的效果。水力平衡图的确定过程相对比较复杂,存在很多消极影响因素,需要尽力避免。通常海水的化学成分会对水力平衡图造成影响,而且海水的取水方式也与水力平衡图的确定存在联系,加之还要考虑到海水系统以及回收率和能量等方面的问题,使得水力平衡图的确定的要求更高。为了提高水力平衡图的质量,要选择专人的技术人员进行操作。这样才可以真正将海水淡化处理过程科学化合理化,也才会综合考虑到各个环节的内容,使得反渗透海水淡化处理工艺水平更上一层楼。

1.3 反渗透海水淡化处理的取水方法确定

海水取水方法会影响水力平衡图的确定,这是因为海水的取水方法多种多样,而且涉及多方面的因素,需要结合实际情况选择取水方法。也正是因为海水取水方法会影响水力平衡图的确定乃至整个反渗透海水处理工艺,所以在实践中要考虑多方面因素,选择最为适合的海水取水方法。具体来讲有一个重要的前提,即要充分掌握海水所在地的实际情况,以此为基础选择整个取水的位置,并确定下来做好标记。另外,由于海水的取水方法受到自然环境尤其是气象条件的影响,比如台风等这一类具有破坏性的自然灾害会令整个取水过程的难度成倍增加,也会危害海水取水设施设备的功能作用,所以海水取水要选择合适的天气。

取水环节之后的海水水资源运输过程也相当重要,因为海水资源需要运送到淡化处理系统当中,因此选择科学的水资源输送方法也可以大大提高反渗透海水淡化处理工艺水平。海水取水的水位受到海潮等情况的影响,为了确定海水的取水水位,还要考虑到海潮发生规律,将其作为重要的数据确定科学的取水水位,提高海水取水的效率。海水在各个季节的温度有所差别,即使是同一天海水的温度也会有所不同,这也是影响取水方式的因素,值得注意。此外,海里面的微生物、细菌等都会影响海水取水方式的确定,需要提前做好充分的调查分析准备工作。

1.4 预处理方法和保安过滤器的选择和确定

反渗透海水淡化处理工艺中包括预处理方法,这是反渗透海水淡化处理工艺的精髓之一。预处理方法所需要的设备有两个是最为关键的,一个是机械过滤器,一个是超滤器。这也可以看作是两种方法,这两种方法的初衷都是将海水中的杂质物质以及微生物和细菌祛除,进而使得过滤之后的水质达到反渗透膜的进水标准。保安过滤器常常用于反渗透海水淡化预处理的最后阶段。保安过滤器的过滤精度高,能够满足反渗透膜进水的标准和要求。

1.5 反渗透膜组件以及高压泵的确定

反渗透海水淡化处理工艺中需要应用高压技术。反渗透膜是反渗透海水淡化处理最为关键的组成部分,通常要装在一个膜壳中,并确保膜壳的完整性。当满足这一条件之后,要借助高压泵的作用使海水进入膜壳中,海水经过反渗透膜时淡化水就会形成。在实践中应当充分考虑反渗透膜组件的质量以及高压泵的质量,严格监督这两种设备的选择、购买和运输保管的环节,提高它们的整体质量,确保反渗透海水淡化处理工艺流程顺利进行。

2 反渗透海水淡化处理技术

2.1 反渗透技术

反渗透海水淡化处理技术中的反渗透技术一直以来都备受关注,这种技术与压力驱动相关。反渗透技术的实现需要借助压力驱动膜分离技术,这两种技术之间属于互相成就的关系。应用于反渗透海水处理中的作用是过滤出海水包含的盐分,以及海水中包含的细菌等。所以在实践中,很多技术人员也把这种技术归纳到筛网状过滤技术中。但是其实无论被称为什么技术,或是被分到哪一种技术之内,都反映了这种技术的本质,即有效处理海水中的杂质物质,使海水达到饮用水的标准。利用反渗透膜进行海水淡化时,要充分考虑出水的SDI,只有SDI在5以下才可以利用反渗透膜处理技术。除此之外,海水的水质波动情况也会影响是否可以应用海水淡化处理中,只有在海水水质波动情况的总体适应能力比较强的情况下才适用。由于反渗透技术的占地面积相对较小,加之它又属于组合形式的设备,所以能够应用于海水处理系统中,还可以促进水处理系统扩建增容,提高海水处理的效率。

2.2 超滤技术

超滤技术也属于反渗透海水处理工艺中应用关键的技术之一,这种技术也同样需要借助压力的作用来驱动膜分离技术,所以在实践应用时要与反渗透技术区别开来。实践中所使用的超滤技术的超滤膜的孔径平均值保持在2~100纳米之间,从这一点可知,超滤技术相对于反渗透技术而言更适合用于预处理工艺,但是它们仍然属于同一个处理工艺系统之内。由于超滤技术的孔径非常小,针对海水中包含的具有危害性的微生物以及一些天然有机物质甚至是氨氮成分都具有明显的处理效果。海水淡化解决的是一些城市或者地区的用水问题,本身海水淡化就会消耗更多的经济成本,所以在实践中积极优化海水淡化处理工艺,使其成本不断降低,但是质量不断提高,并对环境的影响降低甚至消失才是当前我国经济发展应当坚持的原则。

2.3 多介质过滤技术

多介质过滤技术属于物理性质的技术,这种技术不需要借助化学手段,能够最大程度满足海水淡化的标准。从多介质过滤技术应用所需要的设备机组可知,它的机组设备通常都具有自动化和智能化特点。不仅如此,在很多时候多介质过滤技术还表现出较低的耗能性,而且相较于其他的海水淡化处理技术还具有明显的安全稳定性。海水淡化处理的预处理应用多介质过滤技术利用的是加压系统。加压系统中有加压泵,加压泵的作用是处理原水使其能够进入水处理系统,表现形式是抽入式的,然后才会使得原水进入到全自动逆洗多介质深度处理环节之中。在全自动逆洗深度处理系统中有一种具有吸附杂质物质的活性炭吸附过滤器,这种过滤器对于有效去除海水中的异味以及氯化物具有明显的效果。此外,在多介质过滤技术中还安装有去除砷铁锰等物质的装置。由于砷铁锰都属于有害物质,所以这种装置的设置具有积极意义。多介质过滤器中设置的阻垢器具有的现实意义更加明显,因为阻垢器可以有效防止水中产生碳酸钙。这是因为在海水中不可避免地包含了钙以及镁,这两种物质会在加热时发生化学反应进而生成碳酸钙这种不利于人体的物质,阻垢器能够解决这一问题。多介质过滤技术应用于反渗透海水淡化预处理工艺中,能够大大提高海水淡化后的质量,满足当前人们对于水质的要求。我国在很多行业的发展都取得了不错的成绩,在海水淡化处理技术上也有所进步,在今后的实践中还需要综合各方面的因素积极完善。

3 结语

我国目前的海水淡化处理工艺与国际水平之间仍有较大差距,这主要是因为在具体的实践中经验和理论都不够丰富。反渗透海水淡化工艺处理在我国的落实要注意结合先进的技术和经验,并积极融入我国的实际情况,不断提高膜材料质量以及具体的工艺参数,才可能实现降低成本又提高技术水平的目标。

参考文献

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(作者供职于普罗名特流体控制(大连)有限公司,中级职称,博士)

 

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