膜分离技术与海水淡化与水再用.ppt

;目录 (content);摘要 (Abstract);;1膜分离技术与海水淡化;1.2热法海水淡化;1.2.2.低温多效（LT-MED） MED为上世纪30年代的淡化方法，由于结垢和腐蚀等问题，更由于上世纪50年代MSF的出现，使之停滞不前。尽管美、日等国家投入大量资金改进提高，但自1975商品化以来，至今市场占有份额仍不足10%。 LT-MED操作温度在60-70℃，使结垢和腐蚀有所减缓，可使用较廉价的材料，以降低成本。一些改进工作有：装置规模大型化，使用较廉价的新材料和新设备，强化传热管等，提高最高盐水溫度和增加效数，使用高效的热泵等可有效提高造水比和利用末效热， 水电联产和热膜耦合联产有效降低海水淡化的成本；塔式设计，混凝土外壳等。通常能耗在6-8 kWh/m3淡水，该技术在利用低品位热能造水方面有一定的市场。 ; 反渗透具有投资省、能耗低（无相变）、建设期短、占地少的特点，是海水淡化技术中近二十年来发展最快的。除海湾国家外，美洲、亚洲和欧洲，大、中生产规模的装置多以反渗透法为首选。(SWRO has been accepted widely in America, Asia and Europe, because of its lowest investment and cost, lowest energy consumption and shorter building period. ); 图1-1 反渗透（SWRO）过程;1.3.1反渗透膜和组器技术的进步 RO海水淡化所以具有竞争力，膜性能的提高是很关键的。 20世纪70年代海水淡化用的主要是Dupont公司的B-10芳香族聚酰胺中空纤维组件； 上世纪80年代日本东洋纺的三醋酸纤维素中空纤维组件也加入海水淡化阵列； 而目前最具发展潜力的是复合反渗透膜，自上世纪80年代商品化以来，性能不断改进提高，价格越来越便宜，使反渗透海水淡化成本不断下降，成为海水淡化的主要用膜。如φ203mm×1016mm的复合膜卷式元件，对35000mg/L海水，5.5MPa下，25℃，8-10%回收率，产水量达23m3/d，脱盐率99.8%左右。16～18英寸直径的海水淡化反渗透膜元件已开始进入商业化应用。 ;16”;1.3.2 高效的能量回收技术 20世纪80年代，SWRO初期是用与高压泵电机主轴联动的涡轮机来回收高压浓海水的能量； 上世纪80年代后期改进为水力涡轮换能器，其优点是不必与电机主轴相联，可因地置宜，但涡轮机的效率多在60%-83%左右； 上世纪90年代中期??出了功交换器和压力交换器，效率提高到90%以上，使海水淡化的RO本体能耗在3kWh/m3以下，总能耗在4kWh/m3左右。;1.3.2 高效的能量回收技术 high efficiency of energy recovery;1.3.3 淡化工艺的不断改进 （1）MF和UF用于海水预处理 通过现场试验，用MF和UF对海水预处理不仅技术可行，而且也相当经济，用MF或UF可替代凝聚和过滤，由于供水水质好，RO比常规法可多产水20%，这样用膜面积少，压力容器少，管路省，占地面积小，从而投资费用低；同时RO膜清洗周期长，用试剂少，省劳力、运行时间长，其运行费用也低。 （2）提高回收率的新工艺 对海水淡化经济性分析表明，压力从5.5MPa提高到8.0MPa，使回收率从35%提高到50%以上是经济的。高回收率下，取海水量减少，预处理的设施和各种药剂用量相应减少，泵和高压泵所用电力也省，操作和维修劳力也省等。当然，要求的操作压力要相应提高，这就需要耐高压的膜元件，另外相应的工艺也应进一步改进。;（3）集成工艺 以纳滤作为预处理，实际为部分脱盐（主要是去硬度），通常可除去海水中Ca2+、Mg2+和HCO3—在70%以上，除SO42—在90%以上，与SWRO和MSF（LT-ME）结合，NF产水的60%经RO转化为产品水，RO浓水的80%由MSF转化为淡水，同时MSF的余热可加热NF和RO的进水。 其他集成工艺，水电联产中的和热膜耦合等，可有效降低海水淡化的成本。 （4）生态产业链 将发电、海水淡化与盐、碱联产等综合开发，是值得提倡和推广的新概念。 ;一级海水淡化工艺;图1-7 海水资源综合利用与电、热、汽和其他工业联产— 生态产业链;最新报道(New report);表1.1 海水和苦咸水淡化产量;图1-8 以色列Ashkelon SWRO plant(33×104m3/d);1.4 海水淡化的未来;目前全球的海水淡化产量约4.75×107 m3/d ，占世界饮用水的1%，预计下20年的产量将增加一倍，有700亿$ 的市场，近5年已有约100亿$ 的订货，产淡水5.3×106m3/d。随着水