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反渗透海水淡化技术最新研究动态

2015-09-17 11:48:18

  国际脱盐协会的最新统计资料表明,到2002年初,全世界脱盐装置淡水总产量已达3240万t/d,而且还将以10%~30%的年增长速度攀升,海水淡化技术在解决世界范围淡水短缺问题上发挥着越来越重要的作用。

  目前世界上采用的主要的海水淡化方法(包括多级闪蒸、多效蒸发、RO)中,反渗透(RO)技术有其投资少、操作方便、建设期短、发展速度最快等优点.RO技术最初用于苦咸水(brackishwater,BW)淡化,之后随着RO膜技术的进步和发展,1960年首先由Loeb和Sourirajan用来处理海水.目前海水反渗透(SWRO)淡化技术在世界范围内的应用已相当广泛,技术上也比较成熟.但其产水成本与传统的市政供水价格相比仍较高,且其过程操作对环境的负面影响日益明显和突出,在21世纪能源和环境问题日益受到各国政府重视的今天,上述两个方面就成为今后SWRO淡化技术研究的重点。

 

海水淡化设备

海水淡化设备

  SWRO淡化用能量回收器的研究

  SWRO淡化系统中,高压泵的电耗占系统运行费用约35%,是影响产品水成本的主要因素之一.通常SWRO的操作压力为5.5~8.0MPa,而从膜器中排放出的浓盐水的余压也高达5.0~6.0MPa,按照40%的回收率计算,浓盐水中约有60%的进料压力能量有着巨大的回收潜力和意义。

  目前市场上用于SWRO淡化系统的能量回收器从工作原理上主要分为两类:正位移原理和水力透平原理。采用正位移原理的PX、DWEER、PES和Aqua2lyng4种能量回收器在回收浓盐水能量时只需通过“压力能-压力能”一步转换过程,能量回收效率高(91%~96%),可用于不同规模的系统,当用于大系统时经济效益更明显。而水力透平式能量回收器在回收浓盐水能量的过程中则需要经过“压力能-机械能-压力能”两步转换过程,过程回收效率相对较低(50%~70%),目前在小规模SWRO淡化系统中仍有应用。

  新型高效能量回收器的使用,使SWRO淡化水成本得到显著降低。使用PX和Aqualyng两种能量回收器,可使SWRO淡化过程电耗低于2.0kW・h/m3[3].我国山东的青岛、长岛和浙江的嵊泗SWRO淡化厂就采用PX能量回收器.我国也已将“新型高效余压回收装置的研发”列为“十五”重点攻关项目,目前该项目相关方面的实验研究正在进行中。

 

海水淡化设备图片

海水淡化设备

  新型SWRO淡化工艺的研究

  SWRO淡化过程操作参数中,回收率对于系统投资和运行费用的影响最大。通常淡化系统的回收率为40%~45%,而日本Toray公司研发的BCS(brineconversionsystem)系统采用SWRO第一级浓缩水作进料,在极端操作条件下(操作压力8.0~10.0MPa,进料含盐质量分数5.8%~8.7%)生产产品水,系统的回收率可以达到60%。新型耐高压抗污染膜器SU-820BCM的成功研制和新型高效能量回收器的应用使BCS系统成为可能.1999年3月,BCS系统首先在西班牙MasPalomas4500t/d的装置上实现商业化应用。现在世界范围内运行的BCS系统共有12套。

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