反渗透海水淡化水后处理技术

采用溶解白云石法对反渗透海水淡化水进行矿化,研究了温度、pH、白云石粒径、固液接触时间等因素对矿化反应的影响,选择合适的碱对出水pH、总碱度和碳酸钙沉淀势进行调节。结果表明,反应塔出水钙镁离子含量随温度和接触时间的增大而增大,随pH、白云石粒径的增大而减小。在优化的条件下,产水钙镁离子含量为分别为82.75mg/L(以CaCO3计)和19.25mg/L,pH为7.80,碱度为95.28mg/L(以CaCO3计),碳酸钙沉淀势为1.22mg/L(以CaCO3计)。产水水质稳定,不具有腐蚀性。

纳滤-反渗透集成处理海水淡化浓盐水工艺研究

以减排和资源再利用为目的,基于化学法与膜法相结合的海水淡化浓盐水综合利用工艺,系统研究了脱硬后浓海水利用纳滤(NF)脱硫酸根、通过反渗透(RO)实现海水二次淡化和深度浓缩的工艺过程。结果表明,NF270膜、DL2540NF膜分别能将SO_4^(2-)的浓度降低到3 mmol/L和2 mmol/L以下;RO对脱硬后浓海水中各离子均有较好脱除效果,达99%,浓缩1.45倍。工艺将化学法脱硬、NF、RO等膜法分离与浓缩技术综合考虑,能大幅提高淡水回收率,为氯碱工业提供液体盐原料,有利于降低淡化成本。

新型太阳能海水淡化技术研究进展

总结了微纳尺度下毛细驱动的局域热法太阳能海水淡化的相关机制,包括毛细驱动水分传输、太阳能热量传递机理。叙述了界面太阳能局域热法光蒸汽系统最近发展,并归纳了在1个太阳辐照下突破单级产水量理论极限的新型研究思路,指出了太阳能局域热法海水淡化的当前挑战,包含盐分结晶和蒸汽冷凝效率低等问题。认为界面太阳能局域热法海水淡化技术在效率和成本上都具有极大的优势,系统材料制备简单、结构紧凑、系统创新明显,特别适用于偏远山区和海岛地区电力缺乏的家庭生活淡水制备。随着研究者更多地转向保证蒸汽高效凝结和收集、水蒸汽潜热回收利用,预计这种新型海水淡化技术的未来应用范围将不断扩大。

海水淡化水的后处理研究

针对反渗透海水淡化淡化水低碱度和低盐度的特点,以以色列的后处理水质标准为目标,采用石灰石溶解法对淡化水进行矿化,同时对双极膜电渗析盐室出水进行回用。考察不同填料粒径(2、3、4 mm)及体积流量(50、75、100 L/h)下矿化过程的变化情况。结果表明,随着粒径的减少,CaCO3的溶解速度越快,其出水的Ca2+含量和pH越高;流量越大,相对应的取样口矿化水Ca2+含量越低,即相应的CaCO3溶解量越少。在矿化水与淡化水以体积比1:6混合后,为满足出水碱度,需加入NaHCO3的量为100mg/L,且最终得到的出水水质达到GB5749-2006要求。

海水淡化水矿化工艺研究

为解决海水淡化水厂生产的脱盐水和高纯水具有较强的腐蚀性、较低的缓冲能力的问题，利用CO2酸化淡化水溶解石灰石进行矿化处理，研究石灰石填料高度、石灰石粒径、pH、温度及进水流量对海水淡化水矿化效果的影响。结果表明，石灰石填料高度、石灰石粒径、pH、温度及进水流量对水质均有影响，并且在总碱度≥80mg／L、且硬度在80～120mg／L（中法水务推荐标准）的条件下，获得的产品水的朗格利尔指数为±0．5，拉森系数〈0．1，可在市政供水管网安全输送。

低温多效蒸馏海水淡化蒸发器替代汽轮机凝汽器可行性及应用

介绍了低温多效蒸馏海水淡化的原理及主要特点,对其蒸发器代替汽轮机凝汽器的可行性及经济性进行了分析研究。结果表明,低温多效蒸馏海水淡化蒸发器替代汽轮机凝汽器技术具有较好的应用前景。某钢铁厂2台25WM汽轮发电机组与海水淡化耦合技术的应用结果表明,系统热效率提高至82%,海水淡化成本降至5.94元/t。

溶解矿石法矿化海水淡化水的研究

为使海水淡化水具备较好的化学稳定性,能市政管网中安全输送,并符合饮用水卫生标准作为生活用水使用,对CO2溶解石灰石法矿化海水淡化水进行了实验,研究了反应时间等单因素对矿化效果的影响,并进行了正交实验。结果表明,当在每升淡化水中投入2 g碳酸钙、CO2通入体积流量16.05 mL/min、搅拌速率150 r/min的优化条件下,反应20 min后,调节pH,可使水质相对稳定,拉尔森系数IL和朗格利尔饱和指数LSI分别为0.02和0.44。

诱导结晶法抑制蒸发沉积垢的研究与应用

阐述了晶种阻垢法的工作原理,从晶种类型、晶种投加含量、料液过饱和度3个方面归纳了诱导晶种对结垢过程的影响规律,总结了操作温度、pH等对诱导结晶过程的影响,诱导晶种是该工艺过程的关键部分,对阻垢效果起决定性作用。介绍了诱导结晶阻垢工艺技术的开发应用状况。针对海水、高盐废水、工业废水等处理对象的具体水质条件,开发针对性的晶种阻垢工艺,并优选晶种材料、投加含量、料液pH等工艺参数是晶种阻垢工艺研究的重要方向。

风光互补海水淡化系统的技术经济分析

介绍了5 m^3/d风光互补发电反渗透海水淡化装置,阐述其工艺方案、设备选型、控制模式、功率及电耗,并从装置的建设投资费用、运行维护费用、制水成本3方面进行经济分析,表明该装置综合制水成本约为13.77元/m^3。归纳总结出风光互补发电海水淡化系统的经济性影响因素,并建议进一步研究蓄电池的充放电控制、RO海水淡化工艺优化、高压泵和能量回收装置的合理选择等关键技术,以提升风光互补发电RO海水淡化系统的经济性。

小型海岛反渗透海水淡化设计要点

介绍了我国海岛海水淡化的建设现状和面临的实际问题,认为小型海岛建设海水淡化装置与大型海岛、大陆有很多差别,海水淡化设计要综合考虑小型海岛的特殊环境,应以模块化设计为主,取水模块应设置防台风设施,预处理模块宜以传统方法为主,反渗透脱盐模块建议选择一级反渗透,淡化水后处理模块可选择在线加药的方法,控制系统模块应增加除湿设施、提高防腐等级。

离子选择性电渗析处理海水淡化浓海水

采用1价选择性离子交换膜建立离子选择性电渗析(ISED),浓缩模拟浓海水。调节ISED电流密度、进料液温度、电极液含量来考察浓缩过程的能耗、电流效率以及所用1价阴阳离子交换膜分离1价、2价离子的分离性能。结果表明,在Cl-、SO42-体系中,1价阴离子交换膜(AMS)对Cl-具有较好选择透过性,而1价阳离子交换膜(CMS)对Na+、Ca2+和Mg2+体系中的Na+的选择性则有显著不足;CMS分离Na+、Mg2+的性能优于其分离Na+、Ca2+的性能;过程能耗随ISED膜堆工作电流密度的增大而增加。以质量分数2%的Na2SO4为电解液时,电流密度为16 m A/cm2、料液温度为22℃的条件下,ISED过程有较低的能耗和较高的1价、2价离子分离性能;在剩余原料液TDS的质量浓度高于20 g/L、电流密度低于35 m A/cm2的条件下,1价离子的浓缩过程可在较低的能耗水平下继续进行。

年产万吨级海水淡化高压泵关键技术研究与工程应用

为了降低反渗透海水淡化高压泵投资成本和能耗,对高压泵的结构特点进行了分析,提出1种两端水润滑轴承支撑、轴向吸入节段式多级泵新型结构,通过数值模拟和实验研究提高泵水力模型效率;结合多级泵效率与级数以及可靠性与级数的关系,优选了高压泵的级数;通过轴向力及轴向力平衡的研究,优化设计出泄漏量较小、灵敏度高、恢复力合适的平衡装置;开发出的高压泵产品效率达到83.07%,体积流量220 m3/h,扬程620 m。并成功应用于年产万吨级海水淡化示范工程。

利用立体旋液式并流塔进行烟道气海水脱钙研究

为避免海水淡化过程中,钙垢引起设备腐蚀和效率的下降,利用立体旋液式并流塔为操作元件,以模拟烟道气中的CO2作为沉淀剂脱除海水中Ca2+,考察了不同因素的影响。结果表明,优化条件为,模拟烟道气中CO2的体积分数10.6%,液气比(海水与模拟烟道气的体积比)21.3,p H为7.9,晶种Ca CO3的加入量为质量分数5%,碱液加入的位置为2块塔板处,每个塔板各设2个加碱口,碱液加入的方式为直接加入式,无需养晶过程。在此条件下海水中Ca2+的脱除率在70 min时能达到87%左右,且能获得较为纯净的副产物Ca CO3。

纳滤技术在海水淡化中的应用实验研究

研究了纳滤在海水淡化中的应用,考察进水压力、温度、流量和进料液溶质含量对纳滤系统脱盐率、各离子截留率的影响。结果表明,各离子截留率和系统脱盐率随进水压力、进水流量的提升而增大,但这种增长趋势最终都趋于平缓;随进水温度、进料液溶质含量的增加反而下降。纳滤膜对SO42-截留率均在98%以上,Mg2+、Ca2+截留率可达93%以上,Cl-、Na+、K+等1价离子的截留率较低。纳滤在较低的压力下对SO42-、Mg2+、Ca2+有着较高的去除率,研究结果能为纳滤膜用于海水淡化提供新的途径,纳滤有望成为较强竞争力的海水淡化技术。

海水淡化产量降低原因分析及提产实践

针对某钢铁公司低温多效蒸馏海水淡化(MED)装置满负荷运行近8年,换热管束出现腐蚀及结垢的现象,装置换热效率降低,产量逐年递减的情况,分析了蒸发器内腐蚀及结垢原因,并实施了化学清洗、换管等整体维护提产方案。实施后,单套MED产量由460 m3/h提升至500 m3/h,能耗下降6.7%,实现提产创收1 504万元/年,显著效果。

基于冷冻过程的海水脱盐研究

基于盐溶液冷冻脱盐的基本原理,实验研究了冷冻脱盐、重力脱盐和离心脱盐的规律。结果表明,冷冻脱盐率随结冰质量比的增加先增大后减小,且冷冻温度越高脱盐效果越好,冷冻脱盐率最高能达到35%左右;而经过重力作用能使脱盐率提高到95%以上,且环境温度的升高有助于重力脱盐;离心时间对离心脱盐率的影响不明显,当离心机的转速从500 r/min增加到1 500 r/min时,离心脱盐率从30%左右迅速增加到80%以上。淡水产率是影响重力脱盐和离心脱盐的重要因素,离心脱盐是重力脱盐的加速过程。

低温多效海水淡化混流效组系统优化与分析

建立了多个混流点的混流效组低温多效蒸发(LT-MED)海水淡化数学优化模型,将海水视为盐和水的混合物,其焓表达为温度的函数,降低优化模型的非线性程度,使其易于收敛。以比传热面积为优化目标分析了不同流程和参数对系统的影响。结果表明,在喷淋密度为30~80 g/(m·s)时,多混流点系统的造水比与单混流点系统相比提高了12.1%,比传热面积降低了8.4%,优化流程为5效+2效+2效组合;提高首效加热蒸汽温度可有效的减少换热面积,降低制水成本,对系统的造水比影响不大;增加系统效数,可以有效提高造水比。各效等面积蒸发方案造水比比不等面积方案略有下降,比传热面积略有增加。模拟结果与文献中相关数据吻合良好,可为低温多效蒸发海水淡化系统工程化设计提供技术支持。

提高反渗透海水淡化水缓蚀性能研究

针对某电厂海水淡化水对碳钢管道的腐蚀问题,采用静态及动态腐蚀挂片实验方法,研究了在不同流速、不同矿化条件下海水淡化水对A3碳钢的腐蚀状况。结果表明,一级海淡水经过矿化后,腐蚀速率降低,但不能达到小于0.125 mm/a的标准要求;一级海淡水作为工业用水,添加缓蚀剂可同时满足对铜、碳钢的腐蚀速率均达标;用于饮用的海水淡化水,矿化后的海水淡化水中添加硅酸钠缓蚀剂可同时满足水的矿化指标及对管材的腐蚀速率达标,是解决海淡水作为饮用水应用的一个行之有效的方法。

智能一体化海水淡化国产化装置的开发与应用

介绍了智能一体化海水淡化国产化装置的系统组成、设计、风电匹配设计、经济性比较与应用前景。500 m^3/d的智能一体化海水淡化装置在实际工程应用中,运行效果良好,产水量510 m^3/d,脱盐率99.46%,产水电导240μS/cm,能耗2.5 k W·h/m^3。一体化装置具有设计紧凑、占地面积小、自动化程度高、机动灵活性强的特点,其中关键设备的全国产化减少了设备的投资;系列化设计满足了不同地区与环境的要求,与风能的匹配设计实现了资源的合理利用;具有广阔的发展前景。

超重力真空海水淡化蒸发室两相流动模拟研究

为实现风能对海水淡化单元的直接驱动,从而提高风能利用率,提出了1种新型的风能超重力真空海水淡化技术,并对该技术的关键设备超重力蒸发室内的流体流动和相变行为进行了研究。提出了超重力真空形成理论,据此得出超重力蒸发室主要结构参数的影响规律:增大转速和半径,减小溢流口压力和高度均有助于超重力真空环境的形成。借助CFD软件建立了无相变VOF模型,利用模拟结果优化了超重力蒸发室的结构;建立了有相变空穴模型,模拟结果表明,增设溢流堰的超重力蒸发室旋转时可生成海水常温蒸发所需的真空环境,适合于常温下风力机械能直接驱动,可减少或避免抽真空负荷和能耗。