面向海水淡化的原海水水质监测与悬浮物浓度研究

针对海水淡化预处理系统中关于原海水水质要素动态监测较少的现状,本文提出并设计实现了基于海面多要素浮标的原海水水质同步监测系统,该系统利用海洋物联网技术将数据传输至云平台,并建立B/S架构综合信息分析系统,实现原海水溢油、浊度、PH等参数的实时采集、分析与预警。根据2022年5月青岛胶州湾定点观测试验数据,研究建立了区域悬浮物浓度检索模型,并进一步探讨近岸水体中悬浮物浓度的日变化特征。结果表明:浮标系统运行稳定,所采集的海洋环境信息准确有效;水体内悬浮物浓度日变化的平均范围在2.94~8.54 mg/L,呈现双峰结构。

基于天然矿化材料的淡化海水再矿化实验研究

根据海水淡化反渗透出水水质低硬度和腐蚀性特征,利用CO_(2)酸化淡化海水溶解天然矿化材料(麦饭石、电气石和扇贝壳),进行再矿化处理,提高淡化海水的水质稳定性。研究pH值、进水流量和三种矿化材料组合对矿化效果的影响。结果表明,随着pH和进水流量的降低,矿化效果明显提高。在pH值为4.3、进水流量为30 L/h的条件下,随着麦饭石和扇贝壳的增加,添加少量的电气石,可以提高矿化出水的硬度、碱度、偏硅酸和锶溶出量。矿化产水经NaOH调质后,出水水质达到基本稳定状态,满足市政管网的供水要求,为淡化海水再矿化工艺中矿化材料的选择及组合提供了新的思路。

基于海水淡化中试的超滤膜清洗工艺及机理

为了对海水淡化过程中的超滤膜进行清洗,利用超滤中试设备研究了反洗水和清洗药剂对超滤膜清洗的效果。分别研究了不同的反洗用水对于跨膜压差的影响,结果表明,清洗效果:淡水(自来水)>超滤产水>反渗透浓水。另选用不同的酸性清洗剂与碱性清洗剂进行清洗,结果表明,清洗效果:柠檬酸>草酸>盐酸>次氯酸钠>氢氧化钠,柠檬酸清洗效果最好,纯水透过速率可从283.24 L/(m2·h)恢复至571.56 L/(m2·h)。此外,实验证明碱洗+酸洗效果优于单独清洗效果,先用氢氧化钠清洗,再用柠檬酸清洗,纯水透过速率可从283.24 L/(m2·h)恢复至818.81 L/(m2·h)。本研究成果对于海水淡化过程中超滤膜的维护具有较好的应用前景。

几种天然矿化材料对淡化海水的矿化效果

淡化海水进入市政管网后,其低碱度、低硬度等水质特点会在管网内产生黄水现象。为了降低淡化海水对管网的侵蚀性,并达到优质饮用水标准,试验选取麦饭石、木鱼石、沸石、扇贝壳四种矿化材料进行矿化研究。烧杯试验研究了静置浸泡时间和搅拌浸泡时间对淡化海水矿化效果的影响,结果表明,静置浸泡时间越长,元素溶出量越多;较短时间搅拌,对元素溶出量影响不大。填充柱试验研究了流量、pH对淡化海水矿化效果的影响,结果表明,淡化海水流量越小,水力停留时间越长,越有利于元素溶出;pH越低,元素溶出量越多。其中扇贝壳组在矿物质总量和锶的溶出方面表现突出,若能解决其有机质带来的矿化水浊度高、菌落数易超标的问题,扇贝壳则可作为一种良好的矿化材料用于淡化海水的矿化工艺中。

贝壳作为淡化海水矿化材料的可行性试验分析

随着反渗透技术的成熟和半透膜成本的降低,淡化海水已成为沿海地区重要的用水来源,淡化后的海水需要经过矿化处理后才能被正常使用,而矿化材料的选择直接关系到矿化的成本和效果。为了得到高质量矿化水,选用扇贝壳作为矿化材料进行试验。试验表明,一定酸性和水力条件下,利用扇贝壳矿化淡化海水,出水硬度和碱度满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006),锶含量≥0.2mg/L,达到《饮用天然矿泉水国家标准》(GB 8537-2008),水质较好;通过雷兹纳稳定指数分析,矿化水水质稳定。在解决出水微生物含量较高问题后,扇贝壳作为淡化海水矿化材料是可行的,为淡化海水矿化工艺设计提供了新思路。

正渗透策略和化学清洗海水淡化反渗透膜

为解决海水淡化过程中反渗透膜的污染问题,研究了基于正渗透策略的反渗透产水、模拟反渗透浓水、模拟海水不同的组合清洗和清洗时间对膜通量和截留率的影响。针对不可逆污染,研究了不同化学清洗药剂、浸泡时间、浓度对膜通量和截留率的影响。结果表明,正渗透策略清洗方式中,淡水/模拟反渗透浓水的组合清洗方式效果最佳,其归一化通量从9.48 L/(m2·h·MPa)提升至13.6 L/(m2·h·MPa),截留率从80.59%提升至92.80%。此外,经质量分数为2%的柠檬酸溶液浸泡2 h后,再使用质量分数为1%的乙二胺四乙酸四钠盐和0.3%的三聚磷酸钠溶液浸泡1.5 h,其归一化通量从9.48 L/(m2·h·MPa)提升至14.3 L/(m2·h·MPa),截留率从80.59%提升至96.27%。从SEM和AFM图可以看出,正渗透清洗策略并未对膜表面选择层造成损坏,且可以清洗膜表面的有机污染物和无机污染物,因此,应用这种方法对污染的反渗透膜进行清洗,可延长化学清洗周期,减少化学清洗剂用量,具有一定的工业应用前景。

膜法海水淡化脱硼工艺运行条件的优化

在海水淡化厂RO膜组上进行生产性试验,探究pH、温度、多级反渗透和膜组件等因素对RO脱硼效果的影响。试验结果表明,进水pH值在8.5～10. 5,RO脱硼率随pH增大而升高,可以达到95%左右;随着进水温度从约17℃下降至约5℃,RO脱硼率从约70%升高到85%以上;在试验条件下,二级RO比例为45%,采用两级RO工艺相对一级RO脱硼率高出约20%;不同品牌型号的RO膜在同等工艺和进水条件下,脱硼率存在较大差异;通过PEG处理性能下降的RO膜,一级RO脱硼率可以提高约15%。

海水淡化工艺中超滤膜的污染与清洗

海水淡化工艺中,超滤膜污染与清洗的研究对超滤膜技术的发展与应用具有重要的意义。本试验通过解剖膜组分析污染状况,使用不同药品对膜丝进行浸泡试验,确定药洗药品和方案。试验分析表明,草酸可有效去除膜丝表面附着的污染物,使用草酸清洗膜组,大幅度提高了膜组的渗透率,说明草酸对膜组有良好的修复作用。

反渗透海水淡化工程设计中需注意的问题

近年来,全国已建成海水淡化工程总体规模稳步增长(全国海水利用情况 2015)。截至 2015 年底,全国已建成万吨级以上海水淡化工程 31 个,产水规模 887800 吨/ 日;千吨级以上、万吨级以下海水淡化工程 36 个,产水规模 110500 吨 / 日;千吨级以下海水淡化工程 54 个,产水规模 10525 吨 / 日。全国已建成最大海水淡化工程规模 20 万吨 / 日。反渗透是主流海水淡化技术之一,具有技术成熟,能耗低,组合灵活等优点,在电力、化工、制药等行业得到了广泛应用。反渗透海水淡化系统主要包括取水、预处理、反渗透、后处理、输配水、加药清洗及公用工程。随着国家和地方对海水淡化的重视,未来会有更多海水淡化工程需要设计建设。笔者根据经历过的三个10 万吨 / 天反渗透海水淡化工程,对设计中容易忽略和犯错的地方进行阐述,以期后来者可以避免重复的错误。

防腐衬里在海水淡化工艺的应用实例及节材节能性分析

随着材料技术的不断发展,青岛百发海水淡化厂在管道、设备防海水腐蚀的材质选用和材质应用方面已累积多年成熟方案。文章从节约成本和延长使用寿命方面出发,详细介绍了一种在该厂使用的海水防腐蚀涂刷工艺,以及使用该涂刷工艺对于降低成本、增加效益等方面的优势做了总结,并对使用该工艺中的注意事项进行了详细说明。

阀门在海水淡化工艺中的应用研究

随着我国城镇化、工业化水平的不断提高,淡水资源日益紧缺,这已成为制约我国城镇化发展的瓶颈,海水淡化已成为沿海城市解决此类问题的重要选择。阀门在海水淡化厂中被广泛应用,作为各工艺过程中的重要控制部件,其选型和应用尤为重要,本文以青岛一家10万t海水淡化厂为案例,深入剖析各类阀门在海水淡化工艺过程中的选型依据及应用过程,并对出现的问题提出对应解决方案。

面向海水淡化产业的原海水水质监测与预警方法综述

日益增长的原油需求量使得各临海国对海洋石油资源的开发采集不断增加,因而海洋污染的潜在性风险也随之加大。海面溢油不仅危害局部海域的整体生态平衡,同时也会影响海水淡化的质量,给海水淡化相关产业带来冲击。因此加强对原海水水质监测和预警工作是解决问题的关键所在。本文以海水淡化产业为研究背景,依据近年来国内外的相关研究,分别从海水水质检测参数、泄油的监测方法和系统以及未来发展进行综合论述,阐明了海上溢油的危害,表明了当前水质检测系统所存在的问题,对比了面向海上溢油事件的不同应对方法,预测了未来监测预警技术的发展趋势并给出了建议,对水质检测能力的提升和防控机制的完善具有重要意义。

海水淡化反渗透系统膜维护使用方案

反渗透膜维护使用方案,为了使反渗透海水淡化系统运行状态更加稳定,提供优良水质的海水淡化水。针对反渗透运行过程出现的膜污染、脱盐率下降、膜更换等问题,对运行维护方式和使用的化学药剂进行研究,制定适合的膜系统清洗、膜性能维护和膜更换的维护使用方案。

海水淡化工厂供配电系统的设计探讨

随着我国工业化水平的不断推进,城市的不断扩容,淡水资源日渐紧缺,已经成为制约城市发展的主要问题。尤其北方沿海城市,地表淡水与地下水严重紧缺。为解决沿海城市缺水问题,海水淡化产业应运而生。供配电系统在海水淡化工厂的运营中举足轻重,供配电系统的性能直接影响海水淡化的运营成本。因此,以青岛百发海水淡化厂为例,探讨如何合理设计供配电系统,以实现安全节能的最终目的。

不同水源特征水库中溶解性有机物的光学特性对比

为考察A水库(“引黄工程”水源水库)与B水库(普通类型水库)的溶解性有机物(DOM)在相对分子质量大小、组成特征及来源方面的差异,采用紫外-可见光谱技术以及三维荧光光谱技术结合平行因子分析法,针对A水库和B水库水体中DOM的吸收参数特征和荧光特征进行了研究。结果显示:A水库和B水库的DOM均有较强的自生源特征,但两水库的DOM在组成特征和来源上存在一定差异。B水库样本中存在长波类腐殖质C1(E_(x)=350 nm,E_(m)=454 nm)、类色氨酸物质C2(E_(x)=300 nm,E_(m)=361 nm)和类色氨酸C3(E_(x)=220 nm/250 nm,E_(m)=347 nm)3个荧光组分,而A水库样本中存在长波类腐殖质C1、类色氨酸物质C2两个荧光组分,说明A水库的组成特征相对更加简单。DOM吸收参数特征分析显示,A水库水质状况良好,其DOM相对分子质量较大,主要来自自生源;而B水库处于富营养状态,其DOM相对分子质量较小,富里酸成分和水体芳香性较高,水生环境中维管束植物输入较为丰富,主要来自入库河流和自生源。光谱指标差异性分析显示,A水库DOM外源输入比例小于B水库,同时A水库的水质污染源更多以陆源输入为主。研究揭示了水库中DOM的光学特性,可反映水库的环境污染程度和富营养化程度,为进一步探究DOM在不同水源特征水库的环境行为特征及水库水质保护等提供参考。

青岛某市政用途全流程海水淡化厂工艺设计

青岛某市政海水淡化工程设计产水规模为10×104m^(3)/d,产水拟并入城市供水管网,采用“一级预处理(气浮)+二级预处理(超滤)+脱盐(两级反渗透)+后处理(矿化滤池)”的全流程工艺方案。其中高速气浮池表面负荷为24.92 m^(3)/(m^(2)·h);超滤系统设计膜通量为41.4 L/(m^(2)·h),回收率不低于92%;一级反渗透设计通量为13.11 L/(m^(2)·h),回收率45%;二级反渗透设计通量为36.86L/(m^(2)·h),回收率90%;反渗透产水再经过矿化滤池增加水中硬度,产水水质稳定达到生活饮用水卫生标准。工程投资概算为7.44亿元,单位制水成本为4.86元/m^(3),其中可变成本为2.92元/m^(3)。

高精度水泵转子中心调整现场解决方案

在规模海水淡化工艺中,高压泵(实际5MPa-6MPa)是核心设备,作者从数次高压离心泵维修中总结经验,精简检修流程,针对类似高精度、大功率泵类维修过程出现的轴中心故障进行分析,并结合实际对维修过程中的配合间隙进行调整,以使泵在非返厂维修中提高维修准确性。

高宽长比MBBR配水不均的运行优化工程实践

高宽长比移动床膜生物反应器(MBBR)的出水口与进水配水渠距离较近,易产生配水不均问题,造成短流现象,从而影响工艺处理效率。为充分发挥该MBBR的高效处理能力,以青岛市某污水厂宽长比为2.3∶1的MBBR为研究对象,通过采取调整内回流比、封堵部分出水口、调整曝气系统运行工况、降低液位使配水渠形成跌水等措施,在确保系统氧转移效率的同时,缓解了MBBR内短流现象,并通过水质测试和示踪试验进行了验证。在常规运行条件(内回流比为200%、外回流比为100%)下,MBBR的出水氨氮浓度逐渐升高,示踪试验结果证实系统内存在短流现象。当保持外回流比不变、内回流比改为100%和300%时,尽管短流现象有所改善,但综合考虑处理效果和运行能耗等因素,这两种工况均不可取。采用封堵部分出水口和调整曝气系统运行工况的解决方案后,MBBR出水横断面的氧转移效率差距减小,但进水氧转移效率差距增加,因此进一步增加降低液位使配水渠形成跌水措施来保障配水渠进水均匀性。经示踪试验验证,所采用的工艺优化措施解决了进出水配水不均问题,有效缓解了MBBR在常规运行工况下的出水短流现象。