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海水淡化工艺方案
1 前言
概况
我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同D单台最大产水量已达40000t/d，技术是成熟的。
海水反渗透(SWRO)淡化技术
海水反渗透(SWRO)淡化技术在20世纪70年代后获得了很大发展。由于RO膜材料的不断改进，以及能量回收效率的不断提高，SWRO技术越来越引起人们的关注，现也已成为蒸馏海水淡化系统的主要竞争对手。
反渗透是用一种特殊的膜，在外加压力的作用下使溶液中的某些组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。典型的海水反渗透处理工艺流程见图2-3。
预处理
反渗透膜组件
保安过滤器
产品水
原水池
澄清池
海水
电动机
能量回收
浓水
混凝剂
杀菌剂
杀菌剂
除氯还原剂
消毒剂
高压泵
图2-3　典型的海水反渗透工艺流程图
海水反渗透(SWRO)系统所需的能量决定于进水的含盐量、系统的浓缩倍率、进水温度及产品水的水质，其能耗一般为9～10kW•h/m3，若有能量回收装置，～6kW•h/m3。
海水反渗透SWRO设备除膜组件、高压泵、能量回收装置需要进口外，其它设备和器件均可以在国内加工制造，设备投资以及制水成本相对较低。
海水淡化工艺主要技术性能对比
常用的海水淡化工艺主要技术性能见表2-1。
表2-1 海水淡化工艺技术比较
海水淡化工艺比较
SWRO
LT－MED－TVC
MSF
海水淡化工艺比较
SWRO
LT－MED－TVC
MSF
产品水水质(mg/L)
200~500
1~10
1~10
电耗(kW•h/m3)
~
（有能量回收）
1~2
~4
装置热耗
（kJ/ kg）
¾
190~400
190~400
进水预处理
需设置完善的预处理系统
要求进水浊度 小于20mg/L~300mg/L
进水水质要求较低
海水利用率
（或回收率）
35％~55%
25％~40％（含冷却水量）
排出海水的浓度
~
~
~
海水淡化工艺比较
SWRO
LT－MED－TVC
MSF
最大单机产水量（m3/d）
相对较小
68190
91000
操作弹性（％）
不限
40～110
80～110
从表2-1可以看出，蒸馏法与反渗透法的主要技术区别在于：对进水水质的要求不同；单机产水量的不同；变工况能力的不同；能（热）耗的不同等。蒸馏法在装置规模、预处理系统的要求、出水水质、运行可靠性以及电耗方面具有明显优势，但蒸馏法的总能耗比SWRO法高；从海水用量上看，由于SWRO法水的利用率高，因此取水量较少。在变工况能力上，SWRO法则没有限制。
与LT－MED－TVC相比，MSF装置单机容量大，对进水的水质要求低，但其变工况能力差，抽汽参数高，工作温度高，设备投资大，因而运行费用高。因此对于蒸馏法工艺推荐选用LT－MED－TVC方案。本专题将对SWRO和LT－MED－TVC两种工艺进行技术经济比较，结合各淡水用户的用水需求确定海水淡化工艺。
3 电厂海水淡化方案选择
海水淡化系统设计条件
按满足电厂自用的2X104m3/d海水淡化规模及向地方供水的40X104m3/d海水淡化规模分别进行比较。
反渗透膜法（SWRO）海水淡化技术方案(方案一)
海水反渗透预处理系统的选择
海水反渗透，其预处理的目的是防止悬浮杂质、有机物、胶体物质、细菌、微生物等附着在膜表面或堵塞膜元件水流通道，防止海水膜表面结垢沉淀，确保海水膜免受机械和化学损失，使膜保持良好的性能和足够长的使用寿命。根据海水的取水方式不同、所处的水域水质不同，以及采用的海水淡化技术不同，采用的预处理方式不同。
预处理系统的形式有：混凝、沉淀（澄清）、过滤（活性炭过滤器、多介质过滤器微滤、超滤、纳滤）等。
常规的混凝澄清、介质过滤的预处理方式在目前已运行的海水反渗透系统中应用较多、运行使用时间较长，但其占地面积大，系统复杂，操作费力，运行维护都需特别精心才能使反渗透膜不受到污染。超滤（微滤）预处理方式在水处理领域已应用多年，也有许多成功的经验。微滤（超滤）对海水中的胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力，其去除率好于常规的预处理方式，采用微滤(或超滤)作为海水反渗透的