海水淡化工艺浅析
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海水淡化工程淡化水后处理分析海水淡化是指将海水中的盐分去除,使其变为可以使用的淡水的一种技术。
淡化海水后,通常还需要进行一系列的后处理工序,以提高所得到的淡水的质量。
本文将对海水淡化工程淡化水后处理分析进行讨论。
在海水淡化过程中,通过逆渗透膜(Reverse Osmosis,简称RO)进行过滤,将海水中的盐分和其他杂质去除。
然而,RO膜并不能完全去除所有的溶解性固体、气体和有机物,因此需要进行后处理分析来进一步净化淡化水。
首先,后处理的目标是提高淡水的水质指标,比如水质饮用水标准(GB5749-2024),确保其达到可饮用水的要求。
因此,后处理分析需要关注淡化水中的重金属、微生物、有机物和溶解气体等污染物的去除。
淡化水中的重金属污染物包括铅、汞、镉、铬等,它们对人体健康产生潜在的危害。
后处理分析可以采用各种吸附剂、离子交换树脂和活性炭等来去除这些重金属物质。
此外,可以使用氯化、硫酸和亚硝酸盐等化学物质来进行沉淀和沉降,以进一步净化淡化水中的重金属。
另外,微生物污染是淡化水后处理中的一个重要问题。
淡化水中的微生物主要包括细菌、病毒和寄生虫等,它们可能会引发疾病和感染。
后处理分析可以采用消毒剂,如二氯异氰尿酸和臭氧等来杀灭这些微生物,并通过致灭剂来去除病毒和寄生虫。
此外,可以使用紫外线辐射或电解水等物理灭菌方法进行后处理,以确保淡化水中的微生物达到相关标准。
此外,有机物是海水淡化后处理中的另一个关注重点。
有机物的去除可以使用活性炭、溶解空气浮选和臭氧等以吸附、氧化或降解的方式进行。
通过合理选择和应用这些方法,可以显著降低淡化水中有机物的浓度。
最后,溶解气体的去除也是淡化水后处理中需要考虑的一个因素。
淡化水中的氧气、二氧化碳和硫化氢等气体会影响其口感和稳定性。
后处理分析可以采用真空脱气、膜分离和溶解气体筛选等方法来去除这些气体。
综上所述,海水淡化工程淡化水后处理分析需要关注淡化水中的重金属、微生物、有机物和溶解气体等污染物的去除。
2023海水淡化处理技术研究contents •海水淡化技术概述•热法海水淡化技术•膜法海水淡化技术•生物法海水淡化技术•海水淡化技术经济分析•海水淡化处理技术研究展望目录01海水淡化技术概述海水淡化是指通过处理海水,提取出其中的盐分和水,得到淡水的工艺过程。
海水淡化是一种解决水资源短缺的重要手段,对于沿海地区和海上平台等缺乏淡水资源的地方具有重要意义。
1 2 3利用半透膜,使海水在压力作用下通过膜过滤,从而去除盐分和杂质,得到淡水。
反渗透法将海水加热蒸发,再冷凝成水,从而去除盐分和杂质,得到淡水。
蒸馏法利用离子交换膜和电场作用,使海水中的盐分和杂质被分离出来,得到淡水。
电渗析法1海水淡化技术现状23反渗透法是目前应用最广泛的海水淡化技术,具有能耗低、工艺成熟、产水质量高等优点。
蒸馏法主要应用于大型海水淡化项目,如沙特阿拉伯的萨利姆淡化厂,但能耗较高。
电渗析法在小型海水淡化项目中具有一定的应用,但受限于膜的寿命和运行维护成本。
02热法海水淡化技术03蒸馏法优缺点蒸馏法工艺简单,操作方便,但需要消耗大量的能源,成本较高。
蒸馏法01蒸馏法原理蒸馏法是一种通过加热海水,使其水蒸气化,然后收集水蒸气冷凝成液态水的方法。
02蒸馏法工艺流程将海水加热到沸腾,水蒸气上升到蒸馏塔中,再经过冷却装置冷凝成液态水。
反渗透法反渗透法工艺流程将海水加压通过半透膜,使水分子透过半透膜,而盐分子被截留下来。
反渗透法优缺点反渗透法具有节能、环保、占地面积小等优点,但膜污染和堵塞是反渗透法需要解决的重要问题。
反渗透法原理反渗透法是一种利用半透膜使海水脱盐的方法。
在一定的压力下,海水中的水分子可以通过半透膜,而盐分子则不能通过。
电渗析法原理电渗析法是一种利用离子交换膜使海水脱盐的方法。
在直流电场的作用下,海水中的阳离子和阴离子分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜被分离出来。
电渗析法电渗析法工艺流程将海水通过阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列的电渗析器,在直流电场的作用下实现脱盐。
海水淡化工艺书随着全球人口的增长和工业化进程的加速,淡水资源逐渐短缺。
海水淡化技术的发展为解决淡水问题提供了一种重要的途径。
本文将详细介绍海水淡化的工艺过程,并探讨现有的主要海水淡化工艺,旨在帮助读者深入了解和理解该领域的基本原理和操作方法。
一、海水淡化工艺的基本原理海水淡化是将含盐海水经过一系列工艺处理,从中提取出可用的淡水。
其基本原理主要包括膜分离、蒸馏和电化学反应等。
1.1 膜分离膜分离是一种基于膜的物质分离技术,通过不同选择性的膜对水中的盐分进行分离。
根据不同的膜材质和分离机理,膜分离可以进一步细分为逆渗透、超滤和电渗析等几种技术。
蒸馏是利用物质的沸点差异进行分离的一种技术。
在海水淡化过程中,通过对含盐海水进行加热,使其中的水分蒸发并冷凝,从而实现分离。
1.3 电化学反应电化学反应是利用电解过程中的化学反应产物的物理性质差异进行分离的一种技术。
在海水淡化中,通过电化学反应来去除水中的盐分和其他杂质。
二、逆渗透海水淡化工艺逆渗透是目前应用最广泛的一种海水淡化工艺。
其基本原理是利用半透膜屏障,将高浓度的盐水推进通过膜孔径较小的膜,从而实现对盐分和杂质的分离。
逆渗透海水淡化工艺主要包括预处理、反渗透和收压三个主要步骤。
2.1 预处理预处理是为了去除海水中的杂质和悬浮固体,以保护逆渗透膜不受污损。
预处理过程主要包括过滤、加药和调节pH值等步骤。
2.2 反渗透反渗透是逆渗透海水淡化的核心步骤。
在反渗透中,高压泵将预处理后的水推进反渗透膜,隔绝盐分和杂质。
从而得到可用的淡水。
收压是指对通过膜的水进行再压缩,提高淡水产量。
这个步骤使用反渗透膜后的水进行洗膜,去除附着在膜表面的盐分和杂质。
三、多效蒸发海水淡化工艺多效蒸发是利用连续级数的蒸发器进行海水淡化的一种方法。
其基本原理是在不同的压力下,利用海水中水和盐分的沸点差异,通过多重蒸发器,逐级浓缩并收集淡水。
多效蒸发海水淡化工艺主要包括预处理、蒸发和凝结三个主要步骤。
海水淡化工艺海水淡化工艺是指通过物理或化学方法,将海水中的盐分去除,使其含盐量低于0.5%的一种工艺。
海水淡化工艺可以用来生产饮用水、冷却水、清洗用水和工业用水等。
1. 原理海水淡化的原理是利用海水中的盐分和水之间不同的溶解度,使用溶剂将其分离,从而减少海水中的盐分含量。
海水淡化工艺基本上可以分为三类:蒸馏法、离子交换法和滤池法。
(1)蒸馏法蒸馏工艺是利用水的沸点低于盐分溶解度,在恒定温度和压力下,将海水加热蒸发,水蒸气经过冷凝回收,形成纯净的水,留下的剩余溶液就是盐水,由于本身的溶解度低,所以能够大幅度降低海水的盐分含量。
(2)离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂将海水中的离子(即盐分)与树脂表面结合,并用无盐水洗涤树脂,使离子释放,从而达到减少海水盐分含量的目的。
(3)滤池法滤池法是利用滤池中的滤料(砂、火山灰等)过滤海水,去除其中的悬浮物和微细粒,有效减少海水中的盐分含量。
2. 优点(1)可以大幅度减少海水中的盐分含量:海水淡化工艺可以将海水中的盐分去除,使含盐量低于0.5%,大大降低海水中的盐分含量。
(2)可以有效节约水资源:由于海水淡化工艺可以大量减少海水中的盐分含量,使其可以用来生产饮用水、冷却水、清洗用水和工业用水等,可以有效节约水资源。
(3)操作简单:海水淡化工艺操作简单,操作人员只需要掌握基本的操作技术即可完成淡化工艺,不需要高端的技术。
3. 缺点(1)成本较高:海水淡化工艺的成本较高,主要包括设备投资成本、运行成本和维护成本等,这些成本都是需要考虑的。
(2)污染问题:海水淡化工艺会产生大量的污水,如果不及时处理,会对水环境造成污染。
(3)操作风险较高:海水淡化工艺操作风险较高,如果操作不当,会造成设备损坏,甚至产生安全隐患。
4. 应用(1)饮用水:海水淡化工艺可以将海水中的盐分去除,使其含盐量低于0.5%,可以用来生产饮用水,供人们正常饮用。
(2)冷却水:海水淡化工艺可以将海水中的盐分去除,使其含盐量低于0.5%,可以用来生产冷却水,可以用于食品加工、医院、电力等行业。
海水淡化工艺方案海水淡化是指将海水转化为淡水的一种技术。
由于水资源的短缺和人口的增长,海水淡化成为了一种重要的手段来解决水资源问题。
海水淡化有多种工艺方案,本文将介绍其中的几种。
1.蒸馏法:蒸馏法是最早也是最传统的一种海水淡化工艺方案。
它将海水加热至沸点,使水转化为蒸汽,再通过冷凝器将蒸汽冷却成为淡水。
这种方法虽然能够将海水完全转化为淡水,但其能源消耗较大,成本较高。
2.逆渗透法:逆渗透法是目前应用最广泛的一种海水淡化工艺方案。
它利用了半透膜的特性,当海水通过半透膜时,水分子可以通过膜孔,而溶解在水中的盐分和杂质则被拦截在膜上。
逆渗透法具有能源消耗低、处理效率高的优点,是一种比较经济和可行的工艺方案。
3.蒸发结晶法:蒸发结晶法是将海水通过自然蒸发或加热使其水分子蒸发,然后蒸发后的水分子冷却结晶形成淡水。
这种方法适用于富有太阳能的地区,并且也是一种能源消耗较低的工艺方案。
4.混凝反应法:混凝反应法是将海水中的盐分通过与特定化学物质的反应沉淀到底部,从而实现海水的淡化。
这种方法能够高效地去除海水中的盐分和杂质,但在实际应用过程中需要注意处理废水和化学药剂的问题。
除了上述的工艺方案外,还有一些新兴的海水淡化技术也值得关注。
例如,压力蒸发法利用气压变化实现蒸发海水,反渗透再循环系统将逆渗透法的产生的废水进行再处理,以及电化学法通过电解海水将盐分和杂质分离等等。
总的来说,海水淡化是解决水资源问题的重要手段之一、各种工艺方案都有其特点和适用范围,选取合适的工艺方案需要综合考虑当地的资源条件和经济可行性。
随着技术的不断进步,相信海水淡化技术将在未来发展得更加成熟和可行。
海水淡化的方法海水淡化是指将海水中的盐分和其他杂质去除,使其变成可以饮用或用于农业灌溉的淡水。
由于全球淡水资源日益减少,海水淡化技术成为解决淡水短缺问题的重要手段。
目前,海水淡化的方法主要包括蒸馏法、反渗透法和离子交换法等。
本文将对这些海水淡化的方法进行介绍和分析。
蒸馏法是最早被应用于海水淡化的方法之一。
它通过将海水加热至沸点,然后将蒸汽冷凝成淡水的方式来实现海水淡化。
这种方法简单易行,但能耗较高,成本较大,因此在实际应用中受到了一定的限制。
反渗透法是目前应用最为广泛的海水淡化方法之一。
它利用半透膜来过滤海水中的盐分和杂质,从而得到淡水。
该方法能耗较低,效率较高,适用于大规模海水淡化项目。
然而,反渗透膜的制备和维护成本较高,且需要处理废水,对环境造成一定影响。
离子交换法是另一种海水淡化的方法。
它利用离子交换树脂将海水中的盐离子和其他杂质吸附、交换,从而得到淡水。
这种方法操作简单,但对离子交换树脂的选择和再生有一定要求,且产生的废水也需要进行处理。
除了上述方法外,还有一些新型的海水淡化技术正在不断发展和完善,如太阳能海水淡化、压力辅助蒸馏等。
这些新技术在能源消耗、成本和环境影响等方面都有一定的优势,有望成为未来海水淡化领域的发展方向。
总的来说,海水淡化是解决淡水资源短缺问题的重要途径之一。
不同的海水淡化方法各有优劣,应根据实际情况选择合适的技术。
随着科技的不断进步和创新,相信海水淡化技术会越来越成熟,为人类提供更多的淡水资源。
海水淡化毕业设计解析海水淡化是指将海水中的盐分和杂质去除,从而将其转化为适用于农业灌溉、工业用水和人类饮用的淡水。
随着全球水资源日益紧缺,海水淡化技术成为解决淡水短缺问题的重要途径。
本文将对海水淡化的原理和方法进行解析,并探讨其在毕业设计中的应用。
海水淡化的原理主要包括两种方法:热能法和膜分离法。
热能法通过蒸发海水后冷凝来分离盐分和杂质,这是一种传统的海水淡化方法。
其中,多级闪蒸法是最常用的方法,通过将海水加热到沸腾点,从而产生蒸汽。
蒸汽在不同的压力下逐级减压,在每个减压阶段产生蒸汽冷凝,从而将盐分和杂质分离出来。
膜分离法则是通过使用特殊的半透膜将水分离,从而去除盐分和杂质。
其中,反渗透膜是最常用的半透膜,其具有微孔结构,可以过滤掉盐分和杂质,从而将淡水从海水中分离出来。
在毕业设计中,可以利用海水淡化技术解决当地的淡水短缺问题。
首先,需要进行地区水资源调查,确定淡水需求和海水淡化可行性。
然后,选择合适的海水淡化技术,如热能法和膜分离法,根据当地的水质和工程条件进行设计选择。
在热能法中,需要确定最佳的蒸发器种类和减压阶段数,以及蒸发器和冷凝器的设计参数。
在膜分离法中,需要确定反渗透膜的种类和规格,以及膜组件的设计参数。
另外,还需要考虑能源消耗和环境影响。
海水淡化是一个能源密集型过程,所需能源主要来自于加热蒸发器和压力力泵。
因此,在毕业设计中需要进行能源分析和优化,在满足淡水需求的同时,尽量减少能源消耗。
此外,还需要对海水淡化过程中产生的废盐和废水进行处理和处理,以减少环境影响。
总而言之,海水淡化是一种解决淡水短缺问题的有效方法。
在毕业设计中,可以通过对海水淡化技术的研究和应用,解决当地淡水资源短缺问题。
需要对当地的水资源情况进行调查和分析,选择合适的海水淡化技术,并进行能源消耗和环境影响的分析和优化。
通过这些努力,可以为当地的水资源保障和可持续发展做出贡献。
海水淡化预处理工艺流程分析与设计摘要:海水淡化也称为海水淡化,即通过一定的方法去除海水中的盐等杂质以获得淡水。
海水溶解在各种不适合直接饮用的盐中,并且还含有诸如海绵等物质,当与设备直接接触时会引起腐蚀。
对于没有配备海水淡化装置的船舶,如果其航行时间长,则需要装载大量淡水,以维持正常的生活,生产和航行,这大大减少了人们的生活和工作空间以及货物的储存空间;此外,长期储存会导致细菌繁殖,水库污染,并最终损坏淡水。
基于此,对海水淡化预处理工艺流程分析与设计进行研究,以供参考。
关键词:海水;淡化;预处理工艺;流程分析;设计引言在海水淡化中,即利用海水淡化生产淡水,是水资源的综合利用开源技术,可以增加淡水总量,改善水资源短缺的有效措施,这在世界范围内发挥了积极作用,其规模不断扩大。
目前使用的海水淡化方法有:海水冷冻、电渗透、蒸发、反渗透,目前应用反渗透膜以其设备简单、维护方便、模块化节能技术迅速占领市场,逐步取代其它方法成为最广泛的方法。
1海水淡化预处理工艺1.1 焊接技术的应用各种技术组合可以相互补充,形成高速海水淡化技术组合。
真空净化技术和反渗透技术的结合使我们能够开发出水含量高、水质好、能耗低、硅含量低的组合海水淡化设备。
结合反渗透工艺和真空喷雾工艺,研制了一种新的海水淡化装置,由预处理、蒸发冷凝装置、反渗透膜、高压泵和能量回收装置组成,具有耗水量高、供水量高、维护成本低的优点。
适合生产锅炉和水。
等待新的。
通过重力和停滞实验,研究了冻结速率对人工海冰解冻效果的影响,发现重力和组合冻结过程比重力和组合冻结过程具有更好的水性能和水质,高压泵的消耗低于大气再生。
通过冷冻脱盐装置和毛细管蒸发装置的结合,研制出一种新型的脱盐装置,将水晶室中释放的热海水在蒸发室中重复利用,所得水蒸气用于冰晶的融化,脱盐效率高,应用前景良好。
由于低温蒸发的温度范围问题取决于冷凝器冷却水的温度,建议空调采用海水淡化系统,该塔采用多效蒸发装置代替蒸发器和冷凝器冷却吸收系统,采用船舶废气加热柴油和冷却水作为电源,以降低船舶的能耗和体积。
海水淡化技术研究随着世界人口的不断增长和工业发展,淡水资源变得越来越紧缺,而且还有很多地区的水资源大都是咸水。
所以,淡化海水成为了一项迫切的需求。
海水淡化技术就是将海水通过反渗透、蒸馏、电渗析等方式进行处理,得到淡水的过程。
反渗透法是海水淡化技术中最常用的一种方法。
它是利用特殊的反渗透膜,将海水中的盐分和其他杂质分离出去,得到一定程度上的淡水。
这种方法因为操作简单、设备易于维护,加之能够在较低的温度下进行处理,成本相对较低,因此被广泛应用于海水淡化厂、海水养殖、饮用水处理等领域。
蒸馏法则是另一种经典的海水淡化方法。
它的原理是利用热力学功能,将海水加热至其沸点以上使其蒸发,然后在低温条件下将其凝结成淡水。
这种方法虽然所需设备和成本比较高,但是产水质量确实最好的,淡水的含盐量也是非常低的。
电渗析法是一种比较新的海水淡化方法。
它是通过在两极之间加上电压,利用电解特性,将淡水和海水通过一系列层层叠加的特殊阻挡膜进行分离。
电渗析法的工艺流程相对较为复杂,但是成本相对较低,因此在应用上仍有很大的发展空间。
海水淡化技术在国内发展起步较早,多数以政府投资、政策扶持的形式出现,而在国外,尤其是西方发达国家出现的大部分都是市场驱动的自主技术创新。
但是,随着国内工业化和城市化的加速,先进的海水淡化技术已经开始引起国内一些企业的关注。
随着国内经济的发展,海水淡化技术将成为一种不可或缺的技术手段。
我们必须加大科技投入和吸收引进,加速海水淡化技术的创新和发展。
海水淡化技术虽然对缓解水资源短缺、改善灌溉和水利设施也起到一定的作用,但是技术的成本和能源消耗依然是存在的。
因此,海水淡化技术还需要与其他的技术手段相结合,例如节约用水、水资源富集和水资源再循环等。
在未来的发展中,海水淡化技术还需要不断优化和完善,使其能够更好的服务于人类的社会和经济发展。
给排水工艺中的海水淡化技术海水淡化技术在给排水工艺中的应用在全球对水资源的日益关注和紧缺的背景下,海水淡化技术作为一种重要的补充水资源手段,被广泛应用于给排水工艺中。
本文将从海水淡化技术的原理、应用领域、处理过程和未来发展等几个方面进行探讨,以期对海水淡化技术在给排水工艺中的应用有所了解。
一、海水淡化技术原理海水淡化技术是指将海水中的盐分和杂质去除,得到淡水的一种技术手段。
当前主要使用的海水淡化技术包括蒸馏法和膜分离法。
蒸馏法是通过将海水加热至沸点,然后收集产生的水蒸气并冷凝成液体,从而实现淡化海水的目的。
而膜分离法则是利用特殊的膜材料,通过渗透、微滤、超滤等技术将盐分和杂质与水分离,达到淡化海水的效果。
二、海水淡化技术的应用领域海水淡化技术的应用领域广泛,包括但不限于以下几个方面:1. 饮用水供应:海水淡化技术可以将海水转化为可供人类饮用的淡水,解决部分地区缺水问题。
2. 农业灌溉:海水淡化技术可以为农业提供灌溉用水,增加农田的水资源供给,改善农作物产量和品质。
3. 工业用水:海水淡化技术可以为工业生产提供所需的淡水,例如冷却系统、制造过程中的用水等。
4. 生态环境治理:海水淡化技术可以应用于生态环境的治理,如沿海地区盐碱地的改良和海水中重金属的去除等。
三、海水淡化技术处理过程海水淡化技术的处理过程主要包括预处理、膜处理和后处理等环节。
预处理阶段是为了去除海水中的颗粒物、悬浮物、有机物和硅酸盐等杂质,保护膜的使用寿命,一般采用过滤、沉淀和活性炭吸附等方法。
膜处理阶段是采用膜分离技术,将海水中的盐分和杂质与水分离,主要包括反渗透、超滤和微滤等膜分离方法。
后处理阶段则是对去除盐分后的水进行消毒、结晶等处理,以确保水的卫生质量和稳定性。
四、海水淡化技术的未来发展随着科技的不断进步和应用经验的积累,海水淡化技术在未来有望取得更大的突破和发展。
首先,技术成本的下降将使海水淡化技术更加经济实用,更多地应用于实际工程中。
海水淡化工艺浅析
摘要:水资源是关系国家经济发展和社会进步的重大战略问题,海水淡化工程
是解决水资源短缺问题的重要举措,已成为解决沿海地区淡水资源短缺的重要方法。
本文讲述海水淡化工艺流程和原理,以及工艺流程中出现的具体问题及解决
措施。
关键词:反渗透;海水淡化;工艺
引言
随着经济社会的高速发展和人口的急剧增加,淡水资源短缺已经成为人们面
临的巨大挑战;开发利用海水资源,进行海水淡化。
成为开源节流、解决淡水短
缺的一个重要途径。
目前膜法海水淡化日益成为海水淡化的主流技术,主要有已
获得大规模应用的反渗透、正在发展的正渗透和膜蒸馏等技术。
本文在简要介绍海水淡化的工艺流程的基础上,着重介绍工作原理,以及工
艺流程中出现的具体问题及解决措施。
海水淡化分为三个子过程:预处理流程、
膜处理流程、污泥浓缩处理流程。
预处理流程
预处理流程主要功能是除去海水中的悬浮物、藻类及微生物等物质,使出水
水质达到后续膜处理的要求,为海水淡化膜处理子系统供水;根据海水取水水质,海水平均悬浮物含量为781~1902㎎/L,无法满足海水淡化的超滤要求,必须对海水淡化原水进行预处理,使悬浮物将至2㎎/L以下。
工艺流程为:海水原水经过原水升压泵升压后,通过玻璃钢管输送至海水原
水预处理站内混凝沉淀池,进行沉淀处理以除去海水淡化原水中较大的固体悬浮
杂质。
考虑到海水含沙量较大,混凝反应沉淀池排泥需用一定水量,即海水原水
经混凝反应沉淀池后产生混凝反应澄清水,污泥水通过混凝反应沉淀池底部的排
泥管排入附近排水沟,自流至污泥沉淀池。
经混凝反应沉淀池处理后的海水自流
至V型滤池中进一步过滤处理以保证进入海水淡化车间的海水水质。
V型滤池自
用一部分清水冲洗,其余部分供给清水池。
混凝沉淀池
混凝沉淀池是将混合、絮凝、沉淀集成一体,能有效的去除水中的颗粒、细菌、有机物、悬浮物、浊度和部分胶体,使出水浊度小于5NTU。
混凝沉淀原理:水中杂质按照其杂质形态,可分为悬浮物、胶体物质和溶解物。
悬浮物质:包括草本、垃圾等大块物质和颗粒粒径大于100μm以上的泥沙。
在水中粒径大于100μm以上的悬浮杂质可以依靠重力进行除去。
溶解物质:由于水的溶解能力很强,某些矿物质溶解于其中,并且在水中离解成离子状态,其粒
径小于1μm以下;
胶体物质:多为黏土微粒、高分子物质、微生物、细菌等(粒径一般在1μm-100μm之间,光线照射上去被散射而呈现浑浊现象。
)高分子物质一般来源于动
植物的蛋白类化合物,或已分解的蛋白类,如腐殖酸、腐殖质等。
黏土胶体是造
成水浑浊的主要原因,而腐殖质是水体带色的主要原因。
对于胶体杂质由于布朗
运动、水化作用和胶体颗粒带电,使胶体颗粒颗粒分散状态保持不变。
根据双电
层理论中胶体的胶核和吸附层组成胶粒带负电,胶粒和扩散层组成的胶团呈电中性,水中的微小颗粒一般均带负电荷;它们之间既相互排斥又在水中不断做布朗
运动,故极为稳定而不易下沉。
为改变这种情况,在水中投加混凝剂,混凝剂溶
解后,提供大量正离子。
正离子扩散,大量正离子涌入带负电的胶体扩散层乃至
吸附层,使胶粒之间的静电斥力消失,同时在范德华力、化学吸附等原因的共同
作用下,使胶体颗粒失去稳定性,在搅拌水体的有利条件共同作用下,不断碰撞
吸附,生成较大的絮粒;这种网状一样的絮粒具有很强的吸附能力,不仅能吸附
碰撞悬浮颗粒,还能吸附有机物、细菌甚至溶解杂质;并用它的链状结构把杂质
链接起来形成整体,称为绒体;绒体在形成和下降过程中逐渐增大,在一定的水
利条件下即能从水中分离、沉降下来,使水由浑变清。
膜处理流程
膜处理流程的主要功能:除去海水中预处理子系统无法除去的小粒径胶体及
盐分,从而为除盐水系统提供合格的淡化水,膜处理是海水淡化系统的核心部分。
预处理系统产生的原水,经过清水泵升压后,经过超滤装置、反渗透装置、
阴阳离子交换器等,转变成除盐水。
超滤装置主要有平板式、管式、螺旋卷式、浸没式等,下面主要介绍管式超
滤装置;超滤膜组件由PVC外管、中心出水管及中空纤维膜丝组成;中空纤维膜
丝由2-3㎝的环氧树脂密封在PVC外筒中,原水从毛细管的内部进入,过滤时,
比膜孔径大的颗粒被截留在膜的表面,并存留在毛细管间;而滤液以及包含在滤
液中的离子和小于膜孔径的颗粒物通过膜表面,并被收集到集水管中,此为过滤
过程,驱动力为进水和出水之间的压力差,采用内压式全量过滤,即进水全部通
过膜成为产品水,没有浓水排放。
超滤装置运行一段时间后,由于膜元件逐渐被
水中颗粒、胶体堵塞,引起水流阻力上升,产水量下降;另外,超滤膜截留的生
物能力较强,经过杀菌过程后侥幸逃生的微生物会在超滤膜表面聚集,并进行生
长繁殖,导致超滤膜的污染失效,根据超滤膜压差必须进行反洗、化学加强反洗、化学清洗。
反渗透装置是用一张只透水而不能透过盐的半透膜将淡水和盐隔开,淡水会
自然地透过半透膜至盐水一侧,这种现象称为渗透;当渗透到盐水一侧的液面达
到某一高度时,渗透的自然趋势被这一压力所抵消从而达到平衡,这一平衡压力
称为该体系的渗透压;如果在盐水一侧加一个大于渗透压的压力,盐水中的水会
通过半透膜到淡水侧,此现象为反渗透。
反渗透膜组件利用反渗透原理,去除水中的各种盐分。
在反渗透膜的原水侧
加压,使原水中的一部分纯水沿与膜垂直方向透过膜,水中的盐类和胶体物质在
膜的表面浓缩,剩余部分原水与膜平行的方向将浓缩的物质带走。
透过膜的水中
仅残留少量盐分,收集利用透过水。
膜元件的通流量越大,回收率越高则其表面
浓缩的程度越高,由于浓缩作用,膜表面的物质浓度与主体水流中的物质浓度不同,产生浓度极化现象,浓度极化现象会消耗更多的能量。
离子树脂交换器依据的工作原理为双电层理论,即离子交换树脂上的可交换
离子,是由许多活性集团在水中发生电离作用而形成的,当离子交换树脂遇到水时,离子交换树脂上的可交换离子在水分子的作用下,有向水中扩散的倾向,从
而使树脂活性集团上留有与可交换离子相反的电荷,形成正的或负的电场,由于
异性电荷的吸引力而抑制了可交换离子的进一步扩散;其结果即为在浓度差扩散
和静电引力两种相反力的作用下,形成双电层式的结构。
主要分为阳离子树脂交
换器、阴离子树脂交换器、混合离子树脂交换器;经反渗透处理后的产水进过阳
离子树脂交换器,水中的阳离子被树脂活性集团中的氢离子所置换,从而达到除
去水中阳离子的目的;阴离子树脂交换器,使水中得阴离子被树脂的活性集团中
的氢氧根离子所置换,从而达到除去水中阴离子的目的。
混合树脂离子交换器,
可以看成是由许多阴阳树脂交错排列而成的多级符合床,基本消除反离子的影响,
交换彻底,出水水质稳定、纯度高。
污泥浓缩流程
海水淡化污泥浓缩子处理子系统组要功能:接纳污泥沉淀池排泥,将污泥进一步浓缩并脱水成形,为外运创造有利条件,并回收浓缩池出水,起到节水增效作用。
结语
本文通过介绍海水淡化的工艺流程,预处理流程、膜处理流程、污泥浓缩处理流程,将每个流程中的工作原理详细分析,并提出解决问题的处理措施。
海水淡化应用技术工艺种类较多,每项技术的应用标准和要求各不相同,应结合具体问题具体分析。
参考文献:
[1] Shannon M A,Bohn P W,et al. Science and technology for water purification in the coming decades[J]. Nature,2008,452(7185):301.
[2] 田里、王永庆,核能与常规能源海水淡化的经济性竞争性的比较,清华大学学报(自然科学版)2001,41(10)36~39。