海水淡化反渗透系统工艺流程图

1 前言1.1 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时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。

在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。

因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。

1.2 水源及水质特点某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。

海水水质分析报告如下：1.3 海水淡化规模根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。

本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。

本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。

2 海水淡化技术概述海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。

蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。

2.1 蒸馏法淡化技术2.1.1 多级闪蒸(MSF)MSF是蒸馏法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。

大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。

MSF的典型流程示意图见图2-1。

图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。

反渗透海水淡化工艺流程英文回答：Reverse osmosis (RO) is a widely used technology for seawater desalination. It involves the process of forcing seawater through a semi-permeable membrane to separate the salt and impurities from the water. The RO processtypically consists of several steps:1. Pretreatment: Before the seawater enters the RO system, it undergoes pretreatment to remove larger particles, suspended solids, and organic matter. This is done through processes such as filtration, sedimentation, and coagulation.2. High-pressure Pump: The pretreated seawater is then pumped at high pressure into the RO system. The pressure is applied to overcome the osmotic pressure and force the water through the membrane.3. Membrane Separation: The seawater is passed througha series of membranes with varying pore sizes. The membranes allow water molecules to pass through while rejecting salt and other impurities. The rejected salt and impurities are discharged as brine.4. Brine Disposal: The concentrated brine, which contains the rejected salt and impurities, is discharged into the sea or other suitable disposal methods. It is important to properly manage the brine disposal to minimize environmental impacts.5. Product Water Treatment: The purified water, known as permeate, is collected and further treated to meet the required quality standards. This may involve additional filtration, disinfection, and remineralization processes.6. Product Water Storage: The treated water is storedin tanks or reservoirs before distribution to consumers. It is important to ensure proper storage and disinfection to maintain water quality.Overall, the reverse osmosis process is an effectiveand efficient method for desalinating seawater. It allowsfor the production of high-quality drinking water from a plentiful but otherwise unusable resource. The technology has been widely adopted in coastal regions and arid areas where freshwater scarcity is a major concern.中文回答：反渗透（RO）是一种广泛应用于海水淡化的技术。

反渗透膜法海水淡化工艺的设计一、引言二、反渗透膜法海水淡化的原理反渗透膜法海水淡化的基本原理是利用半透膜的选择性透过特性，只允许水分子通过，而阻止盐离子和其他杂质通过。

当海水在高压作用下通过反渗透膜时，水分子会透过膜进入淡水侧，而盐离子和其他杂质则被截留在海水侧，从而实现海水的淡化。

三、工艺流程设计（一）预处理系统海水在进入反渗透膜之前，需要进行预处理，以去除海水中的悬浮物、胶体、有机物、微生物等杂质，防止它们对反渗透膜造成污染和损坏。

预处理系统通常包括以下几个步骤：1、混凝沉淀：向海水中投加混凝剂，使海水中的悬浮物和胶体形成絮体，然后通过沉淀去除。

2、过滤：经过混凝沉淀后的海水，再通过砂滤、活性炭过滤等方式，进一步去除细小的悬浮物和有机物。

3、杀菌消毒：为了防止微生物在反渗透膜表面滋生和繁殖，需要对海水进行杀菌消毒处理，常用的方法有紫外线消毒、加氯消毒等。

（二）高压泵系统经过预处理的海水，需要通过高压泵加压，使其达到反渗透膜所需的操作压力。

高压泵的选型和设计需要考虑海水的流量、压力、温度等因素，以确保其能够稳定运行，并提供足够的压力。

（三）反渗透膜组件反渗透膜组件是海水淡化的核心部件，其性能直接影响到海水淡化的效果和成本。

目前常用的反渗透膜有醋酸纤维素膜和聚酰胺膜等。

在设计反渗透膜组件时，需要考虑膜的类型、数量、排列方式等因素，以达到最佳的淡化效果和经济性。

（四）后处理系统经过反渗透膜处理后的淡水，还需要进行后处理，以满足不同的用水需求。

后处理系统通常包括pH 调节、矿化、消毒等步骤。

四、主要设备选型（一）反渗透膜选择合适的反渗透膜是海水淡化工艺设计的关键。

需要考虑膜的脱盐率、水通量、耐污染性、使用寿命等因素。

同时，还需要根据海水的水质特点和处理规模，选择合适的膜品牌和型号。

（二）高压泵高压泵是提供反渗透膜操作压力的关键设备，需要选择具有高扬程、高效率、可靠性好的泵型。

常见的高压泵有离心泵、柱塞泵等。

综述反渗透法淡化海水和苦咸水水对于人类的发展和生存具有重要意义，缺水问题在许多国家都十分严峻。

海洋水占全球水总储量的96.5％，但海水不能直接应用，必须将其淡化。

海水淡化至少有两方面的直接应用意义：一方面可以解决某些国家和地区，特别是中东、中非地区的缺水问题；另一方面可以大大增加远洋舰船的续航能力。

因此，海水淡化技术长期以来一直受到各国的重视。

苦咸水是内陆地区的一种水资源，其中的盐是由岩盐溶解而来，多为氯化钾，其含盐量比海水低，在1.5～5g/L，不能直接饮用。

对内陆国家和地区而言，若能将苦咸水淡化，可在很大程度上解决缺水问题。

实际上苦咸水的淡化是反渗透技术最早的成功应用之一。

目前，苦咸水和海水淡化的方法中用的最多的是蒸发法。

多用发电厂的低压蒸汽作为热源，压强为0.2～0.3MPa，进行多效蒸发，其冷凝水即为淡水，这一工艺的主要缺点是耗能高。

反渗透法被认为是可能取代蒸发法的淡化工艺，与蒸发法相比，该技术的特点是整个过程无水相变化，故无需热源，耗电量少，因此它是一种低能耗海水淡化方法。

1反渗透原理反渗透是一种膜分离技术，其工作原理如图1所示。

图1 反渗透工作原理在没有外力的情况下，半透膜纯水侧的水分子会透过膜进入到咸水侧，当咸水一侧施加大于该溶液渗透压的压力P时，在高于渗透压压力P的作用下，咸水中纯水的化学位升高并超过纯水的化学位，水分子就可以从纯水一侧反向的通过膜透过到纯水一侧，海水淡化就是基于此原理。

苦咸水因含盐量少用海水，其渗透压为0.1～0.3MPa，反渗透所用的压差为2～3MPa，常称为低压反渗透。

海水的渗透压约为2.5MPa，反渗透所用的压差在5MPa，称为高压反渗透。

反渗透海水淡化系统如图2所示，由四个主要部分构成：(1)预处理；(2)高压泵；(3)膜组件；(4)后处理。

其中，预处理是对进料海水进行处理，通常包括氯化杀菌、预过滤、调节pH等操作，目的都是为了保护膜。

高压泵用于对进料海水加压，使之达到适合于所用膜和进料海水所需要的压力。

反渗透海水淡化工程中高压泵的选型方法全球现今有13869座海水淡化厂在工作，它们总共的产能是6360万立方米每日(16800MGD) 可饮用水，英中已经运行的产能为5300万立方米每日——只相当于0.概的全球用水量。

大约一半的海水淡化厂在中东，约20%在美国，13%在欧洲，12%在亚洲。

中国被联合国认龙为世界上13个最贫水的国家之一。

我国淡水资源总量名列世界第六，但人均占有量仅为世界平均值的1/4,位居世界第109位，而且水资源在时间和地区分布上很不均衡，有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线，那里的人均水资源拥有疑不足500立方米。

目前我国有300个城市缺水，英中110个城市严重缺水，他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区，水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。

2010年后，我国将进入严重缺水期。

有专家估计，2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。

因此，为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的解决已迫在眉睫。

有关专家分析提出，淡化海水是解决我国沿海地区淡水严重短缺的有效途径之一，海水淡化已经成为我国新兴的朝阳产业。

在海水淡化技术已成熟的今天，经济性是决定其广泛应用的重要因素。

目前，在已经开发的20几种淡化技术中，反渗透法(SWRO).多级闪蒸(MSF) 和低温多效(MED-TVC)达到了工业规模的生产应用。

苴中反渗透技术是一项效率髙、易于大规模使用的技术，其最大的优点就是节能，如表1所示，生产同等数量的淡水，反渗透的能源消耗是最低的。

反渗透法海水淡化技术应用中，高压泵是其中一个关键设备。

在反渗透膜选左的情况下, 反渗透海水淡化系统的能耗指标主要取决于高压泵，增压泵和能量回收装置的能耗指标。

在反渗透海水淡化装置中，电费占造水成本的1/2〜2/3,设备投资占造水成本的1/4左右，高压泵是主要耗能设备，其电耗约占系统运行费用的35%,是影响产品水成本的主要因素之一。

结合反渗透海水淡化工程，针对工程中所用的高压泵的选型分析，选择合适的泵型，对于降低系统的运行费用有非常重要的意义。

海水淡化工程技术方案海水淡化是目前解决水资源短缺的有效途径之一，海水淡化是把海水中的盐分脱离，使咸水变成淡水的过程。

常用的海水淡水方法可以细分为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法，还包括电渗析法和离子交换法。

目前最常用的方法为反渗透法和蒸馏法。

一、海水淡化技术简介1、反渗透海水淡化技术对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶液的薄膜称之为理想的半透膜。

当半透膜把不同浓度的溶液隔开后，在自然情况下，水流是从低浓度盐水侧往高浓度盐水侧流动;当在高浓度盐水侧加上一个适当的压力后，也会将水从高浓度侧压到低浓度侧，见图 1。

反渗透海水淡化就是利用该原理，用高压泵将海水增压后，借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子得到淡水。

由于反渗透膜的截留粒度小于10×10-10 m，所以反渗透海水淡化同时能滤除各种细菌、病毒，获得高质量的纯水。

图 1. 反渗透海水淡化技术原理一般说来，反渗透海水淡化工艺包括四部分：预处理、反渗透、后处理及清洗系统，图 2是一种反渗透海水淡化系统的典型工艺流程。

图 2. 反渗透系统典型工艺流程图预处理系统的目的是为了充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性，保障良好的设计性能和长时间的安全运行，特别是为了保证膜的使用寿命(一般情况下，自来水和苦咸水反渗透膜的使用寿命为 5年，而海水膜的使用寿命为 3年)而设置。

由于供给的源水不同，其水质组成与杂质成分千差万别，预处理系统也有很大的区别，在决定预处理系统时需要丰富的基础理论知识和工程实际经验。

反渗透装置的主体由反渗透膜堆和高压泵两部分组成，反渗透组件是整个系统的心脏部分，而高压泵是系统的关键部件。

高压泵把进水升压至不同的压力进入膜堆，透过膜的水作为产品水，而未透过膜的作为浓盐水排放。

其设计的核心在于根据不同的原水水质安排不同的回收率，以及通过流程及设备的选用使系统尽可能的节能。

一般情况下自来水及苦咸水回收率可以做到45%~75%，有些系统的回收率甚至做到 90%以上，而对于海水反渗透系统，大中型装置可以做到 30%~50%。

海水淡化处理系统工艺流程大连科技信息网工艺流程总述海水淡化的基本工艺流程为：海水由设在海边的深水井经深水泵将海水送入淡化厂房，经过化学加药系统投加杀菌剂和絮凝剂后进入石英砂和活性炭过滤系统过滤。

滤后水经过水质还原、 PH调整以及阻垢剂添加后进入5um的保安过滤系统，过滤后的低压海水一路进入高压泵加压，另一路进入压力交换式能量回收装置，升压后的海水经过增压泵加压后与高压泵出水混合进入反渗透膜堆系统。

高压海水在膜堆的处理下一部分透过膜形成淡水，经过水质调整后进入淡水水箱储存。

其余的高压浓缩水进入压力交换能量回收装置回收能量后排放。

海水淡化装置的组成取水系统、预处理系统、海水淡化脱盐系统、能量回收系统、化学清洗系统、化学加药系统以及装置供配电及自控系统。

海水淡化化学加药系统系统的在线传感器：温度，PH，余氯，氧化还原电位，电导率等的在线检测，并实时将信号传递给Array二次仪表显示，并根据相应的控制设定点运算出控制信号，通过PLC控制对应的执行机构。

主要包括：预处理过滤罐前杀菌加药系统；预处理过滤罐前絮凝剂加药系统；保安过滤器前盐酸加药系统；保安过滤器前亚硫酸氢钠加药系统；保安过滤器前阻垢剂加药系统；淡水碳酸氢钠加药系统；次氯酸钠加药系统反渗透淡水冲洗系统和化学清洗系统膜堆出淡水时先将清洗水箱加到预定水位。

在膜系统的工作过程中，高浓度的难溶盐会在膜表面形成一浓度层，在正常工作条件下，由于浓缩盐水的不断冲刷，同时阻垢剂延缓难溶盐的结晶，在形成沉淀之前以及流出膜表面排走。

当系统停机超过2小时时，为了防止在膜表面形成沉淀，应及时用产品淡水水自动冲洗、排挤膜内和不锈钢管道中的浓盐水，使膜和管道完全浸泡在淡水中。

可防止膜的自然渗透造成的膜损坏，冲洗还可以带走部分污垢，形成对膜和装置的有效保养。

当系统运行的性能明显下降，通过冲洗已经不能够恢复或接近原来的性能，必须进行化学清洗，按照合适的化学药剂配方和相应的运行程序进行。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第11期·3658·化 工 进 展反渗透海水淡化预处理工艺孙永超，解利昕，高婷婷，周晓凯（天津大学化工学院，天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室，天津300072）摘要：对不同海水预处理工艺进行了研究，对比分析了不同工艺产水浊度、化学需氧量（COD Mn ）、污染密度指数（SDI 15）等参数及不同预处理工艺对超滤膜膜比通量的影响。

混凝-沉淀或气浮处理能够有效降低海水浊度，配合砂滤或纤维过滤，浊度可以降低到0.3NTU 左右。

当超滤处理海水时，无论采用何种预处理方法，其产水浊度和SDI 15都可以满足反渗透进水要求。

直接超滤时，COD Mn 去除效果较差，超滤结合混凝-沉淀或气浮处理时，COD Mn 去除率有了较大的提高。

预处理方法对超滤膜膜比通量影响较大，直接采用超滤进行处理时，超滤膜膜比通量衰减较快，经混凝-沉淀或气浮处理后，膜比通量衰减有所减缓，进一步经砂滤或纤维过滤后，膜比通量的衰减得到了较好的控制。

采用混凝-沉淀/纤维过滤预处理工艺时超滤膜膜比通量衰减最低。

关键词：反渗透预处理；混凝-沉淀；气浮；砂滤；纤维过滤；超滤中图分类号：P747+.5 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）11–3658–05 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.041A study on different pretreatments process in sea water reverse osmosis（SWRO ） desalinationSUN Yongchao ，XIE Lixin ，GAO Tingting ，ZHOU Xiaokai（Tianjin Key Laboratory of Membrane Science and Desalination Technology ，School of Chemical Engineering andTechnology ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ）Abstract ：Different seawater pretreatment processes were studied in terms of comparative analysis ofturbidity ，chemical oxygen demand （COD Mn ），pollution density index （SDI 15），etc and the effects on ultrafiltration membrane flux of different pretreatment processes. Coagulation-sedimentation or air flotation process can reduce seawater turbidity effectively. With sand filtration or fibre filtration ，turbidity can be reduced to around 0.3NTU. When seawater was treated by the ultrafiltration ，regardless of the method ，the turbidity of the water and SDI 15 can meet the requirement of reverse osmosis. When ultrafiltration is adopted directly ，the removal effect of COD Mn was very bad. When ultrafiltration combines with coagulation-sedimentation or air flotation ，the removal rate of COD Mn was enhanced. Pretreament methods have a great influence on ultrafiltration membrane flux. Ultrafiltration membrane flux declined rapidly by ultrafiltration directly. Membrane flux attenuation slows by coagulation-sedimentation or air flotation. Membrane flux attenuation was well controlled after sand filtration or fibre filtration. Membrane flux attenuation is lowest by using coagulation-sedimentation/ fibre filtration.Key words ：reverse osmosis pretreatment ；coagulation-sedimentation ；air flotation ；sand filtration ；fibre filtration ；ultrafiltration联系人：解利昕，研究员，主要从事化学工程及海水淡化相关领域研究。