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海島海水淡化解決方案

　　對(duì)于一些遠(yuǎn)離大陸的小型海島，在缺乏水資源的同時(shí)，也缺乏常規(guī)的電力資源，而電力是海水淡化裝置的重要能源，因此，國(guó)內(nèi)外研究者們做了很多的嘗試與實(shí)驗(yàn)，將風(fēng)能、太陽(yáng)能、波浪能等可再生能源與海水淡化工藝相結(jié)合，來(lái)解決海島的水資源短缺的問(wèn)題。

　　統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)共有1萬(wàn)多個(gè)海島。其中，有常住居民的島嶼近500個(gè)，除208個(gè)海島靠大陸管線引水、船送飲水和海水淡化外，剩余的270多個(gè)有居民海島普遍缺水或嚴(yán)重缺水，無(wú)居民海島更是缺水或無(wú)水。

　　令人欣慰的是，近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)海洋事業(yè)的關(guān)注程度不斷升高，海水淡化與海島供水安全這一課題，逐步走向戰(zhàn)略層面，被廣泛列入各級(jí)各類規(guī)劃當(dāng)中。

　　混凝過(guò)濾

　　混凝過(guò)濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質(zhì)，降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用污染指數(shù)(FI)來(lái)計(jì)量，要求進(jìn)入反滲透設(shè)備的給水的FI值<4。由于海水比重較大，pH值較高，且水溫季節(jié)性變化大，系統(tǒng)選用FeCl3作為混凝劑，其具有不受溫度影響，礬花大而結(jié)實(shí)，沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。

　　本工程項(xiàng)目采用表面接觸混凝過(guò)濾技術(shù)，由雙層濾料過(guò)濾和活性炭過(guò)濾組成，分別設(shè)置了2臺(tái)雙層機(jī)械過(guò)濾器和2臺(tái)活性炭過(guò)濾器，濾器直徑為()m，濾速在7～8m/s之間。濾器采用鋼襯膠，外涂船用漆，內(nèi)設(shè)ABS水帽布水和316L不銹鋼管排布?xì)?。為了降低海水預(yù)處理系統(tǒng)和瞬間負(fù)荷，提高水回收率，設(shè)置了反滲透濃縮水作為過(guò)濾器反沖洗水的氣液反洗系統(tǒng)。

　　化學(xué)調(diào)節(jié)處理

　　為防止海水淡化過(guò)程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無(wú)機(jī)鹽類，如CaCO3、CaSO4，在反滲透膜表面和系統(tǒng)管道件上結(jié)垢沉淀，海水在進(jìn)入反滲透脫鹽系統(tǒng)前要添加防垢劑。

　　投加H2SO4調(diào)節(jié)海水pH值，分解海水中的HCO-3，以防止CaCO3沉淀，是海水淡化中最常用和最經(jīng)濟(jì)的方法。投加(NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法，但(NaPO3)6在阻垢的同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品磷酸鹽會(huì)助長(zhǎng)微生物、細(xì)菌和藻類的生長(zhǎng)，使用有一定的局限性。而從西方國(guó)家進(jìn)口的專用高分子聚合物阻垢劑價(jià)格較高，會(huì)直接影響海水淡化工程的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。本工程最終選用H2SO4作為阻垢劑，控制反滲透系統(tǒng)給水的pH值在6.8～7.0之間，同時(shí)控制海水淡化系統(tǒng)水回收率，以防止CaSO4沉淀析出。

　　考慮到在反滲透海水淡化系統(tǒng)中采用以芳香聚酰胺為膜材料的復(fù)合膜元件，其耐氧化性差，要求進(jìn)水中余氯含量在0.1mg/L以下還原劑脫，因此海水在進(jìn)入膜系統(tǒng)前投加NaHSO3，控制海水進(jìn)反滲透裝置前的氧化還原電位(ORP)，使進(jìn)反滲透裝置前的海水氧化還原電位(ORP)在280～320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。

　　去除海水中的有機(jī)物和異臭異味

　　環(huán)島海域的海水受周邊環(huán)境影響較大，海水化學(xué)耗氧量(COD)在1.7～2.5mg/L，尤其在夏、秋季節(jié)有時(shí)海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進(jìn)行氧化外，增設(shè)活性炭過(guò)濾器，選用具有較高機(jī)械強(qiáng)度的果型顆?；钚蕴磕苡行У匚接袡C(jī)物和異臭異味，提高反滲透產(chǎn)水水質(zhì)，同時(shí)能減輕對(duì)反滲透膜面污染，延長(zhǎng)膜使用壽命。

　　保安過(guò)濾

　　保安過(guò)濾采用316L濾器，5μm濾芯，過(guò)濾進(jìn)高壓泵前的海水，阻擋海水中直徑大于5μm顆粒雜質(zhì)，確保高壓泵，能量回收裝置和反滲透膜元件安全，長(zhǎng)期運(yùn)行。

　　高壓泵和能量回收裝置

　　高壓泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化提供能量轉(zhuǎn)換和節(jié)能的重要設(shè)備，按反滲透海水淡化所需的流量和壓力選型，我們選用美國(guó)泵工業(yè)公司專為海水淡化工程研制的單級(jí)離心泵，具有60m3/h流量，揚(yáng)程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型，具有水力透平結(jié)構(gòu)，能利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進(jìn)水壓力提升30%，有效地降低能耗。

　　反滲透膜元件與裝置

　　反滲透膜元件是反滲透海水淡化的核心部件，選用美國(guó)陶化學(xué)公司Filmtec卷式膜元件，該元件具有大于99%高脫鹽率，較好的耐壓性和抗氧化耐污染性能。配置低壓自動(dòng)沖洗排放和淡化水低壓自動(dòng)沖洗置換，不合格產(chǎn)水自動(dòng)切換排放裝置。在該系統(tǒng)中還設(shè)置高、低壓保護(hù)和高壓泵，清洗泵的聯(lián)鎖。