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海水淡化(风光互补)系统技术

一、概述

由于经济发展、人口增长、环境污染等因素,地球淡水资源日益枯竭获取饮用水源的途径日益减少。我国是一个贫水国家,水资源人均年拥有量是世界平均水平的1/4,全国有300多个城市缺水,其中110多个严重缺水,沿海地区几乎所有城市都面临淡水资源短缺问题。淡水资源短缺已成为阻碍经济发展的重要因素。而海洋这个蕴藏着无穷能量的宝库中,水水资源是最直接、最丰富的。水是生命之源,没有淡水人类将无法生存。因此,利用先进的海水淡化技术及装备向大海要淡水,实现海水淡化在许多情况下已成为解决淡水资源紧缺的最佳办法。对于海岛来说,居民日常生活所需淡水是依靠淡水舱携带送,这就大大限制了淡水的用量,每位居民日常生活所需淡水是限量供应,给海岛居民生活带来很多不方便,并且直接限制了海岛居民的生活能力及地方经济的发展,也即限制了海岛居民的正常生活。因此在岛上上利用海水淡化技术及装备直接将海水制成直接饮用的淡水有着非常重要、非常特殊的意义。

风能和太阳能作为一种蕴藏丰富的自然资源,具有无污染、可再生、成本低的特点,得到较广泛的使用和发展,我国沿海和海岛地区有丰富的风能、太阳能资源和海水资源,就地利用风能和太阳能进行海水脱盐生产淡水已成为解决这些地区对水资源紧张的新的方法,具有十分广泛的发展前景。因此,公司经过多年的研发,开发了一种以风能和太阳能互补发电与反渗透海水淡化相接合的,结构简单、制造运行成本低的海水淡化装置,可使反渗透海水淡化装置应用在舰上,船船上,岛上,家里。

二、海水淡化技术介绍

1、风光互补技术

本技术利用一种风光互补发电驱动反渗透海水淡化装置,风光互补发电系统与反渗透海水淡化装置相连,并向反渗透海水淡化装置提供电力。

风光互补技术已发展成为一种新能源技术。风光互补发电系统包括太阳能光伏电池组、风力发电机、风光互补控制器、泄荷模块、蓄电池、逆变器、交流负载、直流负载装置等组成。太阳能电池和风力发电机产生的电能通过风光互补控制器对蓄电池充电可根据蓄电池电压变化对蓄电池充电、放电。蓄电池起着储存电能的作用。将这些电能用于海水淡化装置上,解决了装置的用电问题。

2、反渗透海水淡化技术

反渗透海水淡化技术是向海洋要淡水的高新技术,在世界范围内已得到较广泛的使用和迅速的发展。海水淡化即利用海水脱盐工艺生产淡水,通过海水淡化处理可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。反渗透法是目前海水淡化主要处理技术之一,反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜将海水与淡水分隔开,在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,因受半透膜的阻力,海水一侧的液面 逐渐升高,直至升到一定的高度才停止,这个过程为渗透。

海水淡化的直接目的是将海水转化为可以饮用的淡水。海水经预处理达到海水反渗透膜的进水要求,通过加压后进入反渗透膜,透过水既为淡水。再配以相应的维护清洗、控制装置,形成完整的造水系统。我们根据海岛用水现状,结合舰船装备的反渗透海水装置现状,吸取国外同类产品的先进经验进行设计,摒弃原有设备的不合理及不适用之处,以达到工艺更合理,操作方便直观,装置可靠性、安全性能进一步提高、装置更具备先进性操作简单化的要求,全面满足海岛居民生活用水要求。

工艺流程:

 

 

1)反渗透的预处理系统

预处理部分的目的是将海水处理成为达到反渗透膜进水要求的水。预处理工艺的设计是基于RO膜的进水水质条件,采用了“多介质过滤器+超滤+特种过滤”结合的多级过滤型式,能确保在较浑浊、有轻度污染水源条件下:使反渗透膜进水浊度达到 < 1 NTU、污染指数FI<5以下。

多级过滤的设置提高了预处理过滤效果,保证RO膜的进水水质。也保证装置始终在安全、合理的条件下运行,保证反渗透膜工作性能,提高了装置运行可靠性。加强对预处理能力设计,使得装置对原水的适应性大大提高,原水浑浊度可以提高到10NTU,短期运行可以达到50 NTU,达到了国际先进水平。

2)反渗透系统

反渗透部分由高压泵、反渗透膜、反渗透膜容器、清洗系统等组成。用反渗透原理制造淡水需在高压下进行,工作压力一般在4.0—6.5Mpa范围内,预处理的海水经高压泵增压后进入反渗透膜,透过反渗透膜的即为淡水,浓缩后的海水排入大海。淡水经盐量计检测如达到标准,即可向系统外供应淡水,如达不到标准,系统立即报警,同时启动边路排放管路进行排放。

系统设计了循环清洗配置。在化学清洗箱内配制一定浓度的化学药品,切换相应的阀门,启动高压泵,即可对反渗透膜进行循环化学清洗。

 

   

 

3)电气控制系统

  反渗透海水淡化控制系统通常采用可编程控制器PLC组成一个分散采样控制,集中监视操作的控制系统。按工艺参数设置高低压保护开关,自动切换装置,电导、流量和压力出现异常时,能实现自动切换、自动联锁报警、停机,以保护高压泵和反渗透膜元件。变频控制高压泵的起动和关停,实现高压泵的软操 作,节省能耗,防止由于水锤或反压造成高压泵和膜元件损坏。程序设计在反渗透装置开机和停机前后,能实现低压自动冲洗,特别在停运时,浓缩海水的亚稳定状态会转化出现沉淀,污染膜面,低压淡化水自动冲洗能置换出浓缩海水,保护膜面不受污染,延长膜的使用寿命。对系统的温度、流量、水质、产水等相关参数能实 现显示、储存、统计、制表和打印。监视操作中的动态工艺流程画面清晰直观,系统控制简化人工操作,确保系统能自动、安全、可靠地运行。 

三,应用范围

海水淡化

船用海水淡化

海岛生活、生产用海水淡化

舰艇用海水淡化

高盐水处理

 
 
 
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