反渗透海水淡化工程课件.pptx
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1、目 录第一节、引言第一节、引言第二节、海水的物理化学性质第二节、海水的物理化学性质第三节、反渗透海水淡化工艺流程第三节、反渗透海水淡化工艺流程第四节、海水取水第四节、海水取水第五节、海水预处理及化学调节第五节、海水预处理及化学调节第六节、反渗透高压给水系统第六节、反渗透高压给水系统第七节、反渗透海水淡化系统第七节、反渗透海水淡化系统第八节、产品水后处理第八节、产品水后处理第九节、系统控制第九节、系统控制第十节、海水淡化系统选材第十节、海水淡化系统选材第一节、引言一、一、 国外海水淡化现状国外海水淡化现状二、二、 国内海水淡化现状国内海水淡化现状三、三、 我国反渗透海水淡化应用情况我国反渗透海水
2、淡化应用情况四、四、 水资源开发与利用的一个重要举措水资源开发与利用的一个重要举措 一、国外海水淡化现状截至截至20012001年年1212月月3131日,世界上百吨级以上日,世界上百吨级以上脱盐装置为脱盐装置为1523315233套,总产水量为套,总产水量为32403240万万吨吨/ /日。日。 反渗透技术在海水淡化占有份额上一直呈反渗透技术在海水淡化占有份额上一直呈上升趋势,上升趋势,19931993年为年为32.7%32.7%,19951995年为年为35.9%35.9%,19971997年为年为39.5%39.5%,19991999年为年为41.1%41.1%,现在为现在为43.5%4
3、3.5%。l以色列阿什凯隆正在建设日产淡水以色列阿什凯隆正在建设日产淡水3333万万吨的反渗透海水淡化厂。最大的反渗透吨的反渗透海水淡化厂。最大的反渗透苦咸水淡化厂在美国,日产淡水苦咸水淡化厂在美国,日产淡水2727万吨万吨二、国内海水淡化现状l1967-19691967-1969年全国海水淡化会战,同时开展电渗析、年全国海水淡化会战,同时开展电渗析、反渗透、蒸馏多种海水淡化方法的研究反渗透、蒸馏多种海水淡化方法的研究l19811981年建成西沙日产年建成西沙日产200200吨电渗析海水淡化工程吨电渗析海水淡化工程l19971997年建成嵊山日产年建成嵊山日产500500吨反渗透海水淡化示范工
4、吨反渗透海水淡化示范工程程l20002000年底建成嵊泗和长岛日产年底建成嵊泗和长岛日产10001000吨级反渗透海水吨级反渗透海水淡化示范工程淡化示范工程l20032003年建成荣成日产年建成荣成日产50005000吨级反渗透海水淡化示范吨级反渗透海水淡化示范工程工程l在示范工程的引导下,至在示范工程的引导下,至20042004年年3 3月国内建成反渗月国内建成反渗透海水淡化工程透海水淡化工程1010余个,合计日产水超两万吨余个,合计日产水超两万吨四、水资源现状 我国是世界上我国是世界上2121个最缺水的国家之一,人均占有淡个最缺水的国家之一,人均占有淡水量相当于世界人均占有量的四分之一,淡
5、水资水量相当于世界人均占有量的四分之一,淡水资源紧缺状况日益严重。全国源紧缺状况日益严重。全国300300多个城市,多个城市,108108个个城市严重缺水,城市严重缺水,4040个城市进入世界严重缺水之列个城市进入世界严重缺水之列 我国沿海经济发达、人口密集,以全国我国沿海经济发达、人口密集,以全国13%13%的土地,的土地,养活全国养活全国40%40%的人口,创的人口,创60%60%的国民生产总值。但的国民生产总值。但淡水资源极其贫乏,大部分城市人均水资源占有淡水资源极其贫乏,大部分城市人均水资源占有量在量在500500方以下,大连、青岛、天津、烟台、舟山方以下,大连、青岛、天津、烟台、舟山
6、等沿海城市在等沿海城市在200200方左右方左右海水淡化势在必行 据中国工程院据中国工程院20002000年年7 7月提出的月提出的“2121世纪中世纪中国可持续发展水资源战略研究报告国可持续发展水资源战略研究报告”预测:预测:到到20102010年,我国需水量年,我国需水量73007300亿立方米,可亿立方米,可供水量为供水量为6200620063006300亿立方米,缺水量亿立方米,缺水量10001000亿立方米。亿立方米。 解决人类用水紧缺问题,关键是增加淡水解决人类用水紧缺问题,关键是增加淡水资源的总量。海水淡化是我国水资源开发资源的总量。海水淡化是我国水资源开发和利用的一个重要举措,
7、势在必行。和利用的一个重要举措,势在必行。 第二节、海水的物理化学性质一、典型海水组成一、典型海水组成二、海水中物质分类二、海水中物质分类一、典型海水组成 海水的总溶解固体从沿岸海水的海水的总溶解固体从沿岸海水的30000mg/l到海盆区如到海盆区如红海等的红海等的45000mg/l。大洋海水平均为。大洋海水平均为35000mg/l。其组成。其组成如下:如下:阳离子浓度(mg/l) 阴离子浓度(mg/l)Na+10760HCO3-142K+387Cl-19350Ca 2+413SO4 2-2712Mg 2+1294Br-67Sr 2+8总阳离子12862总阴离子22271二、海水中物质分类类型
8、类型颗粒大小颗粒大小组份实例组份实例溶液溶液10-6 mm离子、分子和聚合物、聚合电解质有机分子、不电离子、分子和聚合物、聚合电解质有机分子、不电离溶质和小聚集体离溶质和小聚集体胶体分散胶体分散系系10-6- 10-4 mm 多分子集合体、水解和沉淀产物、高分子化合物、多分子集合体、水解和沉淀产物、高分子化合物、生物聚合体生物聚合体细颗粒分细颗粒分散系(显散系(显微镜)微镜)10-4 5X10-2 mm泥沙、粘土,沉淀和凝集颗粒、细菌、浮游生物、泥沙、粘土,沉淀和凝集颗粒、细菌、浮游生物、其他微生物其他微生物粗颗粒分粗颗粒分散系(肉散系(肉眼见)眼见)5X10-2 mm泥沙、粘土,沉淀和凝集颗
9、粒、大浮游生物、所有泥沙、粘土,沉淀和凝集颗粒、大浮游生物、所有类型的生物体包括鱼、头足类和哺乳动物类型的生物体包括鱼、头足类和哺乳动物悬浮物悬浮物泥沙、粘土,水生物、自游生物泥沙、粘土,水生物、自游生物三、海水的特性1 1、冰点下降、冰点下降2 2、渗透压上升、渗透压上升1、冰点下降lf=Kfm lf -冰点下降量冰点下降量 lKf -冰点下降常数冰点下降常数 lm -溶质的质量摩尔浓度溶质的质量摩尔浓度 水的冰点下降常数水的冰点下降常数Kf =1.855K.kg.mol-1大洋海水的冰点l天然水的冰点下降是由水中溶解物质总天然水的冰点下降是由水中溶解物质总的特质的量引起的。的特质的量引起的
10、。l海水的主要离子组成相对稳定,通过实海水的主要离子组成相对稳定,通过实验得到在验得到在1大气压下海水的冰点大气压下海水的冰点tf盐度盐度S之间的关系如下:之间的关系如下:lTf()=-0.0137-0.05199S-7.225X10-5S2l大洋海水的盐度约为大洋海水的盐度约为35 ,将将S=35代入代入求得求得ltf=-1.922渗透压l稀溶液的渗透压与溶液中溶质质点稀溶液的渗透压与溶液中溶质质点浓度成正比。溶液渗透压也与温度浓度成正比。溶液渗透压也与温度有关,当浓度一定时与温度成正比有关,当浓度一定时与温度成正比l=cRTl:渗透压渗透压,PalC:溶质质点的浓度溶质质点的浓度,mol.
11、L-1lR:气体常数气体常数,8314.4Pa.L.K-1.mol-1lT:热力学温度热力学温度,K海水的渗透压l天然水的渗透压主要取决于其中的含盐天然水的渗透压主要取决于其中的含盐量,含盐量越大,渗透压也越大。海水量,含盐量越大,渗透压也越大。海水的渗透压与氯度的渗透压与氯度Cl及温度的经验关系及温度的经验关系式为:式为:l=101.3(1.240+0.00454t)Cl=101.3(1.240+0.00454t)Cll式中式中:-:-渗透压渗透压,kPa,kPal t- t-温度温度, , l Cl-Cl Cl-ClX10X103 3l盐度与氯度的关系有经验公式盐度与氯度的关系有经验公式l
12、S S=1.80655Cl=1.80655Cll因此对于盐度为因此对于盐度为3535的大洋海水的大洋海水lClCl=35X10-3/1.80655=19.4=35X10-3/1.80655=19.4特定温度时海水的渗透压l对于零度海水对于零度海水l=101.3X1.240X19.4=2437kPa=101.3X1.240X19.4=2437kPal对于对于2525度海水度海水l=101.3X(1.240+0.00454X25)X19.4=101.3X(1.240+0.00454X25)X19.4=2660kPa=2660kPa第三节、反渗透海水淡化工艺流程一、反渗透海水淡化系统选择一、反渗透海
13、水淡化系统选择二、典型工艺流程介绍二、典型工艺流程介绍一、反渗透海水淡化系统选择 系系 统统 组组 成成海水水源海水水源原水浊度原水浊度产水水质产水水质C + F + CF + SWRO + PT表层海水表层海水15 mg/l500 mg/lF + CF + SWRO + PT表层海水表层海水地下海水地下海水15 mg/l500 mg/lCMF/CUF + SWRO + PT表层海水表层海水地下海水地下海水15 mg/l500 mg/l C 沉淀沉淀 F 过滤过滤 CF 保安过滤保安过滤 CMF连续微滤连续微滤 CUF 连续超滤连续超滤 SWRO 反渗透海水淡化反渗透海水淡化 PT 产品水后处
14、理产品水后处理二、典型工艺流程介绍 (嵊山500吨/日反渗透海水淡化示范工程)成果来源:自有技术,浙江省重大科技项目成果来源:自有技术,浙江省重大科技项目鉴定年限:鉴定年限:19981998年鉴定年鉴定主要内容:我国第一个自行设计、建造的百吨级反主要内容:我国第一个自行设计、建造的百吨级反渗透海水淡化工程;首次采用透平式能量回渗透海水淡化工程;首次采用透平式能量回 收装置,吨水电耗收装置,吨水电耗 5.5 5.5度;淡水水质符度;淡水水质符 合国家饮用水标准,合国家饮用水标准,TDS500mg/lTDS500mg/l鉴定意见:填补国内空白,达到国际先进水平鉴定意见:填补国内空白,达到国际先进水
15、平嵊山日产500吨反渗透海水淡化装置二、典型工艺流程介绍 (1000吨/日反渗透海水淡化示范工程)l成果来源:国家科技攻关项目,自有技术成果来源:国家科技攻关项目,自有技术l鉴定年限:鉴定年限:20012001年年2 2月鉴定月鉴定l主要内容:分别在长岛和嵊泗建设了日产千主要内容:分别在长岛和嵊泗建设了日产千吨级反渗透海水淡化示范工程;首次采用压吨级反渗透海水淡化示范工程;首次采用压力交换式能量回收装置,吨水耗电力交换式能量回收装置,吨水耗电3.53.5度,度,水回收率水回收率35-40%35-40%;淡化水质符合国家饮用水;淡化水质符合国家饮用水标准,标准,TDS500mg/LTDS500m
16、g/Ll鉴定意见:系统可靠性高,应用性强,具有鉴定意见:系统可靠性高,应用性强,具有创新性,整体水平达国际同类产品先进水平创新性,整体水平达国际同类产品先进水平长岛长岛10001000吨吨/ /日反渗透海水淡化装置日反渗透海水淡化装置长岛长岛1000吨吨/日反渗透海水淡化工程现场照片一日反渗透海水淡化工程现场照片一长岛长岛1000吨吨/日反渗透海水淡化工程现场照片二日反渗透海水淡化工程现场照片二长岛长岛1000吨吨/日反渗透海水淡化工程现场日反渗透海水淡化工程现场照片三照片三第四节、海水取水 一、海水取水难点一、海水取水难点 二、典型海水取水方法二、典型海水取水方法 一、海水取水难点l潮位差潮
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