1、 10000m 3 /d 海水淡化可行性研究报告 (反渗透技术) （水质工程第二小组） 研究报告 （课题组人员 *表示组长） *周飒 邓时海 章腾 钟慧慧 成都 王妍 叶露 张雅桐 张希 王胜伟 谢欢 詹烈云 北京交通大学 二 一 年十一月 目录 1 我国水资源现状及海水淡化技术2 1.1我国水资源现状2 1.2海水淡化技术3 2 现行海水淡化技术的比较3 2.1一般海水淡化处理方法优缺点3 2.1.1离子交换法（IE）.3 2.1.2电渗析法（ED） .3 2.1.3其他方法.4 2.2反渗透法（RO）在海水淡化处理中的优势4 2.2.1反渗透法处理的优势.4 2.2.2反渗透法优于离子交换
2、法.5 3 海水淡化反渗透法设计方案6 3.1反渗透法处理的平面图及系统图6 3.1.1反渗透法处理的平面图.6 3.1.2反渗透法处理的系统图.7 3.2反渗透法处理的工艺流程7 3.3反渗透法处理工艺过程中注意事项8 3.4处理过程中水质的变化9 3.5工艺中装置的选择11 3.5.1泵的选择.11 3.5.2反渗透膜组件的选择.13 3.5.3各构筑物体积.14 4 成本分析 4.1造水成本的各项费用 4.2工艺总费用15 参考文献：16 1 10000m /d海水淡化可行性研究报告 3第二小组 1(北京交通大学 土木建筑工程学院环境工程专业 北京 100044) 海水淡化是解决全球水资
3、源短缺的重要战略手段之一，有着广阔的开发前 景。截止到 2003 年，世界上已建成和已签约建设的海水淡化厂的日处理能力达 到 3600 万吨。目前海水淡化已遍及全世界 125 个国家和地区，淡化水可以养活 世界 5的人口。随着人们对海水淡化的有效性和可靠性的普遍认同，多种海水 淡化技术也应运而生。 本文重点对现行的多种处理方法（离子交换法，电渗析法，膜处理法和其他 方法）进行比较，并对膜处理技术在海水淡化工程中的优势进行分析，同时提出 了一套膜处理的可行性方案，对未来的技术发展进行探讨和展望。 1.我国水资源现状及海水淡化技术 1.1我国水资源现状 我国淡水资源总量为 28000亿立方米， 占
4、全球水资源的 6， 但人均只有 2200 立方米，仅为世界平均水平的 1/4。因此我国是一个严重缺水的国家。同时，我 国的淡水资源时空分布极不均匀，并且水体污染加剧了我国可利用淡水资源的 匮乏程度。在资源性缺水的同时，我国经济增长快，人口数量大，城市化水平不 断提高， 使得水资源缺口越来越大， 这已经成为阻碍我国社会可持续发展的瓶颈。 1第二小组组长：周飒；成员包括邓石海、章腾，成都，钟慧慧、张雅桐，张希、叶露，詹烈云、王胜伟， 王妍、谢欢 2 1.2海水淡化技术 在已经开发的 20余种海水淡化技术中，离子交换法（IE） ，电渗析法（ED） ， 及膜处理法（RO，MSF，MED）等已经达到了工
5、业生产的应用规模。 离子交换法制淡水是将海水中所有离子全部吸附在离子交换树脂上， 也就是 说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了， 从而达到海水淡化的 目的；电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部 位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的；反渗透法是一种膜分离淡化法，该法 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；膜蒸馏 法是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧 蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目 的；多效蒸馏法是海水淡化技术中较早发展成功的方法之一，其原理是利用高温 蒸汽
6、与海水的温差进行热交换后，将蒸发出的水蒸汽冷凝并收集而成。 2.现行海水淡化技术的比较 2.1一般海水淡化处理方法优缺点 2.1.1离子交换法（IE） 离子交换法是目前除盐最彻底的水处理技术。预处理简单，工艺成熟，出水 稳定，初期投入低等优点使其在海水淡化工程中普遍应用。但是本方法仅仅原水 低含盐量的应用区域运行成本较低，而在含盐量高的区域,运行成本高降低了它 在海水淡化除盐中的经济优势。 并且由于离子交换床阀门众多带来的操作复杂的 问题以及再生废水和床层繁殖细菌造成的环境威胁严重阻碍了离子交换法的广 泛应用。 2.1.2电渗析法（ED） 电渗析过程工艺简单，除盐率高，操作方便。但是水回收率低
7、，而且对不带 电荷的物质如有机物、胶体、微生物、悬浮物等无脱除能力，存在对水质要求较 严格， 需对原水进行预处理等缺点。 这使其在苦咸水淡化工程中的应用受到局限。 3 2.1.3其他方法 1）膜蒸馏（MED） 膜蒸馏法截留率高，操作压力较其他膜分离技术低，并且可以有效利用余热 等廉价能源满足相对较低的操作温度。 但是膜蒸馏方法面临的问题主要在于缺乏 价格低、通量大，耐用性好的膜尤其是中空纤维膜，尚未设计出传热、传质 性能优良的膜组件。并且膜蒸馏过程中的膜污染和膜润湿问题没有得到解决。同 时热量利用率低和膜蒸馏过程的能耗大的问题依然存在。 因此膜蒸馏方法的应用 也受到了限制。 2）多级闪蒸（MS
8、F） 多级闪蒸从 70 年代开始就大量使用，技术已经成熟，但是从投资、材料、 能耗、运行管理等方面考虑都限制了该方法在苦咸水淡化中的应用。 3）冷冻法 冷冻法处理苦咸水能耗高，难以规模化，只能取出水中无机盐离子，因而难 以得到推广。 2.2反渗透法（RO）在海水淡化处理中的优势 2.2.1反渗透法处理的优势 反渗透技术是当今较先进、较稳定且有效的除盐技术。与传统的水处理技术 相比,膜技术具有很多优点。比如工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、 运行成本低等,尤其是几种膜技术的配合使用,再辅助其他水处理工艺,如石英 砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等。特别要提的是当原水含盐量较高 时
9、反渗透膜处理对运行成本影响不大。 反渗透技术有效地弥补了水回收率低的弊端，并且对于有机物、胶体、微生 物、悬浮物等有较好的脱除能力。因此反渗透技术在海水淡化效率上明显超过电 渗析法。此外，反渗透技术中的膜和膜组件比较成熟，为其在海水淡化中的广泛 应用提供了可靠的技术支持。并且反渗透技术投资和能耗较少，容易实现自动控 制，因此较其余膜分离技术和多级闪蒸技术更有优势。 4 2.2.2反渗透法优于离子交换法 1）占地面积的比较： 反渗透法相对离子交换法占地面积小。原因是离子交换法需要酸、碱再生需 要酸、碱贮槽和废水处理池,见表 1； 2）酸碱消耗与环保 离子交换法全年要消耗大量的酸和碱。在酸、碱贮运
10、、树脂再生过程中要产 生大量的酸碱废水。所以反渗透法在环保方面比离子交换法有更大的优势； 3）浓水回收率 据经验反渗透的回收率在 75%左右，离子交换法回收率在 88%，但反渗透 浓水只是在盐份上较高,其浊度都比原水好。对水重复利用较好的厂家通常都将 浓水引入到其它系统可以实现对很高的系统回收率； 4）运行成本 反渗透法运行成本低是有明显的优势,由于反渗透除盐方法,极易实现自动控 制,人工干预小,人工成本也比离子交换法低, 反渗透法年节约成本 112 万元。见 表 2。 表 1 生产 10000m /d除盐水的占地面积比较 3 项目 离子交换法（m 2 ） 反渗透法（m ） 2 预处理，一级除
11、盐部分 16600 19400 精除盐部分 15000 12600 废水处理部分 16000 5000 其他 17800 17000 合计 65400 54000 5 表 2 水运行成本 项目 离子交换法（元/吨） 反渗透法（元/吨） 水成本（原水按 1.5 元/吨） 1.5/88%=1.70 1.5/70%=2.14 酸成本（盐酸按 500 元/吨） 500*0.47*0.001=0.24 碱成本（碱按 1000 元/吨） 1000*0.73*0.001=0.73 电耗成本（按 0.48 元/kwh） 0.84*0.48=0.40 1.08*0.48=0.52 合计 3.07 2.66 *0
12、.47代表离子交换法吨水耗酸量，0.73代表离子交换法吨水耗碱量 0.84代表离子交换法吨水耗电量，1.08代表反渗透法吨水耗电量 综上所述，从长期效益来看,反渗透法无论在水处理质量上,还是综合经济效 益方面比较都优于离子交换法， 在节约成本的同时也降低了由于酸碱等废液引起 的环境污染，因此反渗透法在海水淡化工程上的经济效益最高。 3.海水淡化反渗透法设计方案： 3.1反渗透法处理的平面图及系统图 3.1.1反渗透法处理的平面图 图 1：反渗透膜法设计方案平面图 6 3.1.2反渗透法处理的系统图 图 2：反渗透膜法设计方案二维系统图 图 2反渗透系统图各部分装置名称： 3.2反渗透法处理的工
13、艺流程 沿海电厂反渗透海水淡化系统的典型工艺流程如下 ：海水取水泵 反应沉淀池 海水清水箱 超滤升压泵 超滤保安过滤器 超滤装置 超滤水箱 一级反 7 渗透提升泵 一级反渗透保安过滤器 一级反渗透变频高压泵(带能量回收装置) 一级反渗透装置 工业服务水池和化学水、 消防水池 一级淡水泵 二级反渗 透保安过滤器 二级反渗透变频升压泵 二级反渗透装置 二级淡水箱 二级 淡水泵 锅炉补给水处理和生活水池。 3.3反渗透法处理工艺过程中注意事项 1）海水泵两用一备； 2）5，7，9，10 分别为加药装置。其加药顺序：三氯化铁 2 （5）在混凝之前加， 次氯酸钠（7）在清水池之前沉淀池之后加，亚硫酸氢钠
14、 3 （9）和阻垢剂（10） 在清水池之后加； 3）对于典型的海水水质，反渗透海水淡化工艺一级出水质量和二级出水质量的 对比见下表 3 表 3 反渗透海水淡化工艺一级出水质量和二级出水质量的对比 一级反渗透出水（mg/L） 二级反渗透出水（mg/L） TDS 240 10 氯离子 150 5 硼 0.7 0.4 产品水应用 电厂的工业和消防用水 电厂锅炉补给水处理系 统供水和饮用水 由上表可知，一级反渗透出水无法达到我们所需要的海水淡化的目的，因此 在我们所设计的工艺流程中选用二级反渗透系统； 4）在微滤出水后的水箱内加酸调节PH至 5.5-6.5 4 ； 5）高压泵是用来将海水打入到反渗透膜
15、壳中,使海水具有 68 MPa的压力 5 。反 渗 透海水淡化最主要的一个特点即是采用高压泵将原海水打入到反渗透膜堆中,通4 2 三氯化铁投加量为 5mg/L，投加三氯化铁后水的 SDI值小于 4 3 亚硫酸氢钠的作用是防止氧化剂对膜的氧化 4 加酸量以调节滤过水 PH值在 6.56.8（H 2 SO 注入量约为 12mg/L）或 SHMP 10mg/L左右。 5反渗透系统达到一定脱盐率所需求的压力 8 过高压将清水压过膜的另一侧,从而达到反渗透的目的； 6）取水时使用的是潜水泵，然而最后出水直接到生活用水管网时就不用再加泵。 7）能量回收装置是一种回收高压浓海水压力的装置,它可以将高压浓海水
16、的压力 传递给正常浓度及压力的原海水,减少高压泵的流量。一般可以回收浓盐水能量 的 6090； 8） 上述经过能量回收装置的高压原海水,通过压力提升泵,将海水的压力再提高到 高压泵的额定压力,并入高压泵的出口端一起进入反渗透膜,达到节省能耗的作 用。 3.4处理过程中水质的变化 1）原水水质 表 4 原水水质 浊度 (NTU ) TDS( 总含盐 量 mg/l) 总硬度 （以碳 酸钙计） 总悬浮固 体 （mg/l) 游离余 氯 细菌总数 （个mL -1 ） 总大肠杆菌 群 （个 L -1 ） 耗氧量 （COD mg/l） Mn 20-30 7.9-8.4 30265 5.3-7.1 29500
17、 92 3 2）微滤膜进口水质 表 5 微滤膜进口水质 浊度 (NTU ) TDS( 总含盐 量) 总硬度 （以碳 酸钙 计） 溶解 性总 固体 游离余 氯 细菌总数 （个mL -1 ） 总大肠杆菌 群 （个 L -1 ） 耗氧量 （COD Mn,mg/l） 5-8 6.5-6.8 30265 3 9 3）微滤膜出口水质 表 6 微滤膜出口水质 浊度 (NTU ) TDS( 总含 盐量) 总硬度 （以碳 酸钙 计） 溶解 性总 固体 游离余 氯 细菌总数 （个mL -1 ） 总大肠杆菌 群 （个 L -1 ） 耗氧量 （COD Mn,mg/l） 不超 过 1 5.5-6.5 30265 0.2
18、-1.0 3 4）反渗透膜入口水质 表 7 反渗透膜入口水质 浊度 (NTU ) TDS( 总含盐 量) 总硬度 （以碳 酸钙 计） 溶解 性总 固体 游离余 氯 细菌总数 （个mL -1 ） 总大肠杆菌 群 （个 L -1 ） 耗氧量 （COD Mn,mg/l） 小于 0.5 6.5-8. 5 30265 0.2-1.0 5）反渗透膜出口水质 表 8 反渗透膜出口水质 浊度 (NTU ) TDS( 总含盐 量) 总硬度 （以碳 酸钙 计） 溶解 性总 固体 游离余 氯 细菌总数 （个mL -1 ） 总大肠杆菌 群 （个 L -1 ） 耗氧量 （COD Mn,mg/l） 10 不超 过 1 6
19、.5-8. 5 30265 小于 450 小于 1000 大约为 06）清水水质 表 9 清水水质 浊度 (NTU ) TDS( 总含盐 量) 总硬度 （以碳 酸钙 计） 溶解 性总 固体 游离余 氯 细菌总数 （个mL-1） 总大肠杆菌 群 （个 L-1） 耗氧量 （COD Mn,mg/l） 不超 过 1 6.5-8.5 小于 10mg/l 小于 450 小于 1000 与水接 触 min 后不 低于 0.3mg/l 90( ml) 小于 1 个 /100ml 3 3.5工艺中装置的选择 3.5.1泵的选择 1）海水泵(取水泵) 产家：北京盛大维新科技发展有限公司生产 台数：三台（两用一备）
20、 主要参数： 表 10 泵的选择 型号 流量(T)m /h 扬程(H)/m 配用功率 (kW) 外径(mm) 出水口径 （mm） AT300QH200-25/1 200 25 22 281 150 11 （潜水泵） 价格：20000元每台，总计：60000元； 2）加药泵 名称（型号）：米顿罗C786-36电磁隔膜计量泵 厂家：上海玛蒙工业设备有限公司 占地面积：30cm25cm 台数：四台（聚合氯化铁 5 ppm，次氯酸钠 4 ppm，亚硫酸氢钠 5 ppm，阻垢缓 蚀剂 (FLOCONSHMP) 2ppm；各需要一台） 价格：1000元/台，总计4000元； 3）增压提升泵和微滤升压泵 型
21、号：IS200-150-400离心清水泵 厂家：长沙东方工业泵厂 占地面积: 3m2.5m 台数：两台 6价格：10000元/台，总计20000元 表 11 增压提升泵和微滤升压泵主要参数 主要参数 流量 400（m 3 /h） 叶轮数目 1 扬程 50（m） 汽蚀余量 3.8（m） 轴功率 67.2（kW） 吸入口径 200（mm） 排出口径 150（mm） 4）高压泵 7型号：400TJ5型高压泵 厂家：天津市通洁高压泵制造有限公司 6分别位于微滤膜（压力加到 0.01MPa）之前和保安过滤系统之前 7从保安过滤系统到反渗透膜的泵，同时二级反渗透之前也用两台此型号的泵，使压力增至 4.14
22、MPa 12 占地面积：2.5m2m 台数：四台 价格：10000元/台，总计40000元 表 12 高压泵主要参数 主要参数 流量 94m/h 额定功率 315kW 供水压力 3-9MPa（可调至 4.14MPa） 3.5.2反渗透膜组件的选择 名称：ESPA4反渗透膜元件 厂家：日东电工集团/美国海德能公司 总占地面积： 一级反渗透: 7m3m 二级反渗透: 7m3m 数量： 一级反渗透 100件 8二级反渗透 90件 价格：1780元/件，总计338,200元 表 13 反渗透膜组件的选择 主要参数 产水量 45.4m/d 有效膜面积 37.2m 2810000m 3 淡化后产水约 50
23、00 m 3 ，除以产水量得到 100个膜元件 13 进水压力 4.14MPa 3.5.3各构筑物体积 表 14 各构筑物体积统计 构筑物 单位体积（m 3 ） 数量（个） 总占地面积（m 3 ） 取水池 10000 1 10000 混凝沉淀池 6000 5 30000 初步预处理出水池 1000 1 1000 保安过滤器取水箱 100 1 100 能量回收装置 30 3 90 产品水池 10000 1 10000 4 成本分析 4.1造水成本的各项费用 1)化学药品消耗 10 000 td反渗透淡化装置的化学药品加入量为：聚合氯化铁5ppm，次氯酸钠 4ppm，亚硫酸氢钠5 ppm，阻垢缓蚀
24、剂 (FLOCONSHMP) 2ppm。水的回收率为45 。反渗透淡化的化学药品消耗总量为0.391元t； 2)电力消耗 反渗透装置的第一级电力消耗为 3.9kWh，第二级电力消耗为 1.0 kWh，加上离 子交换、引水和其他附属设置及照明等的费用，淡化 1 t 淡水的总电力消耗为 5.7 kWh。每度电价以0.5元计 ，海水反渗透的吨水电力成本为 2.85元； 14 3）维护和折旧费用 9每吨淡化水的劳动力费用为：0.034元，福利费用取为工资额的 15，职工工资 福利费用为 0.04 元t；反渗透淡化工程的年大修及检修维护费用为其固定资产 原值的 1.5，则每吨淡化水的维修费用为 0.23
25、元；管理费取为劳动力费用的 20 ，每吨淡化水的管理费用为 0.008元；海水反渗透膜寿命以 3年计，膜的更换 费用为 0.923 元 ；固定资产的折旧年限为 l5 年，固定资产残值为 4，固定资 产原值为 8000万元，每吨淡水的固定资产折旧费用为 0.97元。 通过上述计算反渗透的单位造水成本为 5.446元/吨。 4.2工艺总费用 表 15 费用估算 项目 价格（元） 反渗透造水成本（/d） 54460 泵的总费用 124000 构筑物总费用 27130000 膜组件总费用 338200 管道总费用 500000 总计 27690000 通过海水淡化各种方法的比较，反渗透法是较其他方法更
26、为合理、有效的苦 咸水淡化方法。因此将该工艺用于 10000m 3 /d 的海水淡化工程。经过计算，将 传统的反渗透技术进行了优化，使得海水淡化的出水达到了饮用水标准，使海水 中 TDS含量由 30265mg/L降为小于 10mg/L，浊度由 20-30NTU降为不超过 1NTU。 9维护和折旧费用包括管理，膜更换，员工工资，固定资产的折旧费用等 15 参考文献： 1. G. Fernandez-lvarez et al., Desalination 263 (2010) 264270. 2. K.L. Tu et al., Separation and Purification Techno
27、logy 75 (2010) 87101 3. J. Xu et al., Separation and Purification Technology 75 (2010) 165173 4真纪夫 纪永亮（译）.膜分离技术（1） ：膜技术的分类和特点J.水处理信息报 导，2010(3)：25-27. 5.真纪夫 纪永亮（译）.膜分离技术（2） ：反渗透膜在海水淡化中的应用J.水处 理信息报导，2010(3)：28-30,62. 6.刘杰 张月红.海水淡化技术方法及潜在负面影响浅析J.装备制造技术， 2010(5)：135-136,141. 7.樊雄 张维润.火力发电厂反渗透法海水淡化系统设计研
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32、超滤装置出水 SDI 值影响 17 18 因素分析J.热力发电，2009，38(9)：70-72,77. 30.李宏秀 范晓鹏 潘旗.海水反渗透系统的设计要点J.工业水处理，2009(8)： 98-100. LOGO 10000m 3 /d海水淡化可行性研究报告 水质工程第二小组 *周飒邓时海章腾钟慧慧成都王妍叶露张雅桐张希王胜伟谢欢詹烈云Contents 引言 1 我国水资源现状及海水淡化技术 2 现行海水淡化技术的比较 3 海水淡化反渗透法设计方案 4引言 海水淡化是解决全球水资源短缺的重要 战略手段之一，有着广阔的开发前景。 本文重点对现行的多种处理方法（离子交换 法，电渗析法，膜处理法
33、和其他方法）进行 比较，并对膜处理技术在海水淡化工程中的 优势进行分析，同时提出了一套膜处理的可 行性方案，对未来的技术发展进行探讨和展 望。我国水资源现状 1 1 我国淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1/4。 2 2 我国的淡水资源时空分布极不均匀，并且水体污染加剧了我国可利用淡水资源的匮乏程度。 3 3 我国经济增长快，人口数量大，城市化水平不断提高，使得水资源缺口越来越大，这已经成为阻碍我国社会可持续发展的瓶颈。Company Logo 海水淡化技术 离子交 离子交换法 换法 将海水中所有离子全部吸附在离子交换树脂上，离子交
34、换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了，从而将海水淡化 电渗析法 利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水 反渗透法 该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 多效蒸 多效蒸馏法 馏法 利用高温蒸汽与海水的温差进行热交换后，将蒸发出的水蒸汽冷凝并收集而成 膜蒸 膜蒸馏法 馏法 它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的现行海水淡化技术的比较反渗透法优于离子交换法 占地面积 酸碱消耗 浓水回收率 运行成本 反渗透法相对离子交换法占地面积小。原因是离子交换法需要
35、酸、碱再生需要酸、碱贮槽和废水处理池。 离子交换法全年要消耗大量的酸和碱。在酸、碱贮运、树脂再生过程中要产生大量的酸碱废水。 据经验反渗透的回收率在75%左右，离子交换法回收率在88%，但反渗透浓水浊度都比原水好。 反渗透除盐方法,极易实现自动控制,人工干预小,人工成本也比离子交换法低, 反渗透法年节约成本112万元。表1：生产10000m 3 /d除盐水的占地面积比较表2：水运行成本海水淡化反渗透法设计方案 方案 处理过程中水质的变化 平面图及系统图 装置的选择 成本分析 工艺流程 注意事项反渗透法处理的平面图反渗透法处理的系统图反渗透法处理的工艺流程 海水取水泵 反应沉淀池 海水清水箱 超
36、滤升 压泵 超滤保安过滤器 超滤装置 超滤水箱 一 级反渗透提升泵 一级反渗透保安过滤器 一级 反渗透变频高压泵(带能量回收装置) 一级反渗 透装置 工业服务水池和化学水、消防水池 一 级淡水泵 二级反渗透保安过滤器 二级反渗透 变频升压泵 二级反渗透装置 二级淡水箱 二 级淡水泵 锅炉补给水处理和生活水池。反渗透法处理工艺过程中注意事项 海水泵两用一备 5，7，9，10分别为加药装置 在微滤出水后的水箱内加酸调节PH至5.5-6.5 反渗透海水淡化最主要的一个特点即是采用高压泵将原海水打 入到反渗透膜堆中,通过高压将清水压过膜的另一侧,从而达到 反渗透的目的 取水时使用的是潜水泵，然而最后出
37、水直接到生活用水管网时 就不用再加泵。 能量回收装置一般可以回收浓盐水能量的6090 通过压力提升泵,将海水的压力再提高到高压泵的额定压力,并 入高压泵的出口端一起进入反渗透膜,达到节省能耗的作用。处理过程中水质的变化造水成本的各项费用 化学药品 化学药品 消耗 消耗 水的回收率为45。反渗透淡化的化学药品消耗总量为0.391元t 电力消耗 电力消耗 淡化1 t淡水的总电力消耗为5.7 kWh。每度电价以0.5元计，海水反渗透的吨水电力成本为2.85元 维护和 维护和 折旧费用 折旧费用 每吨淡化水的维修费用为0.23元，管理费用为0.008元，膜的更换费用为0.923元，定资产折旧费用为0.
38、97元工艺总费用 通过上述计算反渗透的单位造水成本为 5.446元/吨。结论 通过海水淡化各种方法的比较，反渗透法是较其他 方法更为合理、有效的海水淡化方法。 经过计算，将传统的反渗透技术进行了优化，使海 水中TDS含量由34400mg/L降为小于10mg/L，浊度由 20-30NTU降为不超过1NTU。达到饮用水标准。 反渗透技术势必会成为未来的海水淡化技术中最主 要的处理技术，就目前而言，膜污染和压力高的问 题还一直没有得到解决，因此，只要未来能够研究 出解决膜污染的有效方法，并且最大程度上的降低 操作压力，会为反渗透技术在海水淡化中带来更广 泛的应用前景。LOGO 专题研究报告答辩 （第
39、二小组成果） PPT展示环节： 该小组派两名同学讲解 PPT，讲解主要通过分析各种方法性能和经济上的优缺点，结合 国内对于海水淡化的需求，得出膜处理技术在海水淡化工程中的优势，以及自己设计方案的 详细介绍。同时对未来的膜处理方法进行了探究和展望。 现场答辩环节： 现场答辩分两个环节，各小组同学和老师对该组同学进行提问。该组同学详细耐心讲解，互 相补充，旁征博引，而且互动的比较好。具体如下： 小组提问 第一小组： 1、问：膜处理方法运用于海水淡化有哪些优点？ 谢欢答：与传统的水处理技术相比,膜技术具有很多优点。比如工艺简单、操作方便、易 于自动控制、无污染、运行成本低等,尤其是几种膜技术的配合使
40、用,再辅助其他水处理 工艺,如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等。特别要提的是当原水含盐量 较高时反渗透膜处理对运行成本影响不大。 王妍补：反渗透技术还有效地弥补了水回收率低的弊端，并且对于有机物、胶体、微生 物、悬浮物等有较好的脱除能力。因此反渗透技术在海水淡化效率上明显超过电渗析法。 此外，反渗透技术中的膜和膜组件比较成熟，并且反渗透技术投资和能耗较少，容易实 现自动控制。 2、问：流程中的能量回收装置是什么？ 叶露答：能量回收装置是一种回收高压浓海水压力的装置,它可以将高压浓海水的压力传 递给正常浓度及压力的原海水,减少高压泵的流量，从而减少能耗。 3、问：电渗析法海水淡化的
41、局限？ 詹烈云答：水回收率低，而且对不带电荷的物质如有机物、胶体、微生物、悬浮物等无 脱除能力，存在对水质要求较严格，需对原水进行预处理等缺点。这使其在苦咸水淡化 工程中的应用受到局限。 王胜伟补充：电渗析主要用于水的初级脱盐，对于水的深度处理作用不大。 第三小组： 4、问：海水淡化中，反渗透法比离子交换法好在哪？ 詹烈云答：反渗透法相对离子交换法占地面积小 张雅桐补充：离子交换法全年要消耗大量的酸和碱用于树脂再生，而反渗透不需要，反 渗透法运行成本低是有明显的优势,由于反渗透除盐方法,极易实现自动控制,人工干预小, 人工成本也比离子交换法低, 反渗透法年节约成本112万元。 5、问：谈谈我国
42、海水淡化技术应用的地区？ 叶露答：目前我国海水淡化领域走在前列的主要地区是山东、浙江、天津、大连、青岛 等地，这与当地技术支持有关。 张希补充：国家海水淡化的两大技术研究中心一个在杭州， 一个在天津，技术支持对当 地海水淡化发展起到了至关重要的作用。 6、问：举例说明反渗透用于海水淡化的可行性 谢欢答：通过所查文献知道各种海水淡化方法在世界上的应用情况其中反渗透法占 61.1%，可见目前反渗透法运用最广泛也较成熟，下面以国内天津处理海水 1000m/d 的 示范工程为例，该工程运用反渗透法进行海水淡化最终用于生活饮用水，效果显著实用 性强。 王妍补充：反渗透流程大部分采用一级装置处理海水，但从
43、文献中得知一级反渗透装置 出水达到工业用水标准不符合我们方案的要求故增加二级处理装置以达到饮用水标准。 第四小组 7、 问：你们预算中占地面积了、电价了什么的是经过实际考察的吗？ 张希：构筑等当然是查文献了，电价什么的是根据实际情况算的。 8、问：你们预处理那块为什么选用微滤而不选用超滤？ 张雅桐答：海水淡化过程因海水浓缩会产生难溶无机盐，如碳酸钙、硫酸钙等，在反渗 透膜表面和系统管道件上结垢沉淀采用纳滤膜软化技术可以有效防止硫酸钙、 硫酸镁沉 淀影响 9、问：你们为什么就说反渗透法比离子交换法和电渗析法好呢，是不是有点王婆卖瓜自卖 自夸呀？ 张雅桐 答：不是自卖自夸，而是反渗透法确实优于其它
44、两种方法，刚才 ppt 里面的对 比分析已经很透彻了。 补充：这么说吧，反渗透的主要优势在于能在有效地去除溶解性盐的同时出去胶体、有 机物和微生物， 省去了对出水活性炭过滤和紫外线消毒， 从而节省了成本、 降低了能耗， 这都是反渗透和离子交换做不到的。 老师提问（以下三题） ： 1、 你们处理厂的泵是怎么选型的？ 成都答：主要根据系统所需要的压力和处理流量进行选择，确定压力和流量后就上网查 泵厂家，确定生产厂家和泵的型号 老师又问：你们怎么知道泵所需要的流量和扬程的？ 又答：通过计算得到的，如海水泵：设计处理量为 10000m/d，取水泵总流量约为 400m /h，因而选用流量为 200m/h
45、 的泵两台并联使用，并购置一台作为备用。 2、 你们知道保安过滤器有什么作用？ 张希答： （1）微滤出水水质一般会波动有时满足反渗透膜的水质要求（浊度0.1NTU， SDT5mg/L） ，但大多数时候不能满足，保安过滤器则对谁进行进一步处理，以防止反 渗透膜污染和堵塞。 叶露补： （2）保安过滤器的滤芯在短期内截留大量污染物，滤芯过压超期使用、污染严 重引起滤芯支撑管变形，膜通量下降。此时出现高压泵进水压力低报警，无法进入正常 的产水程序。故障修复后系统各项指标正常，膜元件未见受损，可见保安过滤器对 RO 系统的保护作用是非常重要的。 3、 你们的工艺中先后两次加入亚硫酸钠，目的都一样吗，为什
46、么加两次？ 张雅桐答：可以明确地说，两次加入的目的是相同的，都是为了出去水中余氯，因为余 氯对膜有严重的腐蚀作用。加两次则是因为余氯对微滤膜和反渗透膜都都有强烈的腐蚀 作用，所以加氯消毒后，过膜前都需要加入还原剂，将多余的氧化剂消耗掉，保护膜， 延长膜寿命，降低成本。 老师点评： 总的来说该小组方案设计严谨全面，从装置图的设计、各部件的选型布置到各系统出水 指标，以及成本分析都比较具体有说服力，考虑全面联系实际运用，看出该组是在阅读大量 文献基础上加上自己的理解、对比分析最终确定最优方案的，我从以下几个方面具体点评一 下： 首先从系统图的设计来看该组采用了两级反渗透装置，而且对每个系统的进水及
47、原水水 质做了详细说明，确保最终出水达到饮用水指标； 其次，从泵的选型来看，他们是下了一定功夫的。每个管道使用的泵的参数都很具体， 还考虑到备用泵的使用；另外，他们的成本分析做得很精确。占地面积、电价、膜更换费用 以及折旧管理等项目可以看出他们是根据实际调查做出预算的。 从这一点也能看出他们组分 工明确，资料搜集齐全。 最后，就现场答辩来看。两位同学能够清楚地把他们的方案讲解给大家听，以及组内同 学的回答，说明该组确实对方案非常熟悉。 但是由于欠缺实际工程经验，部分数据有待修改。希望以后多去实际工厂参观学习。 考核结果： 组内评分标准 学号 姓名 参与积极性 （15） 任务完成质量 （15）
48、总分（30） 组 长 08233029 周飒 15 15 30 组 员 08233018 王胜伟 14 13 27 组 员 08233019 王妍 11 13 24 组 员 08233020 谢欢 15 13 28 组 员 08233022 叶露 13 13 26 组 员 08233023 詹烈云 12 12 24 组 员 08233024 章腾 15 15 30 组 员 08233026 张希 14 13 27 组 员 08233027 张雅桐 14 13 27 组 员 08233028 钟慧慧 15 15 30 组 员 08233030 成都 11 13 24 组 员 08233031 邓时海 15 15 30 表 2 组外评分标准 所属组别：第二小组 PPT（10） （内容、成果） PPT（10） （制作、讲解） 答辩（10） 总分Y（30） 第一小组 9 8 9 26 第二小组 第三小组 9 9 7 25 第四小组 8 8 9 25 表 3 教师评分标准 报 告 （15） 成果图 （5） PPT （10） 答辩 （10） 加分项 （创新等） 总分Z （40） 第一小 组 第二小 组 13 4 9 9 2 37 第三小 组 第四小 组 表 4 汇总表 组外打分及平均 组外打分Y 组外平均分（30） 教师评分 Z（40） 总分 第二组 第三组 第一小 组 第四组 第一组 26
