摘要：海水淡化能夠為現(xiàn)有的水資源提供補充措施，在一定程度上緩解一些地區(qū)缺水的狀況。特別是在很多島嶼以及中東地區(qū)，海洋淡化水已經(jīng)成為基本的水源。因此，在這樣的情況下，反滲透海水淡化系統(tǒng)改善顯得非常重要。

關鍵詞：反滲透；海水淡化系統(tǒng)；改善措施

引言

隨著中國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，雖然我國反滲透海水淡化系統(tǒng)各項功能已經(jīng)有了明顯改善，但是現(xiàn)階段依然存在很多問題亟待解決。海水淡化工程水資源系統(tǒng)是系統(tǒng)性和綜合性的系統(tǒng)，與多方面因素都有緊密聯(lián)系。

1、反滲透海水淡化技術概述

所謂海水淡化技術，主要是把海水中的鹽分出去，提取其中的淡水的一種技術。在經(jīng)過了半個多世紀的研究和不斷發(fā)展，這項技術已經(jīng)顯得比較成熟，把海水淡化已經(jīng)在世界的各個地方都基本實現(xiàn)。特別是在一些海灣比較缺水的地區(qū)，更是需要這項技術。在當前的海水淡化技術中，有反滲透、多級閃蒸、多效蒸發(fā)和壓汽蒸餾等。就反滲透技術來說，雖然出現(xiàn)的相對比較晚，但是有一個最大的特點就是采用膜處理技術，與其他海水淡化技術相比，能耗比較低，也比較節(jié)能環(huán)保。所以，在未來一段時間，海水淡化處理技術的核心將會是反滲透海水技術，這種技術將發(fā)揮關鍵性的作用。

反滲透技術，英文名稱是“REVERSE OSMOSIS”縮寫為“RO”。是在20世紀60年代發(fā)展起來的一項技術，屬于目前比較先進和節(jié)能環(huán)保的技術，主要是采用反滲透膜在外界壓力作用下使溶液中的溶劑與溶質進行分離，從而很好的去處水中的雜質和鹽分，凈化海水，提取淡水。

1.1優(yōu)點

①海水淡化使用的反滲透技術屬于一種膜處理技術，基本上具有膜應具有的優(yōu)點，比如能耗比較低，環(huán)保性能好，對于熱敏感物質的分離效果比較明顯等，應用的范圍也是比較廣的，而且應用設備相對比較簡單，維修起來也比較方便。運營的費用相對其他技術是比較低的，設備還比較容易定型，具有比較強的自控能力，在經(jīng)營管理的時候比較方便，這樣更加有利于產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。

②反滲透膜的孔徑不大，一些細微的生物病菌都沒有辦法通過反滲透膜，而且，這個膜還可以更好的處理一些有機物和一些微粒。所以，利用反滲透技術進行海水淡化，淡化出來的水質是比較好的，完全可以達到飲用水的標準。

③反滲透技術的原動力是壓力的分離，其設備構造比較緊湊，設備的體積也不大，單位體積內產(chǎn)水的量也比較高，占地面積不大，而且在操作起來比較簡單，屬于自動化程度比較高的技術。

1.2缺點

①對于反滲透膜來說，對于水質的要求是比較嚴格的，所以，在進液淡化水之前要對原有的水質進行一個相對比較嚴格的處理，比如，采用微慮超濾膜等一些過濾方法。盡可能的不要污染透膜，避免微孔的堵塞。

②在反滲透運行中，過濾器R.O.膜元件更換頻率相對比較高，這樣就在無形中增加了處理費用，而且運行的時候噪音是比較大的。

③海水中有一些難以溶解的鹽分和一些懸浮物以及化合物等雜質，所以，反滲透裝置在長時間使用之后，就會有裇污垢堵塞住。所以，需要在一定時間內用特定的清潔劑對其進行清洗，從而把膜組件的性能恢復到原有狀態(tài)。為了避免反滲透透膜上產(chǎn)生細菌，需要定期對其進行消毒處理。

④當前我國海水淡化的產(chǎn)業(yè)規(guī)模還不是特別大，一天的產(chǎn)量之占據(jù)世界的1%左右，海水作為冷去水的用量也只占據(jù)世界的6%左右。對于沿海地區(qū)來說，自來水的價格是偏高的。由于大規(guī)模的海水淡化技術還不太成熟，沒有任何法律法規(guī)可以遵循也是其中的原因，那些有條件利用海水但是卻沒有利用的情況時有發(fā)生。

2、反滲透海水淡化系統(tǒng)優(yōu)化措施

2.1優(yōu)化反滲透海水淡化系統(tǒng)

反滲透海水淡化系統(tǒng)根據(jù)工序的不同可分為四個部分：預處理系統(tǒng)、高壓給水系統(tǒng)、膜組件、后處理系統(tǒng)。

2.1.1預處理系統(tǒng)

在實踐中，海水中存在大量硫酸鹽、硅酸鹽等難溶于水的鹽、泥沙，真菌、霉菌、藻類等微生物以及其他雜質。如果未經(jīng)預處理的海水直接通過膜組件，這些污染物將會直接被半透膜膜體截留，致使膜體短時間內受到嚴重污染，甚至產(chǎn)生損害，破壞膜系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，將導致頻換更換膜組件，造成經(jīng)濟成本過高。因此，考慮到系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，防止膜組件系統(tǒng)被快速污染甚至被破壞，造成膜組件更換頻繁，使經(jīng)濟成本過高，在海水在進入在膜組件前，相關人員必須進行相應嚴格有效的預處理工藝，以保護膜組件及整個系統(tǒng)安全有效的運行。比如，工程預處理系統(tǒng)按工序及作用的不同可分為二級和一級預處理系統(tǒng)。其中，一級系統(tǒng)主要包括預處理斜管沉淀池、清水池、絮凝沉淀池、加藥系統(tǒng)、無閥過濾池等。一級系統(tǒng)的作用是除去傷害膜組件的、對膜組件產(chǎn)生嚴重污染的有害物質，比如海水中的懸浮有機物、細菌、微生物、泥沙、膠體等。

2.1.2高壓給水系統(tǒng)

在實踐中，高壓給水系統(tǒng)主要由三個部分組成：增壓泵、高壓泵、能量回收裝置，是反滲透海水淡化工程的主要能耗模塊。高壓泵是反滲透海水淡化系統(tǒng)的主要能耗部件，反滲透過程的水分子通過滲透膜的驅動力是由高壓泵來提供，高壓泵是反滲透海水淡化工程高壓給水系統(tǒng)的心臟。高壓泵的電耗占高壓給水系統(tǒng)能耗的90%以上，占制水成本的70%以上，因此當反滲透海水淡化系統(tǒng)中膜組件已經(jīng)選定的情況下，海水淡化高壓泵的效率、運行方式將直接決定反滲透海水淡化系統(tǒng)的能耗指標。能量回收系統(tǒng)是高壓給水系統(tǒng)的另一重要組成部分。在實踐中，海水經(jīng)過膜系統(tǒng)后所得的濃水仍然具有很高的壓力，如果系統(tǒng)不能將這部分濃海水中的能量加以回收利用的話，將造成極大的能量浪費。使用能量回系統(tǒng)將這部分濃海水中的能量加以回收利用，可有效的降低系統(tǒng)的總能耗，從而極大降低單位產(chǎn)水能耗。另外，能量回收裝置采用ERI的PX能量回收裝置，該裝置在膜組件因老化、污染，海水溫度波動和鹽度波動等外部因素影響系統(tǒng)回收率的情況下，該裝置的回收效率也能基本保持不變。

2.1.3后處理系統(tǒng)

為防止淡化水直接進入輸水管網(wǎng)，使反滲透海水工程所產(chǎn)淡水水質達到生活飲用水標準進而造成黃水現(xiàn)象，相關人員要對反滲透海水淡化工程所產(chǎn)淡水進行后處理。實踐證明，具有自適應功能的“CO2+CaCO3”淡化水礦化調質工藝可以有效解決淡水硬度和堿度等過低的問題。某工程首創(chuàng)了具有自適應功能的“CO2+CaCO3”淡化水礦化調質工藝，通過管網(wǎng)，經(jīng)過后處理的淡水將淡水輸送給用戶使用，保證人們的正常用水需求。

2.2考慮多重外界因素

反滲透膜組件對溫度的變化極其敏感，海水溫度一天內的波動范圍較大，且不同季節(jié)日變化溫度范圍也不同，如果在運行過程中不能及時調節(jié)高壓泵的運行工況點，不僅會造成反滲透海水淡化系統(tǒng)產(chǎn)水能耗的上升，且會加速膜組件的污染，造成能量的浪費及膜組件更換頻繁，從而導致產(chǎn)水費用增加，甚至會造成產(chǎn)水水質下降，因此，相關部門有必要對高壓泵進行季節(jié)日優(yōu)化運行。為了解決反滲透海水淡化高給水系統(tǒng)季節(jié)日優(yōu)化運行問題，相關部門需要在已知每日產(chǎn)水計劃前提下，考慮季節(jié)日溫度的變化及峰谷電價影響，確定高壓泵的調速比，獲得各時段高壓泵最優(yōu)操作壓力下的最優(yōu)給水流量，使系統(tǒng)產(chǎn)水能耗最低或產(chǎn)水費用最小。

結語

在海水淡化技術方面，我國要積極學習國外一些先進國家的經(jīng)驗，進一步完善我國的海水淡化技術。在研究的基礎上開發(fā)一系列海水淡化技術知識產(chǎn)權，把那些不適用的海水淡化設備裝置淘汰掉。在技術引進的同時，要積極的強化吸收，從而解決我國淡水資源不足，影響經(jīng)濟發(fā)展的問題。

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