美國(guó)反滲透海水淡化裝置
1海水淡化簡(jiǎn)介
淡水是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的重要資源，但不少沿海城市和海島十分缺乏．除了建設(shè)水利工程如水庫(kù)和引水工程外，依靠科技進(jìn)步，從發(fā)展資源的再生與轉(zhuǎn)化中尋找出路，必將成為未來(lái)淡水供應(yīng)的一種重要手段，需努力去開(kāi)發(fā)．海水淡化已成為世界上倍受重視的技術(shù)，從50年代至今，海水淡化方法已發(fā)展為工業(yè)化，使用者有多種：多極閃蒸(MSF)法技術(shù)已成熟，建立于沙特阿拉伯的世界最大的海水；瘡S生產(chǎn)淡水95X10t／d。但這技術(shù)要進(jìn)一步降低造價(jià)和能耗已較困難，80年代后呈下降趨勢(shì)．多效蒸發(fā)法(ME)和蒸汽壓縮法(VC)研究較活躍．為了進(jìn)一步降低能耗，70年代以來(lái)，膜技術(shù)中反滲透法(RO)和電滲析法(ED)已發(fā)展到實(shí)用水平，且發(fā)展迅速．電滲析法適用于含鹽1000~5000ppm的較低含鹽率的苦咸水淡化，而反滲透法可適用于高含鹽率30000~40000ppm的海水淡化；前者能耗約 9．5kW h／m3，后者能耗為4．5～9kW h／m3，由于反滲透膜性能的不斷提高，能耗逐步下降，已成為對(duì)海水淡化具有強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。
2 SantaBarbara反滲透海水淡化工程的提出和現(xiàn)狀
SantaBarbara是美國(guó)南加州的海岸旅游城市，但缺乏淡水．原來(lái)依靠Gibraltar貯水池供給1/3用水，而此池已千空．另外，靠Cachuma貯水池供給用水，預(yù)計(jì)2年后將千空．1992年春，當(dāng)?shù)貙⑷彼?0%．因此，美國(guó)政府決定要建立海水淡化反滲透裝置．經(jīng)過(guò)2年工作．已于1992年3月建成美國(guó)最大的海水淡化裝置．至少在20年內(nèi)滿足90%的供水，甚至在最干旱的時(shí)期，也能有效地服務(wù)于SantaBarbara市區(qū)和Goleta及Mentecito地區(qū)共約200萬(wàn)人口的用水。
該工程的原料為海水．來(lái)源于可靠的、取之不盡的太平洋，處理后的廢水返回海洋．公司經(jīng)理無(wú)愧地稱；我們用了世界最大的貯水池”該裝置的總投資為3000萬(wàn)美元，由市政府與Ionics膜公司合作．市政府將于5年內(nèi)付清Ionics公司的建造款項(xiàng)．這是政府和私有公司合作大項(xiàng)目的一個(gè)典型．該工程被評(píng)價(jià)為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠，伸縮性強(qiáng)．有廣泛適用性，可供地區(qū)、省(州)、國(guó)家或國(guó)際使用；能源消耗和環(huán)保方面的水平都十分良好．
3該工程的主要特性數(shù)據(jù)
3．1預(yù)處理和回收率眾所局知，海水中溶解性物質(zhì)有:
陽(yáng)離子： Na+，Mg+，Ca2+，K+，Sr+
含量(ppm)10600 1300 400 400 (10)
陰離子： cl- SO4- HCO3- Br- H2BO3- F-
含量(ppm)l1000 2600 140 70 30 (1)
本系統(tǒng)中原料經(jīng)過(guò)cl-、聚凝、過(guò)濾等頂處理，去掉對(duì)膜有毒害的物質(zhì)，即進(jìn)入反滲透膜組件處理，新鮮淡水回收率達(dá)45%．
3．2產(chǎn)量一般為7500AFY，可達(dá)10000AFY．1AFY約為每年1235m，故產(chǎn)量可達(dá)1235萬(wàn)m。／a(AFY；acre—feet／year)．
3.3能耗其評(píng)價(jià)能耗約為6600kW h／1AFY淡水(SantaBarbara居民每戶平均每年用電量為6000kW h)，約為5．3kW h／m，比電滲析9．5kW h／m低了不少，在反滲透中也為較上等的指標(biāo)．關(guān)鍵是膜的質(zhì)量好．整個(gè)系統(tǒng)能量回收利用合理．
3．4反滲透膜其組件所用反滲透膜為TFC復(fù)臺(tái)膜，由美國(guó)Dow化學(xué)公司提供，脫鹽率大于99．5％．據(jù)知TFC膜有RC一100，PA300等均為聚酰胺類膜材料，由特殊相際共聚而成的超薄復(fù)合膜．組件為卷狀，管徑為8英寸，長(zhǎng)為9英尺，每套約4O個(gè)組件，可設(shè)16套，現(xiàn)甩12套．
3．5操作與管理整個(gè)工廠由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)控制管理，輪流使用．計(jì)算機(jī)可顯示整個(gè)系統(tǒng)、局部溫度、壓力、液面等指標(biāo)，并可同時(shí)調(diào)控，故只需1人操作管理．車間里十分安靜，整個(gè)場(chǎng)地自動(dòng)操作．
反滲透膜技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，有效地用于大量海水淡化工程，以解決沿海地區(qū)缺淡水問(wèn)題。我國(guó)措海及島嶼的淡水缺乏情況普遍．反滲透過(guò)程的開(kāi)發(fā)．早在60年代我國(guó)也已開(kāi)發(fā)成功，對(duì)于膜材料的研制水平也不斷提高，但尚未達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，還不能使用于大量的海水淡化工程．努力加強(qiáng)膜材料的研究和設(shè)計(jì)管理刻不容緩．
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