膜分离技术在海水淡化中的应用—第三小组.ppt

膜分离技术在海水淡化中的应用 目录 ◆前言 ◆发展历史 ◆应用状况 ◆技术现状 ◆发展趋势 444444反渗透法 前言 ■海水淡化是自古以来人们的梦想之一 ■海洋作为淡水供应水源具有两大鲜明的特点 ——永不干枯和取之不尽。 ■世界上有50%以上的人口居住在沿海地区，沿海地区也是人口增长和经济发展的热点。海水淡化是沿海地区解决区域性淡水资源短缺，解决供水需求增长的有效途径。 海水淡化是自古以来人们的梦想之一 发展历史 19世纪出现了浸没式蒸发器； 第二次世界大战促进了脱盐技术的发展，但仍限于多效和压汽蒸馏； 20世纪50年代，美国意识到水资源的重要战略意义，专设盐水局，30年内拨专款14亿美元研发新的脱盐技术。 1954年电渗析（ED）实用化，1957年多级闪蒸（MSF）问世，1960年反渗透（RO）获突破性进展。1975年低温多效（LT-ME）商品化； 1990年后，随着RO膜性能的提高，价格的下降，高压泵和能量回收效率的提高，反渗透法成为投资最省，成本最低的海水淡化制备饮用水的过程。 2006年脱盐水产量在4.75×107m3/d以上，其迅猛增长的趋势是少见的；多级闪蒸技术占世界海水淡化装机容量的42%，反渗透技术占淡化装机容量的45%。 海水淡化市场分布 国内海水淡化应用现状 先后建立了日产百吨级、千吨级和万吨级反渗透海水淡化示范工程，我国的反渗透海水淡化技术已趋成熟。 截止2007年6月底，已建成投产的海水淡化装置总数为45套，合计产水能力13.24万m3/d；在建工程8个，合计产水能力8.46万m3/d。 浙江、山东、辽宁、河北和天津等是应用海水淡化技术的主要沿海省市。 反渗透（RO）和低温多效蒸馏（MED）是国内海水淡化工程中应用最多的方法。反渗透法约占70%；低温多效蒸馏法约占25%。 沿海城市建成或在建海水淡化装置产水量 应用现状 海水淡化方法主要有反渗透，MSF，LT-ME和压气蒸馏(VC)等。 多级闪蒸（MSF） 多级闪蒸（MSF） 就MSF技术本身近年来有所进展，但无重大突破。主要进展有单机容量进一步扩大，最高可达7.9万m3/d；多级闪蒸与水电一体化；过程集成---热膜耦合；採用新的管及蒸發室材料，试用高级奥氏不锈钢代替镍基合金；工藝改进有采用新型聚羧酸酯防垢剂，该剂兼抑垢和分散作用，可使MSF在95-110℃下运行，且用量少，对环境影响小；提高最高盐水溫度，增加级数和比熱交換面積及盐水循環流量；改进热回收和排热段以提高蒸发量；提高快速除霧功能和排放冷卻器功能等；运行管理方面开发了DROPS软件，可协调运行参数，使系统最佳化，并降低运行费用；延长服务期限，提高运行可靠性，减少停车维修，降低成本等等。目前MSF的能耗在10kWh/m3淡水以上。 低温多效 1.2.2.低温多效（LT-MED） MED为上世纪30年代的淡化方法，由于结垢和腐蚀等问题，更由于上世纪50年代MSF的出现，使之停滞不前。尽管美、日等国家投入大量资金改进提高，但自1975商品化以来，至今市场占有份额仍不足10%。 LT-MED操作温度在60-70℃，使结垢和腐蚀有所减缓，可使用较廉价的材料，以降低成本。一些改进工作有：装置规模大型化，使用较廉价的新材料和新设备，强化传热管等，提高最高盐水溫度和增加效数，使用高效的热泵等可有效提高造水比和利用末效热， 水电联产和热膜耦合联产有效降低海水淡化的成本；塔式设计，混凝土外壳等。通常能耗在6-8 kWh/m3淡水，该技术在利用低品位热能造水方面有一定的市场。 反渗透法 反渗透具有投资省、能耗低（无相变）、建设期短、占地少的特点，是海水淡化技术近二十年来发展最快的。除海湾国家外，美洲、亚洲和欧洲，大、中生产规模的装置多以反渗透法为首选。 发展趋势 反渗透膜技术发展速度与计算机技术相似,每过几年就会出现新而更有效的海水淡化膜和膜技术。 二十世纪九十年代后期，8英寸海水膜元件的标准产水量为18.9～22.7m3/d，脱盐率为99.6%；2003年，膜制造商推出了高产水量的 海水膜元件，产水量达到28.4 m3/d，脱盐率达到99.75%；仅过一年，市场上出现了更高产水量的海水膜元件，其产水量达到34.0m3/d，脱盐率为99.7%。在不远的将来，也许可期待45.4m3/d产水量，脱盐率更高的海水膜元件。 发展趋势 世界能源价格的上涨给海水淡化市场带来了巨大的压力，对海水淡化技术的发展提出了新的要求。进入二十一世纪，人们正致力于， 具有低能耗、抗污染、耐高温、高压和特种分离等性能的反渗透膜组器； 集成膜法、热膜偶合 (hybrid)海水淡化系统，充发发挥各种技术的特性，形成一个完整的系统工程，以降低制水成本，提高系统的可操作性； 开发低成本浓