西班牙加那利群島反滲透海水淡化新工藝

1、第二篇西班牙加那利群島反滲透海水淡化新工藝摘要Lanzarote是加那利群島中的一個(gè)島嶼，在西班牙各種大規(guī)模海水淡化系統(tǒng)方面居于開(kāi)創(chuàng)性的地位，該島上的某些老系統(tǒng)已經(jīng)到了閑置淘汰的地步，遭閑置淘汰的原因不是能耗太高就是裝置已經(jīng)到了使用壽命的末期，它們僅僅作為旅游旺季用水高峰期的備用，因而需要建造新的反滲透海水淡化系統(tǒng)，新建系統(tǒng)要求其回收率在50%左右時(shí)，產(chǎn)水含鹽量低(50mgL)，而且能耗也要低。本文介紹了成功地滿足這一要求的新設(shè)計(jì)工藝，

2、就是于1999年底開(kāi)始建造并投運(yùn)的Lanzarote四期海水淡化系統(tǒng)，在一級(jí)海水淡化部分采用了FILMTEC新型高產(chǎn)水量反滲透海水膜元件SW30380(非高脫鹽率產(chǎn)品)，在二級(jí)深度脫鹽部分采用了FILMTEC超低壓膜元件BW30LE440，本文給出了具體的操作參數(shù)，并且與傳統(tǒng)的反滲透海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行了比較。關(guān)鍵詞：二級(jí)反滲透海水淡化工藝，F(xiàn)ILMTEC膜元件，反滲透1.引言西班牙加那利群島，是一個(gè)由七個(gè)主要島嶼組成的群島，位于北回歸線北

3、緯28度的位置，由于地理位置及四季如春的氣候而被稱為“幸運(yùn)島”。這里已經(jīng)發(fā)展成為備受世界歡迎的旅游勝地，每年游客達(dá)1千多萬(wàn)人次。伴隨旅館業(yè)、體育與其它相關(guān)行業(yè)及專業(yè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人口不斷增長(zhǎng)，當(dāng)?shù)氐纳钏揭嗖粩嗵岣?，而水資源匱乏的狀況卻在一天天加重，為了解決缺水的問(wèn)題，以海水淡化為依據(jù)的基礎(chǔ)水設(shè)施建設(shè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。Lanzarote島以其火山景觀而名揚(yáng)天下，它是西班牙最早安裝海水淡化系統(tǒng)的地方，一些建于20世紀(jì)70年代和80年代的老

4、系統(tǒng)主要采用多級(jí)閃蒸(MSF)和多效蒸錙(MED)工藝。近期建造的6萬(wàn)噸天的海水淡化系統(tǒng)則采用了反滲透海水淡化工藝。從1997年左右起，部分海水淡化裝置遭閑置，有些是因?yàn)槟芎奶撸行┦且驗(yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)到了使用壽命末期，這些系統(tǒng)僅在旅游旺季用水高峰時(shí)期使用，通常為夏季和圣誕節(jié)前后，作為常年運(yùn)行的新建反滲透淡化廠的補(bǔ)充。另一方面淡化廠的規(guī)模需要增加，除了島上游客人數(shù)增加之外，伴隨著建筑業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致了島上永久居留人口數(shù)量的不斷增加。出于

5、上述原因，決定公開(kāi)投標(biāo)新建一座2萬(wàn)噸天的反滲透海水淡化廠，以滿足對(duì)淡水的當(dāng)前和今后幾年的需求。由于考慮到用戶的各種情況，包括因反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水含鹽量比飲用水標(biāo)準(zhǔn)低，必須讓其與高含鹽量的水進(jìn)行混合，但仍必須滿足飲用水水質(zhì)的規(guī)定，新建海水淡化反滲透產(chǎn)水含鹽量設(shè)定為50ppm而不是常規(guī)的400ppm。另一個(gè)要求是該系統(tǒng)即便是全部采用兩級(jí)反滲透工藝過(guò)程，仍必須與附近的傳統(tǒng)一級(jí)反滲透海水淡化系統(tǒng)的噸水單位能耗相當(dāng)，這一要求只有采用新一代的海水淡化膜

6、元件才能達(dá)到。該元件命名為FILMTECBW30LE440，BW表示苦咸水的意思，LE表示低能耗的意思，440是膜元件的有效膜面積，以平方英尺計(jì)，表1列舉了兩種元件的主要性能規(guī)范。表1Lanzarote四期FILMTEC反滲透元件性能元件類型SW30380BW30LE440級(jí)12標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量gpd(lhr)8000(1260)11500(1820)標(biāo)準(zhǔn)壓力(bar)5510.3典型脫鹽率%99.199.0最新的膜產(chǎn)水量和脫鹽率性能分別提高

7、到9000gpd，99.4%2.2系統(tǒng)規(guī)模和投運(yùn)時(shí)間該海水淡化工廠設(shè)有4個(gè)系列，每個(gè)系列一級(jí)反滲透規(guī)模為5600m3d，產(chǎn)水目標(biāo)含鹽量為1000ppm(mgL)，該一級(jí)產(chǎn)水然后進(jìn)入二級(jí)反滲透，其產(chǎn)水量為5000m3d，最終目標(biāo)產(chǎn)水含鹽量要求低于50ppm。其中三個(gè)系列于1999年9月～11月之間投運(yùn)，第四個(gè)系列于2000年1月投運(yùn)，工廠的實(shí)際結(jié)果遠(yuǎn)優(yōu)于原設(shè)計(jì)預(yù)期值，實(shí)際產(chǎn)能也大于21000m3d，產(chǎn)水總含鹽量低于35mgL。2.3RO系

8、統(tǒng)的構(gòu)造每組系列原始設(shè)計(jì)采用7芯元件的壓力外殼95支，后來(lái)減少為85支，原因是實(shí)際的膜元件平均產(chǎn)水量略高于最初的模擬試驗(yàn)時(shí)的產(chǎn)水量。在投運(yùn)初始階段決定每個(gè)系列僅安裝75支外殼，其理由是，元件經(jīng)過(guò)測(cè)試后仍具有很高的產(chǎn)水量，而且最終用戶并不希望在投運(yùn)初期操作壓力太低。二級(jí)反滲透采用二段排列組合24:8，也選用了含7支元件的壓力外殼。在投運(yùn)初期，二級(jí)系統(tǒng)進(jìn)水壓力9.9～10.2bar，由一級(jí)反滲透的產(chǎn)水壓力直接驅(qū)動(dòng)，二級(jí)反滲透的段間沒(méi)有設(shè)置段

9、間增壓泵，但同樣因?yàn)樵?shí)際產(chǎn)水量比額定值高，現(xiàn)場(chǎng)決定將二級(jí)反滲透的排列組合降低至21:7，否則一級(jí)反滲透的操作壓力太低，能量回收透平的進(jìn)水負(fù)荷會(huì)太高，當(dāng)運(yùn)行8個(gè)月后，二級(jí)反滲透的操作壓力達(dá)到11.2bar，此時(shí)恢復(fù)了24:8的原設(shè)計(jì)排列方式。2.4比較在進(jìn)水含鹽量和主要操作參數(shù)與Lanzarote很相似的其它反滲透海水淡化廠中，當(dāng)回收率按45%運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)水含鹽量為310ppm，為了進(jìn)行條件相同的對(duì)比，假設(shè)該含鹽量的90%的一級(jí)產(chǎn)水進(jìn)入