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島嶼，在西班牙各種大規(guī)模海水淡化系統(tǒng)方面居于開創(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，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)計工藝，

2、就是于1999年底開始建造并投運的Lanzarote四期海水淡化系統(tǒng)，在一級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，是一個由七個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，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)得到了長足的發(fā)展。Lanzarote島以其火山景觀而名揚天下，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)主要采用多級閃蒸(MSF)和多效蒸錙(MED)工藝。近期建造的6萬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，有些是因為能耗太高，有些是因為系統(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期使用，通常為夏季和圣誕節(jié)前后，作為常年運行的新建反滲透淡化廠的補充。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，決定公開投標(biāo)新建一座2萬噸天的反滲透海水淡化廠，以滿足對淡水的當(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。另一個要求是該系統(tǒng)即便是全部采用兩級反滲透工藝過程，仍必須與附近的傳統(tǒng)一級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，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)模和投運時間該海水淡化工廠設(shè)有4個系列，每個系列一級反滲透規(guī)模為5600m3d，產(chǎn)水目標(biāo)含鹽量為1000ppm(mgL)，該一級產(chǎn)水然后進(jìn)入二級反滲透，其產(chǎn)水量為5000m3d，最終目標(biāo)產(chǎn)水含鹽量要求低于50ppm。其中三個系列于1999年9月～11月之間投運，第四個系列于2000年1月投運，工廠的實際結(jié)果遠(yuǎn)優(yōu)于原設(shè)計預(yù)期值，實際產(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)計采用7芯元件的壓力外殼95支，后來減少為85支，原因是實際的膜元件平均產(chǎn)水量略高于最初的模擬試驗時的產(chǎn)水量。在投運初始階段決定每個系列僅安裝75支外殼，其理由是，元件經(jīng)過測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初期操作壓力太低。二級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。在投運初期，二級系統(tǒng)進(jìn)水壓力9.9～10.2bar，由一級反滲透的產(chǎn)水壓力直接驅(qū)動，二級反滲透的段間沒有設(shè)置段

9、間增壓泵，但同樣因為元件實際產(chǎn)水量比額定值高，現(xiàn)場決定將二級反滲透的排列組合降低至21:7，否則一級反滲透的操作壓力太低，能量回收透平的進(jìn)水負(fù)荷會太高，當(dāng)運行8個月后，二級反滲透的操作壓力達(dá)到11.2bar，此時恢復(fù)了24:8的原設(shè)計排列方式。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%運行時，產(chǎn)水含鹽量為310ppm，為了進(jìn)行條件相同的對比，假設(shè)該含鹽量的90%的一級產(chǎn)水進(jìn)入