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3.反渗透法
又叫超过滤法,一种膜分离淡化法 原理：利用只允许溶剂透过、 不允许溶质透过的半透膜,将海水 与淡水分隔开。通常情况下,淡水 通过半透膜扩散到海水一侧,从而 使海水一侧的液面逐渐升高,直至 一定高度才停止,这个过程为渗透. 此时,海水一侧高出的水柱静压即 渗透压.如果对海水一侧施加一个大 于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。 • 优点：节能。 • 技术发展趋势：降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉 价高效预处理技术，增强系统的抗污染能力等。
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第二节 中国海水利用行业的发展分析
• 一、中国海水综合利用的状况 • 海水淡化逐步在沿海地区实现；除了直接利用海水、海水 淡化之外，还涉及到海水化学资源的综合利用，即从海水 里提取化学元素、化学品并进行深加工。 • 二、中国海水利用产业发展迅速 • 三、中国海水利用面临的局势 • 1.淡水资源短缺的形势要求加快利用海水资源 • 2.优化沿海城市水资源结构迫切要求加大海水利用力度 • 3.我国海水利用面临重要的发展机遇 • 四、中国海水利用技术发展综述
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第一节 海水淡化的概念及意义
• 三、海水淡化的意义 • 大力发展海水淡化技术产业，对缓解当代水资源短缺、供 需矛盾日趋突出和环境污染日益严重等一系列重大问题具 有深远的战略意义。
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第二节 海水淡化工艺分析
• 一、海水淡化的方法 • 1.蒸馏法：蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程， 其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形 成雨，而雨是不带咸味的。 • 根据所用能源、设备、流程不同主要分为：设备蒸馏法、 蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。 • 2.冷冻法：即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰 的同时盐被分离出去。 • 弊端：冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法 会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而得到的 淡水却并不多；冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡 水味道却不佳，难以使用。 两种方法均不理想。
海水淡化技术
性质： 专业拓展课程，专业选修课
内容：
海水淡化概述、海水利用概述、 中国以及世界海水淡化产业分析、
中国主要地区海水淡化进展状况、
海水淡化的主流技术及特点。
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方法：
课前预习 认真听课 归纳概括 读书笔记
考核：
考查
日常(笔记为准)30%+期末70%
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第一章 海水淡化概述
第一节 海水淡化的概念及意义 第二节 海水淡化工艺分析
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第二节 海水淡化工艺分析
• 二、影响海水淡化工艺选择的因素 • 选择海水淡化预处理工艺流程，主要考虑待处理的海水水 质，同时考虑使用地点、方式、管理水平以及海水淡化膜 的性能等因素，做到既降低成本、简化操作，又能满足进 水的水质要求。
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第二节 海水淡化工艺分析
• • • • 三、海水淡化的预处理工艺 1、反渗透膜淡化海水，原水预处理工艺流程 原水预处理的目的：预防微生物污染和结垢。 预处理主要方法：加氯杀菌、凝聚沉淀、多介质过滤、加 酸调PH值、加阻垢剂、加还原剂、保安过滤等（保安过滤 指的是水从微滤滤芯（精度一般小于 5μm) 的外侧进入 滤芯内部，微量悬浮物或细小杂质颗粒物被截留在滤芯外 部的过程），它要求进水浊度低于1mg/L，污染指数为2-3 （污染指数：是综合表示进料中悬浮物和胶体物质的浓度 和过滤特性，表征进料对微孔滤膜堵塞程度的一个指标).
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第二节 海水淡化工艺分析—海水淡化的方法
• 8.压汽蒸馏 • 内容：海水预热后,进入蒸发器,并在蒸发器中部分蒸发。 所产生的二次蒸汽经压缩机压缩增大压力后，引入到蒸发 器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，并实现了热能 的循环和利用。 • 9.水电联产 • 水电联产:是指海水淡化水和电力联产联供。 • 海水淡化成本——电力和蒸汽成本，水电联产可以利用电 厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，实现能源高效 利用，降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和 发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建 设模式。
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反渗透膜淡化海水，原水预处理工艺流程
• 污染指数SDI值:表征水质好坏，要求反渗透设备给水的 SDI值小于5（一般为3-5）。 • 絮凝剂（三氯化铁）：通过混凝除去海水中的胶体、悬浮 杂质、降低浊度。选用三氯化铁作絮凝剂，具有温度影响 小、矾花大而结实、沉降速度快等优点。 • 过滤：海水经管网中投加1.8mg/L的三氯化铁，混凝后采 用双层滤料过滤和活性炭过滤，过滤出水的SDI值控制在 3-5之间；滤器采用钢衬板，外涂船用漆，过滤器直径2m， 内设ABS水帽布水和不锈钢管排布气，滤速在7-8m/h；利 用反渗透排放的浓缩海水作为过滤器反冲洗水。
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海水淡化的预处理工艺
• 2.蒸馏法淡化海水，原水预处理工艺流程 • 优点：不受原水浓度限制，产淡水的纯度高，可充分利用 廉价热源，应用广泛，占70%以上的比例。 • 原水预处理的目的：防止设备腐蚀与结垢。将海水浓缩倍 数控制在1.5-2.0条件下，加缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂， 可极大减缓设备腐蚀、结垢和微生物附着。 • 阻垢剂:马来酸酐和聚羧酸酯。聚羧酸酯不仅抑制结垢,还 能分散悬浮物,使多级闪蒸浓水温度范围达到95-110℃. • 预处理可采用如下流程： • (1)海水(加杀菌剂)→沉沙池(加硫酸)→填料塔脱气(加聚 羧酸酯)→多级闪蒸淡化装置； • (2)海水(加杀菌剂)→沉沙池(加杀菌剂、FeCl3、聚电解 质)→混凝沉淀设备(加阻垢剂)→多效蒸发装置。
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第二节 海水淡化工艺分析—海水淡化的方法
• 5.低温多效蒸馏法 • 多效蒸发：是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发， 前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并 冷凝成为淡水。 • 低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一，发展迅速。 发展趋势：提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工 程造价，提高操作温度，提高传热效率等。
•
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海水利用的范围
• 2.用海水做树脂的再生还原剂和溶剂 • 锅炉水的软化处理，传统的方法是采用自来水配制5—8％ 浓度的食盐水溶液，对树脂浸泡，进行再生还原。为了节 水，沿海城市采用海水代替食盐水，并已取得了成熟的经 验。 • 3.海水化盐 制碱工业的主要原料是原盐——氯化钠。 每生产一吨纯碱可利用海水中的氯化钠120一150kg。 • 4.海水洗涤 • 沿海城市水产养殖场、水产加工厂、冷藏厂等大量使用海 水代替淡水初洗鱼、虾，在海带加工中，大量使用海水。 • 5.海水用于印染 • 6.卫生及消防用海水 • 三、海水淡化利用 • 饮用水；农业用水.
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反渗透膜淡化海水，原水预处理工艺流程
• 除去难溶无机盐： • 因海水浓缩会产生难溶无机盐，如碳酸钙、硫酸钙，在反渗 透膜表面和系统管道件上结垢沉淀，若加入六偏磷酸钠可以 有效防止钙、镁沉淀，但磷酸盐是细菌、微生物和藻类生长 的营养剂，会加快这些生物的繁殖。经济的方法是加硫酸， 调节反渗透系统给水pH值在6.8-8.0之间，加入量约1.2mg/L， 分解海水中的重碳酸盐，防止碳酸钙沉淀，同时控制海水淡 化系统水回收率，防止硫酸根过量产生硫酸钙↓. • 保安过滤器：保安过滤器采用滤孔为5um,过滤进入高压泵前 的海水,阻挡直径>5um的颗粒杂质,确保高压泵、能量回收装 置和反渗透膜组件的安全、长期运行。 • 反渗透淡化系统发展趋势:采用集成膜技术，将微滤、超滤、 纳滤和反渗透组合起来。集成膜技术系统优点：可靠性高、 对原水的水质变化不敏感、操作费用低。
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反渗透膜淡化海水，原水预处理工艺流程
• 预处理工艺流程有以下几种方案： • (1)海水（加杀菌剂、FeCl3、聚电解质）→絮凝槽→重力 过滤器（加杀菌剂、还原剂）→活性炭过滤器（加硫酸、 阻垢剂）→0.5μｍMF筒式过滤器→反渗透膜组件； • (2)海水→9.5mm隔栅 →双介质过滤器（加硫酸）→保安 过滤器→软化器（加还原剂）→反渗透膜组件； • (3)海水（加杀菌剂）→ 多介质过滤器（加FeCl3、还原 剂）→多介质过滤器（加还原剂）→活性炭过滤器（加硫 酸阻垢剂）→保安过滤器→反渗透膜组件； • (4)海水（加杀菌剂、FeCl3）→多介质过滤器 →自动冲 洗过滤器 →超（微）滤装置 →保安过滤器（加硫酸、阻 垢剂）→反渗透膜组件。 • 上述流程可以根据水质情况合理优化。
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第二节 海水淡化工艺分析—海水淡化的方法
• 4.太阳能法 • 早期是利用太阳能进行蒸馏，即太阳能蒸馏器。盘式太阳 能蒸馏器，150年的应用历史。结构简单、取材方便，至 今仍被广泛采用。 • 目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、 各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用 等方面。 • 采集太阳能和太阳能脱盐工艺两个系统的结合是可持续发 展的海水淡化技术。不消耗常规能源、无污染、所得淡水 纯度高等优点，逐渐受到人们重视。
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第二节 海水淡化工艺分析—海水淡化的方法
• 6.多级闪蒸 • 闪蒸定义：一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部 分海水急骤蒸发的现象。 • 多级闪蒸海水淡化方法：将经过加热的海水，依次在多个 压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，蒸汽冷凝而得到淡水。 • 多级闪蒸，产量最大，技术最成熟，运行安全性较高，弹 性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型海水 淡化装置，主要在海湾国家采用。 • 发展趋势：提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗， 提高传热效率等。
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第一节 海水淡化的概念及意义
• 一、海水淡化的定义 • 海水淡化：即利用海水脱盐生产淡水。 • 它是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量， 且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保 障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。 • 二、海水淡化处理的原因 • 为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的解决已经 迫在眉睫，这也是进行海水淡化处理的原因。
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第二节 海水淡化工艺分析—海水淡化的方法