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世韩8040海水淡化膜技术的发展及延伸

  40多年来,RO从一个概念,至实验室最终成为目前股盐技术中的姣姣者,是大量创新的思维,创新的技术编织而成的结果。RO技术可认为已接近发展的顶峰期,但仍有相当大的余地可进一步发展,特别是集成工艺方面,将是RO更大发挥优势的主要方向。

  海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。早在50年代,为解决“水的危机”,美国从52年起专设盐水局,74年后转为资源技术局,不断推进水资源和脱盐的技术进步,其中反渗透法海水淡化(SWRO)就是1953年据膜和海水界面有一纯水层而提出的;73年日本通产省下设造水促进中心,专门研究节能的脱盐技术,欧洲则在尤里卡等计划下推动海水淡化的发展,它们也都以膜法为重点。经过近50年的研究、开发和产业化,SWRO自70年代进入海水淡化市场之后,发展十分迅速。RO用膜和组件已相当成熟,组件脱盐率可高达 99.5%以上,有约20年的经验积累, SWRO工艺过程也逐渐成熟,近年来,功交换器和压力交换器的开发成功使能量回收效率都高达90%以上,从而使SWRO的本体能耗在3kWh/m3淡水以下,成为从海水制取引用水廉价的方法,进一步增强了SWRO的竞争力。

  近几年来,在国际海水淡化招标中,世韩8040海水淡化膜以投资较低,能耗较省,成本较低,建造周期短等优势而屡屡中标。世韩8040海水淡化膜所以能如此成功,与其在膜、组器、设备和工艺等方面的创新性开拓是分不开的。

  下面是着几方面的简要的发展概况:

  1.反渗透的一些重大的创新进展

  1.1反渗透膜的进步

  在反渗透膜发展的历史中,不对称膜和复合股的研发是创新的两个范例。

  1.1.1 不对称膜

  Loeb和Sotrirajan于1960年制得了世界上第一高股盐率,高通量,不对称醋酸纤维素(CA)反渗透膜,其创新在于,以往的膜皆为均相致密膜(约0.lmrn厚),传质速度极底,无实用价值,而不对称膜仅表皮层是致密的(约0.2m厚)就这一点,是传质速度提高了近3个数量级,表1给出了1968年研制的CA-CTA膜的性能。目前通用的CA反渗透膜多用于表面水处理,表2给出了其基本的膜性能。

  1.1.1 复合膜

  不对称膜在高压下中间过渡层有压密现象,使水通量下降,为此在1963年提出了复合膜的概念,其创新点在子膜的脱盐层和支撑层分别由优选的材料来制备,如脱盐层(约0.2m厚)是芳香族聚酰胺,支撑层是聚砜,这是膜的性能进一步提高,表3给出了复合膜的典型性能。

  2. SWRO技术的延伸

  2.1 RO脱盐技术

  除SWRO淡化,解决沿海地区和岛屿用水紧张状况之外,RO广泛用于苦咸水淡化以及纯水和超纯水的制备,并成为较经济的工艺过程。其中,纯水和超纯水的制备约占RO市场的70—80%,涉及电子、电力、化工、石化、医药、饮料、食品、冶金等各行业;苦咸水淡化将在西部大开发中进一步发挥作用。

  2.2 RO预浓缩技术

  在膜下游获得淡水的同时,上游料液被浓缩,由于渗透压的限制,将无机盐和小分子物质浓缩到10%左右是经济的,这已在化工、医药、食品和中草药等领域得以应用,在环保方面,RO也用于电镀、矿山、放射、垃圾渗滤等废水的浓缩处理,水回用或达标排放。

  2.3 RO集成工艺

  RO膜过程有其特点也有其限度和使用要求,为了发挥RO的优势,采用集成膜过程是十分重要的。如上述的纯水和超纯水制备、物料的浓缩、海水的全利用等基本上都是RO与其他技术集成的。RO发挥了其脱盐和预浓缩的作用。

  2.4 纳滤(NF)

  纳滤膜和工艺都是在RO膜和工艺研发的基础上形成的,NF膜的孔径在纳米级,其对单价盐类易透过,而对多价盐和分子量1000以下的物质截留率很高,这一特点,决定了其在饮用水净化、水软化及生物、医药、化工等行业的分离、净化和浓缩中的广泛应用,成为改造传统生产工艺,开发新工艺过程方面的一项重要技术。

  3、海水淡化的技术经济评价

  海水淡化的技术经济评价是正确把握技术方案的重要环节之一,在大多数情况下是决定性的。该评价是在统一可比的条件下,对各方案进行综合分析,既考虑技术上的先进、高效、可靠性、安全、简便和灵活等,又要考虑经济上的节能降耗、投资省、成本低、人工少等,还应考虑环境因素,如是否有三废和处理措施及对环境的影响等。

  严格按照技术经济评价的原则、标准和方法,遵循评价采用的各个步骤,在技术经济综合分析的基础上,确定各方案的优劣并提出取舍意见。下面仅给出近几年国际招标和咨询的一个海水淡化工程的例子。

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