反渗透技术在海水淡化处理工艺中的应用

陈淑杰 朱风芹

（山东南山铝业股份有限公司，山东 龙口 265713）

我国海水淡化工艺发展中，逐步形成以闪蒸工艺，低温处理工艺，反渗透工艺为基础，对我国海水资源进行淡化。在世界角度发展中，研究得知世界应用海水淡化装置进行处理，主要运用反渗透海水处理技术，反渗透海水处理技术虽然运用时间较短，但最大特点则为能耗低，节能环保，因此在未来发展中会逐步占据市场领先地位。

1 反渗透技术在海水淡化处理工艺阐述

海水淡化一直是一个梦想，但由于技术上的制约和价格上的限制，很难实现。1950年代，美国认识到水资源的战略重要性，并在世界大战危机之后，美国设立了一个专门的盐水机构，负责开发30年来所拥有的海水淡化技术，并拨出14亿美元用于开发新的海水淡化技术。反渗透广泛用于苦咸水淡化以及纯水和超纯水的制备，反渗透—电去离子（EDI）纯水制备技术，已完全取代了传统的阳阴离子交换工艺，与传统方法相比，被称为“绿色”纯水制备系统。

2 反渗透海水淡化工艺

反渗透技术主要分为：进水、预处理、反渗透过滤、能量回收和处理后的产品水，反渗透淡化工艺首先提取海水，通过预处理降低海水的盐含量。

2.1 混凝过滤预处理

反渗透海水淡化工艺操作中，海水周期性涨潮造成海水中一定的沉积物，改变海水的浊度，损坏泵和工艺管线，造成反渗透系统淡化不稳定。

2.2 投加阻垢剂和还原剂

由于海水成分复杂，具有很高的硬度和碱度以防止系统结垢，因此可以根据水质的具体情况添加一些阻垢剂。在反渗透预处理过程中，有必要添加还原剂以去除氧化剂，并保护反渗透膜免受损坏降解等问题出现，促进海水淡化质量。

2.3 过滤器过滤

首先要提升反渗透进水的质量问题，同时在混凝土过滤中加上砂滤器的使用，其次对细小悬浮颗粒进行有效处理，保障系统稳定，最后对海水淡化工艺流程进行完善。

2.4 反渗透海水淡化系统

此系统中海水处理技术是核心技术，包含保安过滤设备，药剂增加系统，高压给水泵，技术组件，能量回收，清洗系统等功能。

在反渗透海水淡化过程中，原始水在高压下进入逆渗透膜组件，经逆渗透膜组件处理后进入逆渗透膜组件的水是淡水，其余未进入反渗透膜的海水是浓缩的高浓度海水，可通过PX能量回收装置直接输送。

工艺流程：1）海水冷却系统废水管道收集的海水经高效斜板组合储槽泵入原海水储水池储存，由原海水供水泵提升，与混凝设备混合，用微涡流代替片状物；以及上层净水经cmf超滤膜过滤去除小固体，经预处理后进入水箱，制备一级反渗透用水。2）反渗透装置的第一级用于生产用5倍956s过滤的纯化海水；安全过滤器来自淡化水的第一级，部分通过能量回收装置与反渗透水的第一级进行能量交换（效率达到90%以上）再由增压泵加压至公称压力，另一部分由一级反高压泵加压至公称压力，二者混合，一级反渗透装置（二级）通过（通常为二级），在第二阶段（第二阶段），反渗透膜将水分子送入一级淡化槽，除生活饮用水和自用及进一步处理的去离子水外，剩余的淡化水将通过管网输送至生产工艺用水为每一个用户提供使用。浓海水中无机盐的浓度（含盐量5.6°Be'）可在浓海水中控制和收集，再抽至“浓海水提溴制盐综合利用工程”，距溴约2.8km，生产工业精制盐，是松木岛化工园区大化集团的纯碱，有色化工集团的苛性钠质量达标高质量原盐。3）矿化饮用水一次反渗透产生的脱盐水水质可达到或接近国家饮用水标准，但部分矿物质含量较低，矿化处理后需添加微量元素，并对其进行消毒处理符合国家标准GB5749-2006《各园区企业及周边居民生活饮用水纳入城市供水管网》的要求。

3 工艺过程的持续开发

3.1 微滤和超滤用于海水预处理

考虑到传统预处理技术的局限性，建议采用膜分离技术对海水进行反渗透预处理。采用微滤（MF）和超滤（UF）进行海水预处理，不仅在技术上可行，而且在经济上可行，采用MF或UF混合/多媒体过滤方法代替传统的过滤方法。

3.2 海水淡化新工艺的不断进步

1）180年代中期以后，反渗透膜的脱盐率达到99.2%以上，为第一次反渗透创造了条件，一次反渗透后的海水为饮用水，水回收率为30%～35%。2）高压一级海水淡化工艺是近年来为进一步提高海水淡化回收率而提出的新工艺之一，反渗透装置一级操作压力一般为5.5mpa，压力提高到8.0MPa，回收率由35%提高到50%以上，这不仅减少了水的流量，而且相应地减少了预处理厂和各种化学品的消耗。3）高效两段法，这是一种提高回收率的新工艺，是一级和两级工艺的改进，两级之间放置一个承压部分，一级浓海水通过压力和最终能量回收的结合进入二级，该工艺适用于新建的反渗透系统。

4 结语

综上所述，海水淡化行业是未来将有重大突破的新技术产业，通过降低能耗来控制成本非常重要。