海水淡化的核心過程是反滲透過程。它由高壓泵、能量回收裝置 和反滲透膜組成。
在進(jìn)入海水反滲透膜之前,清潔的海水由高壓泵加壓,壓力通常在 55 至 85 barg之間,具體取決于水的溫度和鹽度。
能量回收裝置(ERD)
RO 膜上的壓降約為 1.5 至 2 barg,具體取決于每個壓力容器的元件數(shù)量,因此濃縮液在高壓下釋放。借助能量回收裝置,可以重復(fù)利用濃縮液中的能量。濃縮物被引導(dǎo)至 ERD,在那里它直接將其能量傳遞給部分進(jìn)入的給水。
能量回收有兩個主要概念:
示例:
海水流量:100 m3/h 應(yīng)用壓力:75 bar R.O. 回收率:40%
產(chǎn)水流量:40 m3/h 不帶能量回收裝置所需功率:300 kW
比能量:300/40 = 7.5 kWh/m3
能量回收渦輪機(jī)所需功率:177 kW
比能量:177/40 = 4.4 kWh/m3
壓力交換器所需功率:140 kW
比能:140/40 = 3.5 kWh/m3
設(shè)備類型節(jié)能成本
能量回收渦輪機(jī) (ERT)30-40%+
壓力交換器 (PX)50-60%++
海水淡化中最常用的 RO 膜是螺旋纏繞薄膜復(fù)合膜。它們由一張像信封一樣密封并纏繞成螺旋狀的平板組成。
螺旋纏繞式反滲透膜
典型的膜直徑有 3 種:2.5"、4" 和 8"。海水 RO 膜的滲透流量范圍為 1.4 至 37.9 m3/d,因此通常需要許多膜才能滿足工廠滲透水生產(chǎn)要求。
薄膜復(fù)合材料海水反滲透膜由陶氏化學(xué) (Filmtec)、Hydranautics、Osmonics (Desal) 和東麗制造。
膜串聯(lián)封裝在壓力容器中,每個壓力容器的膜元件數(shù)量可以從 1 到 8 個不等:
所需的膜和壓力容器的總數(shù)及其布置(陣列)取決于滲透物流量和施加的壓力,即鹽度和溫度。