海水淡化工艺方案

预处理 保安过滤器 除氯还原剂 反渗透膜组件 混凝剂 高压泵 杀菌剂 电动机 消毒剂 杀菌剂 能量回收 海水 澄清池 原水池 浓水 产品水 图2-3 典型的海水反渗透工艺流程图

海水反渗透(SWRO)系统所需的能量决定于进水的含盐量、系统的浓缩倍率、进水温度及产品水的水质，其能耗一般为9～10kW?h/m3，若有能量回收装置，则所需能耗为3.5～6kW?h/m3。

海水反渗透SWRO设备除膜组件、高压泵、能量回收装置需要进口外，其它设备和器件均可以在国内加工制造，设备投资以及制水成本相对较低。 2.3 海水淡化工艺主要技术性能对比

常用的海水淡化工艺主要技术性能见表2-1。

表2-1 海水淡化工艺技术比较

海水淡化工艺比较 产品水水质(mg/L) 电耗(kW?h/m) 3 SWRO 200?500 3.5?6.0 （有能量回收） LT－MED－TVC 1?10 1?2 MSF 1?10 1.5?4 装置热耗 （kJ/ kg） 进水预处理 ? 190?400 190?400 需设置完善的预处理系统 35％?55% 要求进水浊度 进水水质要求较低 小于20mg/L?300mg/L 25％?40％（含冷却水量） 海水利用率 （或回收率） 排出海水的浓度 原海水的1.6?1.9倍 相对较小 原海水的1.5?1.8倍 原海水的1.7?2.2倍 最大单机产水量3（m/d） 68190 91000 海水淡化工艺比较 操作弹性（％） SWRO 不限 LT－MED－TVC 40～110 MSF 80～110 从表2-1可以看出，蒸馏法与反渗透法的主要技术区别在于：对进水水质的要求不同；单机产水量的不同；变工况能力的不同；能（热）耗的不同等。蒸馏法在装置规模、预处理系统的要求、出水水质、运行可靠性以及电耗方面具有明显优势，但蒸馏法的总能耗比SWRO法高；从海水用量上看，由于SWRO法水的利用率高，因此取水量较少。在变工况能力上，SWRO法则没有限制。

与LT－MED－TVC相比，MSF装置单机容量大，对进水的水质要求低，但其变工况能力差，抽汽参数高，工作温度高，设备投资大，因而运行费用高。因此对于蒸馏法工艺推荐选用LT－MED－TVC方案。本专题将对SWRO和LT－MED－TVC两种工艺进行技术经济比较，结合各淡水用户的用水需求确定海水淡化工艺。 3 电厂海水淡化方案选择 3.1 海水淡化系统设计条件

按满足电厂自用的2X104m3/d海水淡化规模及向地方供水的40X104m3/d海水淡化规模分别进行比较。

3.2 反渗透膜法（SWRO）海水淡化技术方案(方案一) 3.2.1 海水反渗透预处理系统的选择

海水反渗透，其预处理的目的是防止悬浮杂质、有机物、胶体物质、细菌、微生物等附着在膜表面或堵塞膜元件水流通道，防止海水膜表面结垢沉淀，确保海水膜免受机械和化学损失，使膜保持良好的性能和足够长的使用寿命。根据海水的取水方式不同、所处的水域水质不同，以及采用的海水淡化技术不同，采用的预处理方式不同。

预处理系统的形式有：混凝、沉淀（澄清）、过滤（活性炭过滤器、多介质过滤器微滤、超滤、纳滤）等。

常规的混凝澄清、介质过滤的预处理方式在目前已运行的海水反渗透系统中应用较多、运行使用时间较长，但其占地面积大，系统复杂，操作费力，运行维护都需特别精心才能使反渗透膜不受到污染。超滤（微滤）预处理方式在水处理领域已应用多年，也有许多成功的经验。微滤（超滤）对海水中的胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力，其去除率好于常规的预处理方式，采用微滤(或超滤)作为海水反渗透的预处理，可以满足反渗透的

进水水质要求。此技术由于改进了反渗透进水水质，不仅延长了海水反渗透的清洗周期、反渗透膜的使用寿命，而且有助于提高系统的回收率、降低运行费用。且新技术占地面积小，操作、维护简单。

电厂一般情况下海水水质较好、悬浮物及泥沙含量较少，根据相关工程的经验，海水反渗透淡化系统预处理可采用直接超（微）滤装置。 3.2.2 海水淡化系统设置

1）工艺流程

海水—自清洗过滤器—超滤—海水反渗透—淡水箱—用户 2）SWRO系统配置及设计参数 制水规模：2X104m3/d；4X104m3/d 单机容量：200m3/h；400 m3/h 设备套数：5套；50套

反渗透海水淡化的回收率：40%~45%

产品水水质：TDS (固体溶解物总量) 300~500mg/L 设计水温：15℃~35℃ 3.2.3 淡化站布置

海水淡化站建（构）筑物包括：超滤、反渗透设备间，设备间内设置控制室、加药间、过滤间、水泵间、配电间等，室外设置各类水箱(池)等设施。

海水淡化站占地分别约105m×50m，105mX400m。

3.3 低温多效（LT－MED－TVC）蒸馏法海水淡化技术方案(方案二) 3.3.1淡化工艺流程

低温多效淡化装置对进水的水质要求不高，鉴于本工程取水海域水质较清、泥沙含量少，进入海水淡化站的海水水质较好。因此，本工程不设置预处理。为防止设备结垢，在进料液中加入聚磷酸盐类阻垢剂。为防止海生物孳生，设置次氯酸钠加药系统，以对进入的海水进行杀菌灭藻处理。

工艺流程为：

海水——海水取水泵——MED装置——淡水箱/池——用户 3.3.2 海水淡化系统配置及设计参数

制水规模：2X104m3/d；4X104m3/d 单机容量：10000 m3/d；25000 m3/d

设备台数：2台；16台 造水比：12.5

产品水水质： TDS(固体溶解物总量)?5mg/L。 抽汽量：两台机共67t/h；1334t/h

抽汽参数：压力为0.55MPa（暂定），温度为300℃ 3.3.3 海水淡化站布置

低温多效设备露天布置，另设控制室、加药间、配电间等。室外布置淡水池和水箱等设施。淡化站占地分别约130m×80m；180m×560m。 4 海水淡化方案的经济比较 4.1 自用型海水淡化厂的经济比较

对于与发电工程配套的自用型20000 m3/d海水淡化装置，热法耗汽量约为67t/h，不影响电厂的发电量，所产淡水为电厂自用，因此两种海水淡化方案的经济比较仅针对其对发电厂本身的上网电价及煤耗的影响来进行。 4.1.1 比较计算的条件

1）年发电量按发电年利用小时5500h计算，为110×108 kW?h。 2）厂用电

厂用电包括发电厂用水电和淡化用电两部分，两个方案的发电厂用电率差别很小，均按5％考虑。

反渗透方案耗电：淡化站电耗3.5kW?h/m3，用于锅炉补给水处理的淡水反渗透0.5kW?h/m3（为便于计算比较，淡水反渗透电耗按淡化站产淡水量进行了折算），总电耗4.0kW?h/m3

低温多效蒸馏方案耗电：淡化站电耗1.5kW?h/m3 3）工程投资

根据近期国内海水淡化项目的实施情况，LT?MED?TVC海水淡化装置投资约为8000?10000元?d /m3，SWRO海水淡化装置为4000?5000元?d /m3，淡水反渗透为600~650元?d /m3。本报告暂按上限取值，即：方案一取5000元?d /m3，方案二取10000元?d /m3。

4）运行维护费用

两个方案的发电部分维修费用基本相同。