浯嶼島海水淡化工程設(shè)計報告二

1、浯嶼島海水淡化工程設(shè)計報告（二）報告人：汪學龍、林桂添一、取水點的選擇一、取水點的選擇 浯嶼島的功能區(qū)分析 采樣點水質(zhì)分析 管道、運營、維護 結(jié)論結(jié) 論 選擇浯嶼島造船廠附近的海域作為取水點。 優(yōu)點： 取水點離海水淡化車間距離近，減少管道投資和方便運營管理以及后期設(shè)備維護。緊靠造船廠，電力供應充足。而且相比外海取水點，受海浪的影響比較小。二、取水方式的選擇二、取水方式的選擇1 1、海灘井取水、海灘井取水 在海岸線邊上建設(shè)取水井在海岸線邊上建設(shè)取水井, ,從井里取出經(jīng)海床滲濾過的從井里取出經(jīng)海床滲濾過的海水作為源水。由于經(jīng)過了天然海灘的過濾海水作為源水。由于經(jīng)過了天然海灘的過濾, ,海水中的顆海

2、水中的顆粒物被海灘截留粒物被海灘截留, ,濁度低濁度低, ,水質(zhì)好。水質(zhì)好。 條件：條件： （1 1）適合的為有滲水性的砂質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造。）適合的為有滲水性的砂質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造。 當海水經(jīng)過海岸過濾當海水經(jīng)過海岸過濾, ,顆粒物被截留在海底顆粒物被截留在海底, ,波浪、海波浪、海流、潮汐等海水運動的沖刷作用能將截留的顆粒物沖回大流、潮汐等海水運動的沖刷作用能將截留的顆粒物沖回大海海, ,保持海岸良好的滲水性保持海岸良好的滲水性; ; （2 2）海灘井取水系統(tǒng)是否被受污染的地下水污染。）海灘井取水系統(tǒng)是否被受污染的地下水污染。 （3 3）海水對海岸的腐蝕作用是否會對取水構(gòu)筑物的壽）海水對海岸的腐蝕作用是否

3、會對取水構(gòu)筑物的壽命造成影響等因素。命造成影響等因素。 不足之處不足之處: :建設(shè)占地面積較大、所取原水中可能含有鐵建設(shè)占地面積較大、所取原水中可能含有鐵錳以及溶解氧較低等問題。錳以及溶解氧較低等問題。2 2、深海取水、深海取水 通過修建管道通過修建管道, ,將外海的深層海水引導到岸邊將外海的深層海水引導到岸邊, ,再通過再通過建在岸邊的泵房為海水淡化工程供應海水。建在岸邊的泵房為海水淡化工程供應海水。 優(yōu)點：優(yōu)點： 取水位取水位 海面下海面下35 m35 m時時, ,沙、小魚、水草、海藻、水母沙、小魚、水草、海藻、水母及其他微生物的含量會減少及其他微生物的含量會減少2020倍倍, ,水質(zhì)較好

4、。水質(zhì)較好。 條件：條件： 適合海床比較陡峭適合海床比較陡峭, ,最好在離海岸最好在離海岸50 m50 m內(nèi)內(nèi), ,海水深度能海水深度能夠達到夠達到35 m35 m。如果在離海岸。如果在離海岸500 m500 m外才能達到外才能達到35 m35 m深海水深海水的地區(qū)的地區(qū), ,采用這種取水方式投資巨大。采用這種取水方式投資巨大。二、取水方式的選擇二、取水方式的選擇3 3、淺海、淺海取水取水 最常見的海水淡化取水方式最常見的海水淡化取水方式, ,雖然水質(zhì)較差雖然水質(zhì)較差, ,但由于但由于投資少、適應范圍廣、應用經(jīng)驗豐富等優(yōu)勢仍被廣泛采投資少、適應范圍廣、應用經(jīng)驗豐富等優(yōu)勢仍被廣泛采用。用。 一般

5、常見的淺海取水形式有一般常見的淺海取水形式有: : 海岸式、海島式、海海岸式、海島式、海床式等。床式等。海岸式取水海岸式取水條件：海岸陡、海水含泥沙量少、淤積不嚴重、高低潮條件：海岸陡、海水含泥沙量少、淤積不嚴重、高低潮位差值不大、低潮位時近岸水深度位差值不大、低潮位時近岸水深度1.0 m,1.0 m,且取水量較且取水量較少的情況。少的情況。優(yōu)點：取水系統(tǒng)簡單優(yōu)點：取水系統(tǒng)簡單, ,工程投資較低工程投資較低, ,運行管理集中。運行管理集中。缺點：易受海潮特殊變化的侵襲缺點：易受海潮特殊變化的侵襲, ,受海生物危害較嚴重受海生物危害較嚴重, ,泵房會受到海浪的沖擊。（可以通過設(shè)計兩套以上引水泵房

6、會受到海浪的沖擊。（可以通過設(shè)計兩套以上引水管線管線, ,并在引水管上設(shè)置閘閥或?qū)⒈梅吭O(shè)在距海岸并在引水管上設(shè)置閘閥或?qū)⒈梅吭O(shè)在距海岸101020 m20 m的位置來克服）的位置來克服）海島式取水海島式取水 條件：海灘平緩條件：海灘平緩, ,低潮位離海岸遠。要求建設(shè)海島取低潮位離海岸遠。要求建設(shè)海島取水構(gòu)筑物處周圍低潮位時水深水構(gòu)筑物處周圍低潮位時水深1.51.52.0 m,2.0 m,海底為石質(zhì)海底為石質(zhì)或砂質(zhì)且有天然或港灣的人工防波堤保護或砂質(zhì)且有天然或港灣的人工防波堤保護, ,受潮水襲擊可受潮水襲擊可能性小。可修建長堤或棧橋?qū)⑷∷畼?gòu)筑物與海岸聯(lián)系起能性小?？尚藿ㄩL堤或棧橋?qū)⑷∷畼?gòu)筑物與海

7、岸聯(lián)系起來。來。 優(yōu)點：供水系統(tǒng)比較簡單優(yōu)點：供水系統(tǒng)比較簡單, ,管理比較方便管理比較方便, ,取水量大取水量大, ,在海在海灘地形不利的情況下可保證供水。灘地形不利的情況下可保證供水。缺點：施工有一定難度缺點：施工有一定難度, ,取水構(gòu)筑物如果受到潮汐突變威取水構(gòu)筑物如果受到潮汐突變威脅脅, ,供水安全性較差。供水安全性較差。海床式取水海床式取水 條件：取水量較大、海岸較為平坦、深水區(qū)離海條件：取水量較大、海岸較為平坦、深水區(qū)離海岸較遠或者潮差大、低潮位離海岸遠以及海灣條件惡岸較遠或者潮差大、低潮位離海岸遠以及海灣條件惡劣劣( (如風大、浪高、流急如風大、浪高、流急) )的地區(qū)。的地區(qū)。優(yōu)

8、點：優(yōu)點：(1)(1)取水主體部分埋入海底取水主體部分埋入海底, ,將泵房與集水井建將泵房與集水井建于海岸于海岸, ,使泵房免受海浪的沖擊使泵房免受海浪的沖擊, ,取水比較安全；取水比較安全；(2)(2)能夠取到水質(zhì)變化幅度小的低溫海水。能夠取到水質(zhì)變化幅度小的低溫海水。缺點：缺點：(1)(1)自流管自流管( (隧道隧道) )容易積聚海生物或泥砂容易積聚海生物或泥砂, ,清清 除比較困難除比較困難;(2);(2)施工技術(shù)要求較高施工技術(shù)要求較高, ,造價昂貴。造價昂貴。 浯嶼島海水淡化取水點海岸相對平緩、但由于海底巖石較多，海水含泥沙量少、淤積不嚴重、人工建設(shè)港灣難度不大，且本項目的取水量較少

9、，可修建長提或棧橋?qū)⑷∷畼?gòu)筑物與海岸聯(lián)系起來。符合海島式取水方式，所以建議本項目采用海島式取水。 三、海水淡化工藝的選擇三、海水淡化工藝的選擇海水淡化技術(shù)熱法膜法多級閃蒸法低溫多效蒸餾壓氣蒸餾法反滲透納 濾電滲析熱法 熱法海水淡化裝置主要是利用沿海地區(qū)電廠、石化廠等產(chǎn)生的余熱作為熱源，對海水進行蒸餾。 適用于大型海水淡化工程。反滲透 反滲透法海水淡化是一種膜分離技術(shù)，反滲透膜能夠在外反滲透法海水淡化是一種膜分離技術(shù)，反滲透膜能夠在外加壓力作用下使水溶液中的某些組分選擇性透過加壓力作用下使水溶液中的某些組分選擇性透過, , 從而達到淡從而達到淡化、凈化或濃縮分離的目的?；?、凈化或濃縮分離的目的。

10、 適用于海水與苦咸水，規(guī)模不限，大中小型均能適應。適用于海水與苦咸水，規(guī)模不限，大中小型均能適應。反滲透海水淡化工藝 由于反滲透膜可以阻止無機鹽分子的通過，因此反滲透由于反滲透膜可以阻止無機鹽分子的通過，因此反滲透工藝技術(shù)可以用于海水淡化領(lǐng)域。工藝技術(shù)可以用于海水淡化領(lǐng)域。 可以分為三個部分：可以分為三個部分：預處理、反滲透和后處理。預處理、反滲透和后處理。 加上因膜污染而不得不進行的加上因膜污染而不得不進行的膜清洗膜清洗，所以反滲透工藝，所以反滲透工藝一般分四部分。一般分四部分。海水預處理海水預處理目的：目的：(1)(1)充分發(fā)揮反滲透淡化系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)越性。充分發(fā)揮反滲透淡化系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)越性

11、。 (2) (2)保證良好的設(shè)計性能和長時間的安全運行。保證良好的設(shè)計性能和長時間的安全運行。 (3) (3)保證膜的使用壽命（海水膜的使用壽命一般為保證膜的使用壽命（海水膜的使用壽命一般為3 3年年) )。 （4 4）去除泥沙、懸浮物、膠體、微生物、有機物、溶）去除泥沙、懸浮物、膠體、微生物、有機物、溶解氣體等會對下一步海水利用工藝產(chǎn)生有害作用的物質(zhì)或解氣體等會對下一步海水利用工藝產(chǎn)生有害作用的物質(zhì)或降低到一定程度使之符合下一步工藝對海水水質(zhì)的要求降低到一定程度使之符合下一步工藝對海水水質(zhì)的要求 預處理和清洗不合理，會導致滲透量下降，并需要更換預處理和清洗不合理，會導致滲透量下降，并需要更換

12、新的反滲透組件。因此，在反滲透工程設(shè)計上，必須仔細考新的反滲透組件。因此，在反滲透工程設(shè)計上，必須仔細考慮預處理系統(tǒng)，以確保反滲透組件的給水質(zhì)量合格。慮預處理系統(tǒng)，以確保反滲透組件的給水質(zhì)量合格。 2. 2. 海水預處理的主要方法海水預處理的主要方法 采用加氯消毒、凝聚過濾、加酸調(diào)節(jié)采用加氯消毒、凝聚過濾、加酸調(diào)節(jié)pHpH值、投入聚磷酸值、投入聚磷酸鹽做阻垢劑、消除余氯以及微濾等。鹽做阻垢劑、消除余氯以及微濾等。 沉淀：利用重力沉降去除中大的懸浮物顆?；蚣尤牖瘜W藥沉淀：利用重力沉降去除中大的懸浮物顆粒或加入化學藥劑使水中的暫時硬度生成沉淀物而除去。劑使水中的暫時硬度生成沉淀物而除去。 混凝：用

13、混凝劑使水中細小膠體物質(zhì)形成大顆粒的過程?；炷河没炷齽┦顾屑毿∧z體物質(zhì)形成大顆粒的過程。 澄清：將混凝過程產(chǎn)生的大顆粒物質(zhì)分離出去的過程。澄清：將混凝過程產(chǎn)生的大顆粒物質(zhì)分離出去的過程。 過濾：水經(jīng)裝有特殊介質(zhì)的裝置，截留水中雜質(zhì)的過程。過濾：水經(jīng)裝有特殊介質(zhì)的裝置，截留水中雜質(zhì)的過程。 軟化：采用化學藥劑、離子交換樹脂或納濾膜除去水中的軟化：采用化學藥劑、離子交換樹脂或納濾膜除去水中的納、鎂、鐵等離子的過程。納、鎂、鐵等離子的過程。 消毒：是指加入殺生劑、殺滅海洋污染生物的過程。消毒：是指加入殺生劑、殺滅海洋污染生物的過程。 脫氣：用來除去海水中的氧氣和二氧化碳等有害氣體。脫氣：用來除去

14、海水中的氧氣和二氧化碳等有害氣體。2. 2. 海水預處理的主要方法海水預處理的主要方法 采用多介質(zhì)過濾器和筒式過濾器等傳統(tǒng)方法進行采用多介質(zhì)過濾器和筒式過濾器等傳統(tǒng)方法進行 RO RO 處處理理, , 處理費用低處理費用低, , 但占地面積大、過濾精度低、出水受進水但占地面積大、過濾精度低、出水受進水水質(zhì)影響大水質(zhì)影響大; ; 而當處理污染重、水質(zhì)波動大的海水時而當處理污染重、水質(zhì)波動大的海水時, , 傳統(tǒng)傳統(tǒng)處理方法又不能完全去除膠體和懸浮物質(zhì)處理方法又不能完全去除膠體和懸浮物質(zhì), , 難以保證難以保證RORO進水進水要求。要求。 2. 2. 海水預處理的主要方法海水預處理的主要方法 新型海

15、水淡化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是采用膜法集成系統(tǒng)新型海水淡化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是采用膜法集成系統(tǒng)(IMS), (IMS), 即將膜法預處理和即將膜法預處理和 RO RO 組合起來。組合起來。IMSIMS具有可靠性高、對原具有可靠性高、對原水的水質(zhì)變化相對不敏感、操作費用低且均為商品化組件式水的水質(zhì)變化相對不敏感、操作費用低且均為商品化組件式裝置的特點。新型膜法預處理技術(shù)主要包括裝置的特點。新型膜法預處理技術(shù)主要包括: : 連續(xù)微濾連續(xù)微濾(CMF)(CMF)、浸沒式簾式膜過濾、浸沒式簾式膜過濾(IMF)(IMF)、超濾、超濾(UF)(UF)、納濾、納濾(NF)(NF)以及以及陶瓷膜過濾陶瓷膜過濾(CF)(C

16、F)等。等。 工藝流程中可采用用超濾、微濾或納濾，可省去部分化工藝流程中可采用用超濾、微濾或納濾，可省去部分化學試劑學試劑( (如消毒劑如消毒劑) )，進一步提高反滲透單元的進水水質(zhì)，但，進一步提高反滲透單元的進水水質(zhì)，但超濾、微濾和納濾膜的使用壽命均較短，且投資費用比較大。超濾、微濾和納濾膜的使用壽命均較短，且投資費用比較大。 導致膜污染指標導致膜污染指標允許值允許值解決辦法解決辦法懸浮物等懸浮物等濁度濁度1NTU1NTU過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾SDISDI151533 過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾顆粒物顆粒物100100個個/ml/ml過

17、濾，絮凝沉淀，微濾，超濾過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾微生物微生物11個個/ml/ml殺菌，微濾，超濾殺菌，微濾，超濾金屬氧化物金屬氧化物鐵，鐵，F(xiàn)eFe3+3+50ug/l50ug/l氧化氧化+ +沉淀或過濾沉淀或過濾錳錳50ug/l50ug/l使用分散劑使用分散劑結(jié)垢物質(zhì)結(jié)垢物質(zhì)碳酸鈣碳酸鈣LSI0LSI0回收率，回收率，PHPH值，阻垢劑值，阻垢劑硫酸鈣硫酸鈣230%230%回收率，阻垢劑回收率，阻垢劑硫酸鋇硫酸鋇6000%6000%回收率，阻垢劑回收率，阻垢劑硫酸鍶硫酸鍶800%800%回收率，阻垢劑回收率，阻垢劑氟化鈣氟化鈣濃水側(cè)濃度濃水側(cè)濃度1.7mg/l1.7mg/l回收率回收率磷酸

18、鈣磷酸鈣濃水側(cè)濃度不能超過溶解度濃水側(cè)濃度不能超過溶解度回收率回收率二氧化硅二氧化硅100%100%回收率回收率有機物有機物油油0 0氣浮，吸附氣浮，吸附TOCTOC10mg/l10mg/l活性炭，過濾，吸附樹脂活性炭，過濾，吸附樹脂CODCOD10mg/l10mg/l活性炭，過濾，吸附樹脂活性炭，過濾，吸附樹脂BODBOD5mg/l5mg/l活性炭，過濾，吸附樹脂活性炭，過濾，吸附樹脂PHPH值值3-103-10加入酸或堿調(diào)節(jié)加入酸或堿調(diào)節(jié)溫度溫度5-455-450 0C C換熱器換熱器氧化劑氧化劑余氯余氯0.1mg/l0.1mg/l還原劑，活性炭吸附還原劑，活性炭吸附臭氧臭氧0 0其他其他

19、0 0表面活性劑表面活性劑選擇陽離子或兩性表面活性劑時要注意選擇陽離子或兩性表面活性劑時要注意酒精酒精10%10%N/AN/A 對于岸邊為砂質(zhì)層的情況，對于岸邊為砂質(zhì)層的情況， 通常采用在岸邊打海水井，通常采用在岸邊打海水井，取出其井水可降低濁度和微取出其井水可降低濁度和微生物含量，簡化預處理。生物含量，簡化預處理。浯嶼島取水點海岸地質(zhì)以浯嶼島取水點海岸地質(zhì)以巖石為主，考慮是否采用以巖石為主，考慮是否采用以土建方式人工建造滲井。土建方式人工建造滲井。滲井取水示意圖滲井取水示意圖原水水質(zhì)原水水質(zhì)推薦的推薦的SWRO預處理組合工藝預處理組合工藝 備注備注濁度0.1NTUSDI152TOC(全年)1

20、mg/L濾芯過濾器或袋式過濾器當使用取水井取水時，視情況需去除砂粒0.1NTU濁度5NTUSDI155TOC(全年)1mg/L單級雙介質(zhì)過濾濾芯過濾若使用浸沒式超濾，可不使用絮凝劑5NTU濁度30NTUSDI155TOC(中等赤潮)4mg/L單級雙介質(zhì)過濾濾芯過濾器或MF/UF預處理需加絮凝劑30NTU濁度50NTUSDI155TOC(嚴重赤潮)4mg/L沉淀/氣浮單級雙介質(zhì)過濾濾芯過濾或沉淀/氣浮MF/UF預處理當濁度30NTU時，過濾前可不使用沉淀工藝30NTU濁度50NTUSDI155TOC(嚴重赤潮)4mg/L高效沉淀/氣浮雙級介質(zhì)過濾濾芯過濾或高效沉淀/氣浮MF/UF預處理當取水海域

21、只有中等赤潮(TOC2mg/L)且無油污染問題時，過濾前可不使用氣浮工藝3 .3 .海水預處理工藝的選擇海水預處理工藝的選擇1、原水原水沉淀池沉淀池原水泵原水泵石英砂過濾器石英砂過濾器活性炭過濾活性炭過濾器器軟化器軟化器精密過濾器精密過濾器高壓泵高壓泵RORO裝置裝置產(chǎn)水產(chǎn)水 優(yōu)點：此流程是國內(nèi)普遍采用的一種流程,該流程簡單可靠,投資少成本低,易安裝好操作。 缺點：對水質(zhì)要求較苛刻，原水水質(zhì)好,對反滲透入水水質(zhì)就好；原水水質(zhì)差,對反滲透入水水質(zhì)就差。反滲透入水受原水水質(zhì)波動比較大,而且精密過濾器濾芯或濾袋要經(jīng)常更換或清洗,濾料更換困難。3 .3 .海水預處理工藝的選擇海水預處理工藝的選擇2、原

22、水、原水沉淀池沉淀池原水泵原水泵介質(zhì)過濾器介質(zhì)過濾器精密過濾器精密過濾器超超濾裝置濾裝置中間水箱中間水箱高壓泵高壓泵RO裝置裝置產(chǎn)水產(chǎn)水 優(yōu)點：有效防止有機物和顆粒污堵,適用于大分子有機物含量高,膠體含量高以及含油較高的水源,滿足反滲透的入水要求,減輕了反滲透的負擔。 缺點：投資費用高,操作復雜。由于超濾裝置本身也是一種過濾膜,它也需要一套適合自己的預處理系統(tǒng),其壽命與預處理的好壞有直接的關(guān)系。3 .3 .海水預處理工藝的選擇海水預處理工藝的選擇3、原水、原水沉淀池沉淀池原水泵原水泵介質(zhì)過濾器介質(zhì)過濾器微濾裝置微濾裝置高壓高壓泵泵RO裝置裝置產(chǎn)水產(chǎn)水優(yōu)點：工藝流程簡單,相關(guān)設(shè)備少,安裝方便,占地面積省,操作維護方便,用水節(jié)約,自動化程度高。采用中空纖維微濾膜,能較好地滿足反滲透人水要求。該膜透水量大,清洗效果明顯,防堵防污染能力強,使用壽命與反滲透膜壽命相當。缺點：本工使用日本的中空纖維膜，這種膜的價格昂貴。4 4 . .案例案例1、日本海中道奈多海水淡化、日本海中道奈多海水淡化工藝：工藝：滲透取水超濾 RO 系統(tǒng) 占地 4.6 hm2，日處理能力 50 kt，供水人口 25 萬。首先是采用滲