东丽海水淡化反渗透膜必威体育精装版进展及其应用.docVIP

海水淡化反渗透膜必威体育精装版进展及其应用 田华1，尹华1,　朱列平1， （1．蓝星东丽膜科技（北京）有限公司） 摘要：膜法海水淡化已成为重要的主流技术应用在脱盐领域，其突出优点是成本低。本文介绍了影响反渗透海水淡化成本的两个重要因素、反渗透海水淡化膜的必威体育精装版进展，并展望了未来海水淡化反渗透膜的发展趋势。 关键词：反渗透膜，海水淡化，低能耗，高通量，高脱盐，高脱硼 反渗透海水淡化技术至上世纪70年代商业化以来，其高效、低能耗、清洁、少污染、操作管理方便等特点使其成为当今先进的脱盐技术。经过50多年的研究开发及产业化，反渗透海水淡化膜及膜组件性能得到大幅度的提高，其脱盐率已高达99.8%，而产水量提高了2-3倍多。随着能量回收系统转化效率的提高、配套设备性能提高以及工艺优化，反渗透海水淡化本体最低吨水能耗已降到3Kwh/m3以下，制水吨水成本降到0.5-0.7美元/m3[1]。 能耗及制水吨水成本的降低促进了反渗透海水淡化的快速发展。据统计，2005年全球反渗透海水淡化总产能为5,000,000m3/d，而2009年则达到了15,000,000m3/d。在亚洲地区，2000年总产能为412,000 m3/d，2009年则达到了2,100,000 m3/d，其中中国的总产能比例由2000年的3%提高到了目前的23%，也就是说我国反渗透海水淡化产能已经， 图1 SWRO运行成本分析[4] 综合表1和图1，系统能耗确实是海水淡化工厂制水成本的最主要的构成要素，众所周知，海水由于含盐量高，其渗透压高，所需要的操作压力高，故高压泵电耗大。因此，降低系统能耗是削减制水成本的重要途径。 产水水质 产水水质不仅影响其用途，而且与投资及运行成本息息相关。比如，在电厂锅炉补给水中，如果SWRO产水水质较好，可以大大降低后处理（如二级RO、离子交换、EDI等）的运行负荷。 又如，在市政饮用水行业，硼的脱除应该是海水淡化工艺中需要克服的最重要之一。硼在自然界中以硼酸的形式存在经实验室动物口服硼酸主要表现雄性生殖系统的。然而，在反渗透海水淡化领域中，，海水中相当高硼浓度4~7mg/L)。虽然通常的海水淡化膜元件高于90的脱硼率，这仍然是不够的 反渗透海水淡化膜必威体育精装版进展及其应用 高通量低能耗 既然能耗占据了制水成本30%以上，故其是削减制水成本的主要目标。最近几年，众多的反渗透膜厂家和工程设计者把开发及应用节能型膜元件作为重要的课题。这就需要高效（高渗透性、高脱盐）膜元件的成功开发，并且其兼容性结构设计利于低压操作。 标准海水淡化膜元件在1990年时其产水量仅有4000~4500gpd左右，经历近20年的发展，400ft2膜面积的膜元件其产水量已经高达9000gpd，增大了一倍多。高通量膜元件不仅具有很高的脱盐率，而其具有非常优异的渗透性，其节能优势尤为明显。 产水量为100m3/h的SWRO系统中，日本东丽公司标准海水淡化膜元件TM820C-400的吨水能耗为2.03Kwh/m3，而高通量节能型TM820V-400膜元件的吨水能耗仅为1.83Kwh/m3，以开工率90%计算，电费按0.65元/度计算表明，采用高通量节能型膜元件每一支每年节省的电费高达近550元，见表3。项目越大，其能耗节省成本总额尤为突出，比如，针对10000m3/d的SWRO系统，采用TM820V-400比采用TM820C-400每年节省电费高达40万元，每一支膜元件每年节省电费近530元。 表3 100m3/h海水淡化系统采用不同膜元件高压泵能耗对比 膜元件技术参数 SWRO系统操作参数 型 号 脱盐率 % 产水量 GPD (m3/d) 脱硼率 % 操作压力MPa 产水TDS/B mg/L 能耗 KWh 吨水能耗Kwh/m3 电费 元/元件.年 TM820C-400 99.75 6500(24.6) 93 5.83 202.3/ 0.73 202.99 2.03 5715.69 TM820V-400 99.80 9000(34.1) 92 5.27 218.0/ 1.04 183.49 1.83 5166.67 TM820S-400 99.75 9000(34.1) 91 5.26 271.7/ 1.25 183.19 1.83 5156.86 TM820E-400 99.75 9000(34.1) 90 5.55 229.7/ 1.01 193.24 1.93 5441.18 TM820F-400 99.70 9000(34.1) 91 5.25 325.2/ 1.45 182.80 1.83 5147.06 说明： 膜元件技术参数测试条件：32000ppm NaCl，25℃，800psi，pH8.0，5mg/L硼，8%回收率； 系统产水量100m3/h，26支7芯装压力容器