太阳能辅助反渗透水处理实验研究.pdfVIP

第3l卷第11期 太阳能学报 、r01．31．No．11 2010年11月 ACI’AENERGLAESOI^RIsSINICA Nov．．20lO 太阳能辅助反渗透水处理实验研究 张显球，杜明霞，张 勇，杨 柳 (南京师范大学地理科学学院，南京2113046) 摘要：设计了由原水预处理系统、太阳集热器、保温水箱、温度控制系统、高压水泵和反渗透膜组件(TW30-4040 型)构成的太阳能反渗透水处理实验装置。实验研究了利用清洁、经济的太阳能提高进水温度后反渗透膜的产水 水质要求；在保持产水量为8L／min的条件下，将进水水温从18℃提高到38℃，可将反渗透运行压力从1．18MPa降至 0．8MPa，操作压力下降了32．2％，动力消耗可相应降低32．2％。这表明利用太阳能降低反渗透运行压力，具有节能 减排效益和提高设备运行的安全性和可靠性的优点，可广泛应用于水的软化除盐、海水淡化以及污水的深度处理。 关键词：太阳能；反渗透；水处理 中图分类号：TK511 文献标识码：A 结合，是拓展太阳能应用的有益方向。目前国内外 O 引 言 有关太阳能与反渗透技术的结合，更多的是利用太 反渗透作为一项先进的水处理技术，已广泛应 阳能转换为电能后再为反渗透提供动力[7’8】，但这种 用于海水淡化、锅炉补给水的软化脱盐以及医药纯 方法涉及的系统复杂，投资大，太阳能利用效率较 化水和饮用瓶装水的生产和污水的深度处理。 低。而直接利用太阳能预加热原水的反渗透工艺则 目前，反渗透装置的操作参数主要是运行压力 未见有文献报道。本文采用这种工艺，通过太阳集 和进水温度。由于进水温度只是作为保护反渗透膜 热器适当提高反渗透进水温度，在满足产水水质和 的限制条件，即规定进水温度不得超过45℃，而通常 产水量的条件下，降低反渗透运行压力，达到节能减 条件下天然水的温度都不会超过此值，因此实际应 排和提高设备运行的安全性和可靠性的目的。 用过程中并不对进水温度进行调控。但实际上，水 温对膜的产水量和产水水质有一定影响。文献[1— 1太阳能反渗透水处理装置 5]的研究表明，当操作压力一定时，水温升高，产水 1．1太阳能反渗透水处理实验装置组成 量增加，除盐率略有下降。Agashichev和Nisanb’60通 过建立理论模型，计算结果表明提高反渗透进水温 太阳能反渗透水处理装置由预处理系统、太阳 集热器、保温水箱(设有温度控制系统)、高压水泵和 度，可以降低制水成本。Nisan[6。还认为对反渗透进 行预加热是反渗透处理的一种新方法。因此，可以 反渗透膜组件组成，工艺流程图见图1。 在满足产水量和产水水质的条件下对反渗透的操作 预处理系统由石英砂过滤器、活性碳过滤器和 参数进行优化：适当提高进水温度，在达到用水水质 孔径5tma的精密过滤器组成，主要功能是去除原水 标准的条件下提高产水量；或在稳定产水量的情况 中的悬浮物与胶体物质，保证反渗透膜的安全运行； 下降低系统的运行压力及水泵的动力消耗，同时对 太阳集热器的主要功能是将反渗透进水温度提高到 提高设备运行的安全性和可靠性具有重要作用。 控制温度；保温水箱用于高压水泵的稳定供水；温控 太阳能是一种非常