反渗透海水淡化系统优化设计的.docVIP

中国海洋大学 硕士学位论文 反渗透海水淡化系统优化设计的研究 姓名：卢彦越 申请学位级别：硕士 专业：环境科学 指导教师：胡仰栋  摘 要 发展海水淡化技术是解决水资源短缺的重要途径。反渗透海水淡化技术由于其设 备投资省、能量消耗低、建造周期短等诸多优点，近?年来发展速度很快，在未来 将成为海水淡化的主导技术。根据热力学计算，常温下用反渗透法淡化海水的最低能 ’耗仪为?? 渗透海水淡化，其技术经济指标与社会的期盼值之间，还存在一定的距离，淡化水的 成本偏高。这说明当前的反渗透工艺、工程设计以及系统操作等方面仍有很多值得改 进的地方。反渗透海水淡化系统优化设计的研究起步较晚，近十几年来一些学者对此 开展了研究，提出了一些观点和方法，如超结构法等，然而由于问题本身的复杂性， 所提的方法尚存不足之处，如高效率换能器的出现，产生了新的工艺，需要有新的模 型来描述，另外他们对膜组件清洗和更换问题考虑也不够全面。本论文从系统工程角 度，对反渗透海水淡化过程进行了分析，采用最优化方法对反渗透海水淡化系统的设 计进行了研究，提出了一套优化设计的方法，主要内容有以下几点： 型和相关的经济模型。通过一定的变量将这些模型相互关联，组成系统模型。系统模 型主要考虑了一级一段流程和一级两段流程。将膜组件分为高脱盐膜、高通量膜、普 通膜、低脱盐膜四种类型，以年费用最小为目标，在满足过程热力学、设备选型、设 计要求等约束的条件下，系统的设计问题可表达为一个混合整数非线性规划 得出了不同的最优设计方案。这个方法可用于海水、苦咸水淡化的工程设计，也可用 于高浓度含盐废水的脱盐工艺设计。对两个实例进行了设计，得到的吨水费用，能耗 低于文献报道值，表明这种方法是有效的。 的主要措施之一，在保证产水量的情况下，选择恰当的清洗策略和清洗时机可使所需 的清洗次数最合理，清洗费用最低。本文在反渗透海水淡化过程工艺设计研究基础上， 进一步对一级一段反渗透系统的清洗时机问题进行了研究。以规划期内总操作费用最  申辍海淫大学颤士学幢硷文 小为目标，提出了新的污染模型，绘出了清洗的判攥，姆潺洗簧蜷阚趱褒达为一个混 合整数非线性规划????６砸桓鍪档菇?屑扑悖?婺哿烁谜≈谐鄯瓷?逑ね硔整 五年瓶鬣裁瘫静袋傀清流策略翻清洗时辍。绥粟疆鲻这穗数学簸翻方法瓣予寿命为?? 年的膜缎件的清洗维护楚有效豹。 透过程逃行设计：?绘燃过程单元数学模型，擐这些模型模拟发渗逡过程，颧溅不 同条件下操作参数对过稷的影响；?建立琴绞模型对反渗透结撼遴纷撩述；?莲蓑 攒述膜缎襻污染的数学模塑，擒出簇缀嵇清淡移更抉孵羚摆，绘波援怒潮凑黢缀静静 相关联。?在前四步的揍础上用数学规划法对反渗透过稷进雩亍优化设计。聚凝以上 方法对两个葳渗透海泰滚亿工程进霉了设谤，褥翁豹楚承费震，熊耗低予文献掇遘餐， 表明这秘方法是鸯效懿。 笑键调：夏渗透；海承淡豫；傀纯设诤；黢污染；清洗和甏捩策略 ?  反渗透晦水淡化系统优化设计的研究 ? ? ?????? ??? ?????????? ?’?? ???? ? ???? ?????? ? ????? ????? ???? ? ????甊??? ?????????? ??? ? ? ??? ????? ??? ???琣?? ?? ?????? ? ??? ? ????? ?? ?????? ? ?? ??? ?? ???．? ??? ?????? ?????? ??? ??????瑃? ??? ?? ? ? ??????? ???????????? ???????痬?瑃?????? ??—???—??? ? ? ??痶 ????? ???．????? ??????????? ?? ??????????琣? ?曲??．? ? ? ? ?? ? ? ??? ???? ???，?? ??甌? ???? ?? ??? ???? ??? ?????? ??? ?? ????? ? ?? ?????? ????????? ??????? ? ??瓾??? ?? ?? ? ???? ? ? ???阾? ????? ???? ??? ?? ?? ????? ????? ????? ???? ????? ??? ???? ? ?????? ????? ??? ???猘???甌? ? ???? ??? ?????? ??? ? ??????琣 ????? ?? ????? ? ? ? ? ????????? ????甌??????? ??? ?甌? ? ? ?????? ?? ? ?? ? ????? ??? ?????????? ??? ??????．?? ?????瑃? ???????? ??? ???琣? ?  中国海洋大学硕士学位论