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我国东部沿海城市和地区,经济发达、人口密集,在我国经济和社会发展中占有十分重要的地位。但这些城市普遍缺水,淡水危机问题将成为制约东部沿海城市21世纪国民经济和社会发展的重要因素之一。海水是一种丰富而宝贵的海洋资源,将海水淡化水作为水源水,是解决水危机的一条非常有效且极具发展前景的途径。
本文针对华能威海电厂当地的自然环境条件、电厂的实际生产状况及反渗透海水淡化的国内外实例,设计了淡水产量为2500t/d的海水淡化系统。该系统包括预处理系统、一级反渗透系统、二级反渗透系统。产品水脱盐率不低于99%,出水经后续处理后供锅炉使用,若有剩余,则用作工业用水或生活用水。
以集中PLC控制+上位计算机控制的方式设计并组建了海水淡化系统的自动控制系统。控制系统以Intouch7.1作为上位机监控软件,以Concept2.2软件设计了PLC应用程序,采用MODICON公司的QUANTUM系列产品组建PLC控制系统,实现了整套反渗透系统的自动控制。
系统投产后运行良好,预处理系统出水SDI≤4。一级反渗透的产水量、脱盐率、产水电导和回收率分别达到47~52t/d、99.0%~99.3%、350~380μs/cm、40%~42%,各项指标均达到或超过设计要求。二级反渗透运行情况良好,产水量稳定(40t/h),回收率和产水质量均可达到设计值。
考察了运行温度、运行压力对回收率的影响。保持一级RO产水量及回收率稳定,海水温度升高,运行压力降低;海水温度降低,运行压力升高。海水温度在12~28℃时,运行压力在5.5~5.0MPa内变化。一级海水淡化反渗透膜最适宜的温度是25℃,这时的运行压力是5.1MPa。
反渗透系统运行五年后的数据表明:产品水质量仍能达到设计要求,但反渗透膜的性能在逐渐下降,到05年5月时,一级反渗透的回收率已下降了5%~6%,产水量由01年的47~52t/h下降至30~38t/h。二级反渗透运行状况要好于一级反渗透,回收率和产水质量均无明显下降。对膜的清洗及检修经历表明:一级反渗透膜的污染主要是有机物污染,二级反渗透膜的污染较轻,主要是无机盐污染。
控制系统运行几年的情况表明:控制系统的设计基本达到了预定目标。对设计中存在的个别缺陷,作了必要的修改。
华能威海电厂反渗透海水淡化系统的建成投产,很大程度上解决了华能威海电厂的用水问题,缓解了威海市用水紧张的局面。同时,丰富了反渗透法海水淡化系统的设计及运行经验,对系统运行中可能出现的问题有了新的研究和认识。