膜技術在非常規水資源開發利用中的應用

時間：2006-12-07 來源：天津市環境保護科學研究院，國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所 作者：

二、反滲透海水淡化技術

反滲透是60年代才發展起來的一項膜發離技術，至今已廣泛應用于海水淡化；苦咸水淡化；工業用水除鹽。軟化、純化。太空水的制備等等，有入預言，反滲透技術將是對21世紀海水淡化的主要方法反滲透主要利用反滲透膜，在膜的海水一側加壓后，膜的另一側將得到淡水，其關鍵設備為反滲透膜和高壓泵。

我國反滲透技術的研究始于1965年，已廣泛應用于工業部門的純水和超純水制備，如醫藥工業和電子工業用純水制備。鍋爐用水制備、電力工業用水制備，太空水的制備，近幾年已開始在海水和苦咸水淡化方面開始應用，取得良好的社會。環境和經濟效益。

 海水淡化的主要方法有：蒸餾法、電滲析法和反滲透法，近幾年由于性能優異。價格便宜的反滲透膜及其組件的開發成功，新型高壓濃海水能量回收裝置開發成功，使反滲透法的電能消耗大幅度下降，因此，其應用呈明顯快速增長趨勢。

反滲透海水淡化技術的特征：

 1．能量消耗少，反滲透是在沒有相變的情況下，依靠大于滲透壓的壓力推動，通過膜的毛細管等作用得到淡水。由于海水濃度高，滲透壓也高，因此，需把海水加壓到5．6MPa左右。開發初期，一般海水利用率僅30％，大量（ 70％）高壓濃水排放損失了很多能量，致使反滲透海水淡化的能耗很高。為了降低能耗，后來開發了渦輪式（水力透平式）能量回收裝置，利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進水壓力提升 30％，有效地降低了海水淡化的能耗。近幾年一種新型能量回收裝置—功能交換器已成功地得到應用，通過功能交換器，排放的高壓濃水的壓力能傳給補給海水，其轉換效率高達89％－96％。根據大型海水淡化工程（13600 rn3/d和5000 rn3/d）計算，海水淡化能耗僅為 2.6KWh／rn3，再加上預處理等耗能，海水淡化的總能耗約為2.83KWh／rn3（2）。

最近國內研究了一種人造水柱差壓式海水淡化反滲透系統，海水淡化能耗僅為2。86KWh／rn3，加上預處理等能耗，海水淡化總能耗約為3．6KWh／m，且可不用高壓泵和能量回收裝置。冬季能保持反滲透的運行溫度在10℃以上。

 2．由于反滲透膜的孔徑很小，只有≤10 × 10— 10m，細菌、病毒。熱源等都很難通過反滲透膜，因此用反滲透法制得的產品水可達到宜飲水的品質，因而其價值較高。

 3．設備結構緊湊、單位體積產水量高占地面積小，特別是我國自行研發的人造水柱差壓式海水淡化反滲透系統。

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