東莞九龍紙業100000m3/d低鹽度海水淡化系統
來源：杭州水處理技術研究開發中心有限公司 閱讀：5098 更新時間：2009-07-31 17:09水是生命的源泉，是社會經濟發展的命脈，是人類寶貴的、不可替代的自然資源。缺水問題是一個世界性問題，異常天氣等環境惡化引起的海水倒灌，使沿入海口地區流域豐富的淡水一下子變成苦咸水，淡水資源的緊缺嚴重影響了人類的正常生活，嚴重制約了工業的發展。本項目利用反滲透技術，成功將海水倒灌形成的亞海水進行淡化，滿足了企業生產的要求，取得了明顯的社會經濟效益。
（一）設備裝置及工藝設計
1.設施概要
設施和主要設備參見表1。
表1 主要設備
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設備名稱 |
數量 |
產水能力 |
說明 |
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1 |
自反洗濾器 |
4 |
3000m3/h |
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2 |
超濾裝置 |
11 |
2670m3/h |
10套運行1套反洗 |
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3 |
反滲透裝置 |
10 |
2000m3/h |
10套運行 |
設備布置方面來講，水池和泵房設在零標高的地面，主體設備超濾裝置和反滲透裝置布置在三樓面上，界于三樓和水池上方的夾層敷設管道和電纜，100000立方米每天所有設備包括一個中間水池一個產水池都布置在42m×96m的平面上，既節約了土地，也充分考慮了安裝、維護設備的需要。
2.工藝流程
本系統的工藝流程如上圖所示，分為海水取水、海水預處理、反滲透海水淡化幾個部分。
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（1） 海水取水
該項目水源采取避開咸潮高峰，在退潮時將相對較淡的水取入蓄水池，海水由輸水管道輸送到清水車間，經過投藥、混凝、沉淀、過濾等步驟，初步處理后的海水輸送到海水淡化系統。
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（2） 海水預處理
預處理系統由1套殺菌劑投加裝置、4臺1000立方米每小時的自反洗濾器、11套超濾裝置、1個超濾水池、1套超濾反洗系統。投加殺菌劑NaClO抑制細菌、微生物在超濾及超濾產水池繁殖。
本系統中4臺額定過濾流量為1000立方米每小時自反洗濾器定時、定壓差輪換反洗。
超濾裝置用以去除原水中的細菌、膠體物質及有機物，確保反滲透進水污染指數值小于4，防止有機膠體物質及懸浮固體微粒污堵反滲透膜元件，超濾膜元件采用的是外壓式PVDF膜。
每套超濾設置76支膜組件，共11套，并聯運行，每套裝置產水量為267立方米每小時，反洗等自用水約10%，11套總產水量約2667 立方米每小時，超濾的運行采用全流過濾（死端過濾）的模式，進水全部透過膜表面成為產水。定時反洗、氣洗、分散化學清洗，視情況或定期進行化學清洗。
設超濾產水池以調節流量的平衡，防止超濾產水波動對系統連續運行的影響，并作為超濾系統反沖洗、氣擦洗及分散化學洗過程的水源儲存裝置，同時在超濾暫時停運過程中，起到后段設備供水緩沖的作用，保證反滲透的進水使整個運行連續、穩定。
反滲透系統前管系中海水的余氯保持在0.3~0.5mg/l，為防止余氯對膜的氧化破壞，在反滲透高壓泵進水管上，投加還原劑NaHSO3還原超濾產水中的余氯。
為防止RO膜其濃水側因溶解固型物濃縮出現CaCO3、MgCO3、MgSO4、CaSO4、BaSO4、SiO2等濃度積大于其溶解度平衡常數的結晶析出，影響RO膜的脫鹽率、水通量等性能，在超濾水進入RO裝置前需投加阻垢劑。
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（3） 反滲透海水淡化
反滲透海水淡化系統是整個工程的核心。
反滲透海水淡化系統包括10臺高壓泵、高壓泵控制柜、10套產水能力為200立方米每小時反滲透裝置，10臺段間增壓泵，及1臺共用的低壓沖洗泵等輔助設備組成。
每套反滲透裝置采用一級兩段連續式，多組件并聯單級脫鹽流程，膜元件采用美國海得能公司生產的高性能海水淡化復合膜元件，其元件平均脫鹽率為99.6%。整套系統共裝有216×10=2160支8”膜元件，每套反滲透裝置分為兩段，一段膜堆：24支裝6支8”膜并聯、二段膜堆：12支裝6支8”膜并聯。它是我國乞今最大的反滲透系統。
為確保系統自動、安全、穩定運行，在工藝和控制技術上采取如下措施：
單套超濾裝置壓差在達到設定值時報警并自動停機，以保證產水質量。
高壓泵壓力、流量出現反常時，系統將自動連鎖報警，以保護高壓泵后反滲透膜元件，反滲透裝置的產水出口設有高壓保護開關，當因誤操作或其他原因使反滲透的出口壓力超過0.25MPa時，會自動切斷高壓泵、段間泵的供電，自動進行停機，保護高壓泵、段間泵、反滲透膜元件、管道不受損壞。
反滲透開機、停機時即啟動淡水低壓沖洗系統，停機時沖洗水置換出反滲透膜組件中的濃縮水，以防止加入阻垢劑后產生的亞穩態過飽和微溶鹽出現沉淀。
采用化學清洗裝置根據反滲透膜污堵情況，配置不同化學清洗液對反滲透膜元件進行循環清洗，也可用以對反滲透膜元件進行加藥長期停運保護。
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（4）控制系統
電氣及自動控制系統作為反滲透海水淡化系統的一部分，既服務于系統工藝又具有本身的獨立性。該自動化集散控制系統以西門子S7-300 PLC和Wincc監控軟件為核心，采用國際主流的PROFIBUS-DP現場總線技術 ，下設遠程I/O站點，系統全自動運行，無須人工操作。雙回路UPS供電系統，保證了系統的穩定可靠運行 。低壓配電柜為安全可靠的GCS動力柜；單獨設置超濾和反滲透現場控制柜、水泵現場控制柜、加藥控制柜等。超濾、反滲透裝置均可以設置兩級控制狀態，即自動、手動。
上位機監控系統具有良好的人機交互功能，操作員既可以通過它發布命令給PLC，也可以通過他全面了解現場設備的運行情況，還可以方便的修改運行參數，以應對水質的改變。一旦出現異常情況，及時提供詳細的報警信息給操作員，并發出報警聲，上位機自動采集系統運行的一些重要參數，并自動歸檔成為歷史數據，以利于今后對系統設備運行的連續性進行全面分析處理。
（二）施工和運轉情況
東莞九龍紙業2000立方米每小時低鹽度海水淡化系統于2005年啟動，2005年6月開始設計圖紙，2005年11月設備成套完畢，開始現場安裝，通過精心的設計、安裝施工和調試后于2006年12月進行168小時連續聯動試車成功后，順利投入運行。對海水淡化產水進行了分析測量，調試和檢測的結果表明，該系統運行參數穩定，各單元設備運行正常，操作簡便，性能指標均達到設計要求。具體數據見下表。
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序號 |
項目 |
指標 |
合同標準 |
備注 |
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1 |
污染指數SDI |
3.4 |
≤4 |
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2 |
超濾產水流量 |
2700m3/h |
2700m3/h |
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3 |
反滲透產水流量 |
2000m3/h |
2000m3/h |
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4 |
反滲透回收率 |
75% |
≥75% |
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5 |
反滲透脫鹽率 |
99.7% |
≥96% |
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6 |
反滲透產水氯根 |
≤100ppm |
≤100ppm |
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（三）成本與效益分析
1計算依據
（1） 裝置生產能力 2000 m3/h
（2） 工程總投資 5000萬
（3） 利息 7%
（4） 裝置開工率 40%
（5） 電費成本 0.3元/度
（6） 單位產水能耗 1.5度/噸產水
（7） 維修費（以總投資計） 1%
（8） 裝置及配套設施使用壽命 10年
（9） 反滲透膜元件平均使用壽命 5年
（10） 化學藥劑費用 0.3元/噸產水
（11） 勞動力（三班三人制 ） 20000元/年.人
2．造水成本
（1）投資成本 1.00元/噸產水
（2）電費成本 0.45元/噸產水
（3）膜更換費用 0.40元/噸產水
（4）化學試劑費用 0.30元/噸產水
（5）勞動力費用 0.03元/噸產水
（6）維修費用 0.32元/噸產水
造水成本合計： 2.50元/噸產水
（四）總結
標準海水的含鹽量通常在3萬5千毫克/升左右，亞海水的含鹽量低于正常海水鹽度，一般沿海的江河口水域的水因受潮水影響，成為低鹽度的亞海水，嚴重影響該地區生產生活，承擔該項目的杭州水處理技術研究開發中心，采用目前國際上先進的超濾膜法預處理工藝，建成目前國內最大規模的日處理亞海水達到5萬噸的能力的反滲透法亞海水淡化裝置，成功解決了該企業用水問題，是我國亞海水淡化技術領域的一個重大突破。
亞海水淡化與純粹的海水淡化相比，處理成本要低得多。以杭州水處理技術開發中心目前所能達到的技術水平，每噸標準海水淡化成本在5元左右，而每噸亞海水淡化成本僅2.5元左右，與現在自來水供水價格基本相當。因此，對于擁有豐富的亞海水資源地區的耗水大戶來說，大級別亞海水淡化裝置的意義非凡。
目前苦咸水淡化應用比較廣泛，其制水成本比較低廉，而高鹽度海水淡化制水成本比較高，未能得到廣泛的實施，而亞海水淡化處理成本比純粹的海水淡化低很多，適合于沿海的用水大戶，如果可以廣泛實施則可以為社會創造出無法估量的效益。
龍紙業位于東莞市東江入海口，受地理位置影響，每年的年末至第二年年初都會受到咸潮的影響，嚴重影響了正常的生產需要，為了緩解咸潮所帶來的影響，東莞九龍紙業有限公司在國家政策的支持下，投資建成了50000立方米每天（一期）低鹽度海水淡化裝置來應對海水倒灌的咸潮，該項目由杭州水處理技術開發中心負責工程設計和設備安裝、調試，九龍紙業負責配套土建工作。
九龍紙業位于東莞市東江入海口，受地理位置影響，每年的年末至第二年年初都會受到咸潮的影響，嚴重影響了正常的生產需要，為了緩解咸潮所帶來的影響，東莞九龍紙業有限公司在國家政策的支持下，投資建成了50000立方米每天（一期）低鹽度海水淡化裝置來應對海水倒灌的咸潮，該項目由杭州水處理技術開發中心負責工程設計和設備安裝、調試，九龍紙業負責配套土建工作。
九龍紙業位于東莞市東江入海口，受地理位置影響，每年的年末至第二年年初都會受到咸潮的影響，嚴重影響了正常的生產需要，為了緩解咸潮所帶來的影響，東莞九龍紙業有限公司在國家政策的支持下，投資建成了50000立方米每天（一期）低鹽度海水淡化裝置來應對海水倒灌的咸潮，該項目由杭州水處理技術開發中心負責工程設計和設備安裝、調試，九龍紙業負責配套土建工作。
該項目目前在國內是最大規模的海水淡化裝置，這一項目的順利投運有力說明了現階段反滲透海水淡化技術的成熟性，體現了反滲透海水淡化技術的經濟性。
