【摘要】： 雙級納濾海水淡化是一種新型的海水淡化技術(shù),它采用雙級流程將操作壓力較低的納濾技術(shù)應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域,以降低能耗,同時保證產(chǎn)水水質(zhì)基本達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn),有望成為由海水制取飲用水的重要技術(shù)。本文利用商業(yè)膜元件對雙級納濾海水淡化進(jìn)行了詳細(xì)研究,并針對其脫硼問題,提出了絡(luò)合+雙級納濾的新型海水淡化脫硼方法。 建立了單元件商業(yè)膜實(shí)驗(yàn)裝置,基于雙級納濾海水淡化的特點(diǎn)及飲用水水質(zhì)要求,對不同納濾膜元件進(jìn)行了對比篩選實(shí)驗(yàn),選擇FilmtecTM NF90-4040納濾膜為本實(shí)驗(yàn)用膜。詳細(xì)考察了壓力、溫度、流量等因素對雙級納濾的脫鹽產(chǎn)水性能及濃水結(jié)垢的影響,獲得面向工業(yè)應(yīng)用的傳質(zhì)數(shù)據(jù)及規(guī)律。結(jié)果表明雙級納濾可有效降低海水鹽度。在第一級進(jìn)水壓力35bar,進(jìn)水流量2.46m3/h,溫度20℃條件,第二級進(jìn)水流量1.8m3/h,進(jìn)水壓力10-30bar的較寬范圍內(nèi),產(chǎn)水TDS均可達(dá)到飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。對于不同進(jìn)水鹽度條件下產(chǎn)水TDS-進(jìn)水壓力曲線變化規(guī)律進(jìn)行了探討。 首次利用商業(yè)膜元件詳細(xì)考察了雙級納濾海水淡化脫硼效果,并在第二級進(jìn)水進(jìn)行了調(diào)節(jié)pH值脫硼研究。在實(shí)驗(yàn)條件下,在第二級進(jìn)水pH值為10.3時最終產(chǎn)水硼濃度可降至1.0mg/L左右。首次提出利用多羥基化合物絡(luò)合與雙級納濾相結(jié)合進(jìn)行海水淡化脫硼的方法,并對絡(luò)合反應(yīng)+雙級納濾的新型脫硼過程進(jìn)行了深入研究。經(jīng)過篩選實(shí)驗(yàn),選擇山梨醇為本實(shí)驗(yàn)絡(luò)合添加劑,并分別考察了其在第一級與第二級的絡(luò)合除硼效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此方法可有效降低硼含量,結(jié)合pH調(diào)節(jié)可將第二級產(chǎn)水硼濃度降至0.1mg/L以下。通過分子模擬顯示,絡(luò)合反應(yīng)后的含硼基團(tuán)分子尺寸及構(gòu)型均有較大變化,利于納濾膜對其截留。 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算得到產(chǎn)水通量系數(shù)與鹽通量系數(shù),建立了遞推公式,模擬計算工業(yè)規(guī)模流程的產(chǎn)水性能�？疾炝藛渭壊僮鬟^程各影響因素對能耗的影響。建立了3種不同雙級納濾海水淡化流程的能耗模型,與傳質(zhì)方程相結(jié)合計算得到不同雙級納濾流程的能耗及操作因素的影響規(guī)律,并與反滲透過程進(jìn)行比較。結(jié)果表明雙級納濾海水淡化可在一定程度上降低產(chǎn)水的噸水能耗,是一種經(jīng)濟(jì)可行的海水淡化方法。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：P747
【圖文】：

理部分較為嚴(yán)格。能量回收裝置則是反滲透系統(tǒng)中另一重要裝置，它的出現(xiàn)及優(yōu)異表現(xiàn)對于降低反滲透海水淡化能耗，推廣反滲透技術(shù)具有重要意義[9-12]。圖 1-1 反滲透海水淡化流程Fig.1-1 Schematic diagram of reverse osmosis seawater desalination(2)多級閃蒸海水淡化技術(shù)-MSF

第一章 文獻(xiàn)綜述鹽水進(jìn)入后急速的部分氣化，產(chǎn)生的蒸汽用于與進(jìn)料海水換熱，加熱進(jìn)同時本身冷凝為淡水，而鹽水溫度降低，引入下一級繼續(xù)閃蒸。多級閃般包括排熱段(Heat Rejection Section)、熱回收段(Heat Recovery Sectio熱段(Heat Input Section)三部分，具體流程如圖 1-2 所示。MSF 技術(shù)大從 20 世紀(jì) 50 年代開始，它的出現(xiàn)克服了浸沒式蒸發(fā)裝置結(jié)垢嚴(yán)重的 110℃左右的操作溫度下運(yùn)行，同時操作簡單。但與 MED 等其他熱法相比熱效率較低，因此一系列改進(jìn)型的 MSF 相繼出現(xiàn)，在一定程度上能耗[13]。(3)低溫多效海水淡化技術(shù)-MED

腐蝕材料的研究開發(fā)、新型能源及能量再利用進(jìn)海水淡化技術(shù)的快速發(fā)展，使之真正成為安來源。化方法管反滲透、多級閃蒸、低溫多效等海水淡化技，但其本身諸如能源能耗、適用范圍等局限性依化方法作為主流方法的補(bǔ)充不斷涌現(xiàn)。水淡化方法步，一系列不同于傳統(tǒng)的反滲透、多級閃蒸、海水淡化技術(shù)先后涌現(xiàn)，盡管在推廣上存在某些場合具有適應(yīng)性。

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1 趙華,刁遠(yuǎn)清;利用核能海水淡化初探[J];海洋科學(xué);2002年07期

2 萬育生,張繼群;開發(fā)利用海水資源保障沿海地區(qū)水資源安全[J];中國水利;2004年11期

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本文編號：2780830