1、海水預處理
無(wú)論是海水淡化，還是苦咸水脫鹽，給水預處理是保證反滲透系統長(cháng)期穩定運行的關(guān)鍵。在制定海水預處理方案時(shí)應充分考慮到：海水中存在大量微生物、細菌和藻類(lèi)。海水中細菌、藻類(lèi)的繁殖和微生物的生長(cháng)不僅會(huì )給取水設施帶來(lái)許多麻煩，而且會(huì )直接影響海水淡化設備及工藝管道的正常運轉。周期性漲潮、退潮，海水中夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成海水預處理系統運轉不穩定。海水具有較大腐蝕性，對系統中所采用的設備、閥門(mén)、管道件的材質(zhì)要作一定篩選，耐腐性能要好。
2、海水殺菌滅藻
國外海水淡化工程多采用投加CL、NaClO和CuSO4等化學(xué)試劑來(lái)殺菌滅藻?？紤]到交通等多方面的因素，投加化學(xué)試劑殺菌滅藻有一定難度，在本工程設備研制過(guò)程中專(zhuān)門(mén)采用海水次氯酸鈉發(fā)生器。海水取水泵后分出一小股帶壓海水，進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器，在直流電場(chǎng)作用下產(chǎn)生NaClO，靠位差直接注入海灘沉井，以殺滅海水中的細菌、藻類(lèi)和微生物。
由于海水硬度高 ,海水直接電解產(chǎn)生 N aC lO必須克服發(fā)生電極結垢問(wèn)題。在研制過(guò)程中 ，借鑒了電滲析頻繁倒極 (EDR )技術(shù)，即每隔 5～ 10m in倒換一次電極極性，有效地解決了次氯酸鈉發(fā)生器結垢沉淀問(wèn)題。
3、混凝過(guò)濾
混凝過(guò)濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質(zhì)，降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用污染指數 (FI)來(lái)計量，要求進(jìn)入反滲透設備的給水的FI值<4。由于海水比重較大，pH值較高，且水溫季節性變化大，系統選用FeCl3作為混凝劑，其具有不受溫度影響，礬花大而結實(shí)，沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。
本工程項目采用表面接觸混凝過(guò)濾技術(shù)，由雙層濾料過(guò)濾和活性炭過(guò)濾組成，分別設置了2臺雙層機械過(guò)濾器和2臺活性炭過(guò)濾器，濾器直徑為()m,濾速在 7～8m /s之間。濾器采用鋼襯膠，外涂船用漆，內設ABS水帽布水和316L不銹鋼管排布氣。為了降低海水預處理系統和瞬間負荷，提高水回收率,設置了反滲透濃縮水作為過(guò)濾器反沖洗水的氣液反洗系統。
4、反滲透海水淡化
海水含鹽量高、硬度高，對設備腐蝕性大，而且水溫季節性變化較大 ,使得反滲透海水淡化系統比常規的苦咸水脫鹽系統要復雜得多，工程投資和能耗也高得多。因此 ,通過(guò)精心的工藝設計，合理的設備配置來(lái)降低工程投資和能耗，從而降低單位制水成本，并確保系統穩定運行就顯得格外重要。
5、化學(xué)調節處理
為防止海水淡化過(guò)程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無(wú)機鹽類(lèi)，如CaCO3、CaSO4，在反滲透膜表面和系統管道件上結垢沉淀，海水在進(jìn)入反滲透脫鹽系統前要添加防垢劑。
投加H2SO4調節海水pH值,分解海水中的HCO-3，以防止CaCO3沉淀，是海水淡化中常用和經(jīng)濟的方法。投加 (NaPO3)6(SHMP)是防止CaSO4沉淀的有效方法，但(NaPO3)6在阻垢的同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品磷酸鹽會(huì )助長(cháng)微生物、細菌和藻類(lèi)的生長(cháng)，使用有一定的局限性。而從西方國家進(jìn)口的專(zhuān)用高分子聚合物阻垢劑價(jià)格較高，會(huì )直接影響海水淡化工程的運轉費用。本工程選用H2SO4作為阻垢劑，控制反滲透系統給水的pH值在 6.8～7.0之間，同時(shí)控制海水淡化系統水回收率，以防止CaSO4沉淀析出。
考慮到在反滲透海水淡化系統中采用以芳香聚酰胺為膜材料的復合膜元件 ,其耐氧化性差,要求進(jìn)水中余氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫，因此海水在進(jìn)入膜系統前投加NaHSO3，控制海水進(jìn)反滲透裝置前的氧化還原電位(ORP)，使進(jìn)反滲透裝置前的海水氧化還原電位(ORP)在280～320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。
6、去除海水中的有機物和異臭異味
環(huán)島海域的海水受周邊環(huán)境影響較大，海水化學(xué)耗氧量(COD)在 1.7～2.5m g/L，尤其在夏、秋季節有時(shí)海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進(jìn)行氧化外，增設活性炭過(guò)濾器，選用具有較高機械強度的果型顆?；钚蕴磕苡行У匚接袡C物和異臭異味，提高反滲透產(chǎn)水水質(zhì)，同時(shí)能減輕對反滲透膜面污染，延長(cháng)膜使用壽命。
7、保安過(guò)濾
保安過(guò)濾采用316L濾器，5µm濾芯，過(guò)濾進(jìn)高壓泵前的海水，阻擋海水中直徑大于5µm 顆粒雜質(zhì)，確保高壓泵，能量回收裝置和反滲透膜元件安全，長(cháng)期運行。
8、高壓泵和能量回收裝置
高壓泵和能量回收裝置是為反滲透海水淡化提供能量轉換和節能的重要設備，按反滲透海水淡化所需的流量和壓力選型，我們選用美國泵工業(yè)公司專(zhuān)為海水淡化工程研制的單級離心泵，具有60m3/h流量，揚程640Psi;能量回收裝置為HTC-300型，具有水力透平結構，能利用反滲透排放濃縮海水的壓力使反滲透進(jìn)水壓力提升30%，有效地降低能耗。
9、反滲透膜元件與裝置
反滲透膜元件是反滲透海水淡化的核心部件，較好的耐壓性和抗氧化耐污染性能。反滲透裝置采用6個(gè)膜元件串聯(lián)，6個(gè)壓力母管并聯(lián)的一級一段組合結構，并配置低壓自動(dòng)沖洗排放和淡化水低壓自動(dòng)沖洗置換，不合格產(chǎn)水自動(dòng)切換排放裝置。在該系統中還設置高、低壓保護和高壓泵，清洗泵的聯(lián)鎖。
整個(gè)反滲透海水淡化控制系統設計采用的計算機程序控制，由工控機操作站可編程控制器PLC組成一個(gè)分散采樣控制，集中監視操作的控制系統。按工藝參數設置高低壓保護開(kāi)關(guān)，自動(dòng)切換裝置，電導、流量和壓力出現異常時(shí)，能實(shí)現自動(dòng)切換、自動(dòng)聯(lián)鎖報警、停機，以保護高壓泵和反滲透膜元件。變頻控制高壓泵的起動(dòng)和關(guān)停，實(shí)現高壓泵的軟操作，節省能耗，防止由于水錘或反壓造成高壓泵和膜元件損壞。程序設計在反滲透裝置開(kāi)機和停機前后，能實(shí)現低壓自動(dòng)沖洗，特別在停運時(shí)，濃縮海水的亞穩定狀態(tài)會(huì )轉化出現沉淀，污染膜面，低壓淡化水自動(dòng)沖洗能置換出濃縮海水，保護膜面不受污染，延長(cháng)膜的使用壽命。對系統的溫度、流量、水質(zhì)、產(chǎn)量等相關(guān)參數能實(shí)現顯示、儲存、統計、制表和打印。監視操作中的動(dòng)態(tài)工藝流程畫(huà)面清晰直觀(guān)，系統控制簡(jiǎn)化人工操作，確保系統能自動(dòng)、安全、可靠地運行。
