东丽高脱盐高脱硼反渗透膜技术在海水淡化项目中的应用

东丽高脱盐高脱硼反渗透膜技术在海水淡化项中的应用北控阿科凌曹妃甸5万吨/天海水淡化项目介绍戴诚怿1朱力1赵杰2李永国2杭州水处理技术研究开发中心有限公司蓝星东丽膜科技（北京）有限公司摘要：反渗透膜（RO）技术是解决世界水危机问题的最有力的工具之一。反渗透膜法海水淡化过程中节能和高脱盐是需要满足的二个主题，然而产水特性与去除溶质之间存在背离平衡，同时满足会较为困难。同时反渗透膜的脱硼率也是海水淡化系统中的一个重要指标，东丽反渗透膜元件利用分子技术在高脱盐高脱硼性能方面取得了新的进展，开发出了创新型的海水反渗透膜元件。该膜元件已经成功应用于国家海水淡化典范项目一一北控阿科凌曹妃甸5万吨/天海水淡化项目中。1、项目背景曹妃甸新区地处唐山市区东南，随着新区的设立和企业的入住，园区企业用水出现紧张局面，同时，曹妃甸新区具有如下优势：1）曹妃甸具备取水条件较好取水口施工工程量小，有利于海水淡化工程总体造价的降低;2）渤海湾近岸海域污染较为严重，而曹妃甸海域由于地理位置和洋流的原因属清洁海域，水质略优于渤海湾其他区域；3）曹妃甸地区的南堡盐场、大清河盐场和三友化工的盐化工工厂直接保证了海水淡化厂浓盐水的综合利用，不会因为直接排放对海洋生态造成影响；4）曹妃甸配套路网完备，水、电、热、污等基础设施条件齐全，夕卜部条件成熟。在此背景下，2010年3月，唐山曹妃甸一期5万吨/日海水淡化项目开工建设似BOT模式由阿科凌中国控股公司与唐山曹妃甸基础设施建设有限公司投资兴建;随后，北控水务集团成功认购阿科凌中国有限公司50%股权，并与曹妃甸工业区签署了海水淡化产业基地及基础设施建设战略合作协议，根据协议，签约双方将共同在曹妃甸工业区建设超大型海水淡化产业化基地，并全面启动向工业区周边地区供水工程相关工作。一期5万吨/日海水淡化项目由杭州水处理技术研究开发中心有限公司EPC总包。总投资约5000万美元。一期项目于2011年10月10日举行了竣工仪式，正式建成投产。2，项目设计概要1）场所厂址选择在曹妃甸新区，毗邻华润曹妃甸电厂。取水渠与华润电厂循环水取水共用。2）平面布置整体工程主体工艺，包括气浮，超滤，反渗透，后处理均在一个厂房，平面布置紧凑，有序。3）设施规模反渗透系统设计如1所示：表1:反渗透系统参数表技产水规模50000m3/d单套产水规模10000m3/d总套数5套月凯件型号TM820M-440单套月初件数量924支单套膜壳数量132支膜壳规格7芯装4）处理方式整体工艺采用气浮+超滤+反渗透的双膜法处理方式。5）回收率反渗透系统的回收率设计为46%O6）膜种类，膜单元反渗透膜元件采用东丽高脱盐高脱硼海水膜元件，型号为TM820M-440o7）进、排水方式海水取水方式为开放式水渠取水，浓缩后的海水作为周围化工厂的原料进行循环利用。8）总事业费一期5万吨/天海水淡化项目总投资约为5000万美元。工艺流程与构件整体处理工艺如下图：北控阿科凌曹妃甸5万吨/天海水淡化项目TOC\o"1-5"\h\z厂IIQ—~区►航丽_J—区-/—Q气浮气浮水箱巳清洗超滤超滤水箱°~k过滤器反渗透系统「a#—a后处理产水箱B#LI——>能量回收系统图1反渗透膜法海水淡化工艺流程图处理工艺主要单元介绍:1）海水取水及预过滤:海水取水采用了水渠水面下取水方式，在取水泵房设置自动滤网系统，去除海水中的大颗粒物质。2）气浮池：预处理过程设置了浅层气浮池以降低水的浊度，SS,油类和藻类，以保证超滤系统的安全和水质。3）自清洗过滤器:在气浮池出水后，为了保证超滤系统的安全，特设置了自清洗过滤器。过滤精度为150微米。4）超滤系统:超滤系统作为反渗透系统的主预处理装置，本工程采用德国莹格超滤膜元件。保证了出水的浊度和SDI等，保证了反渗透系统的稳定运行。5）反渗透系统:反渗透系统作为整个项目的核心装置，高脱盐率和高脱硼率保证的项目的产水要求和水质。图2反渗透系统的总体图6）能量回收系统：为了降低能耗，本工程设置了能量回收系统，选用的为挪威阿科凌公司的能量回收装置。7）后处理系统：为了改善反渗透系统产水的PH值及水质，在反渗透系统产水后设置了后处理系统，通过碳酸钙滤料，以达到改善水质的目的。东丽反渗透膜及海水淡化反渗透系统详细介绍1）膜元件选型原则根据工程产水的要求，本项目选用了东丽高脱盐高脱硼海水淡化反渗透膜元件。膜元件型号为TM820M-440O东丽海水淡化膜元件的技术特性东丽采用控制RO膜物理、化学性的特殊分子设计方法，开发了用于海水淡化工艺，具有高脱盐高脱硼性能的RO创新性反渗透膜元件。RO膜元件技术规格见表2o表2东丽海水RO膜TM820M-440的产品规格产品规格*特征脱盐率(%)产水量(GPD,(m3/d))硼去除率(%)TM820M-44099.807,700(29.2)95高脱盐高脱硼*测试条件：除TM720C:进水NaCl32,000mg/L,硼5mg/L,温度25°C,pH6.5,操作压力5.52MPa,流量80L/min,回收率8%;反渗透设计思路＞反渗透系统要求◊一级反渗透系统：共分为5列，单列产水10008m3/d;◊回收率：46%◊操作压力＜69bar◊压力容器型号：7芯装◊系统通量＜16.0lmh◊高温时为了满足脱硼要求，殳加氢氧化钠调节PH值。4)反渗透系统运行数据及反渗透性能时间进水压力(bar)浓水压力(bar)产水流量(m3/h)回收率(%)进水电导率(us/cm)产水电导率(us/cm)进水PH温度(°C)06/0852.6751.8141746499004397.9321系统表观脱盐率：99.12%5,本海水淡化项目选用东丽高脱盐高脱硼膜元件，即保证了运行压力的合理性，同时又保证了系统的产水水质要求，降低了系统的运行成本同时保障系统长期稳定运行。北控阿科凌曹妃甸50000m3/d海水淡化的建成，为曹妃甸海水淡化基地的发展和投运积累了经验和提供了一个可靠的海水淡化工艺。