I. Tổng quan

Các thành quả quan trọng như bộ phận khử mặn mặn đắng độ mặn và công nghệ thẩm tích điện thường xuyên, v. v. đã bước vào hàng ngũ tiên tiến quốc tế. Ả Rập Xê Út là nhà sản xuất nước biển khử muối lớn nhất thế giới, chiếm khoảng 21% tổng lượng khử muối của thế giới.

II. Phương pháp hoạt động

Nước biển không thể được sử dụng trực tiếp do hàm lượng muối rất cao và chủ yếu sử dụng hai phương pháp khử mặn nước biển, đó là chưng cất và thẩm thấu ngược.

1. Phương pháp chưng cất

Phương pháp chưng cất chủ yếu được sử dụng để xử lý khử muối nước biển quy mô lớn và ở những nơi có năng lượng nhiệt phong phú. Phương pháp màng thẩm thấu ngược áp dụng rất rộng và tỷ lệ khử muối rất cao, vì vậy được sử dụng rộng rãi. Phương pháp màng thẩm thấu ngược đầu tiên là chiết xuất nước biển lên, tiến hành xử lý sơ bộ, giảm độ đục của nước biển, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn, tảo và các vi sinh vật khác, sau đó tăng áp với bơm áp suất cao đặc biệt, làm cho nước biển vào màng thẩm thấu ngược, do hàm lượng muối của nước biển cao, vì vậy màng thẩm thấu ngược nước biển phải có tỷ lệ khử muối cao, chống ăn mòn, chống áp suất cao, chống ô nhiễm và các đặc điểm khác, sau khi xử lý màng thẩm thấu ngược nước biển, hàm lượng muối của nó giảm đáng kể, hàm lượng TDS từ 36.000 mg/lít xuống khoảng 200 mg/lít. Chất lượng nước sau khi khử muối thậm chí còn tốt hơn nước máy, vì vậy nó có thể được sử dụng trong công nghiệp, thương mại, cư dân và tàu thuyền, tàu chiến.

2. Phương pháp thẩm thấu ngược

Nước biển có độ mặn cao, độ cứng cao, ăn mòn thiết bị, và nhiệt độ nước thay đổi theo mùa lớn hơn làm cho hệ thống khử mặn thẩm thấu ngược phức tạp hơn nhiều so với hệ thống khử mặn nước mặn thông thường, cũng như đầu tư kỹ thuật và tiêu thụ năng lượng cao hơn nhiều. Do đó, thông qua thiết kế công nghệ tỉ mỉ, cấu hình thiết bị hợp lý để giảm đầu tư kỹ thuật và tiêu thụ năng lượng, do đó giảm chi phí nước đơn vị và đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống là đặc biệt quan trọng.

III. Quy trình công nghệ

1. Tiền xử lý

Cho dù đó là khử muối nước biển, hoặc khử muối nước mặn đắng, tiền xử lý nước cấp là chìa khóa để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của hệ thống thẩm thấu ngược. Cần lưu ý đầy đủ khi phát triển các chương trình tiền xử lý nước biển: sự hiện diện của một lượng lớn vi sinh vật, vi khuẩn và tảo trong nước biển. Sự sinh sản của vi khuẩn, tảo và sự phát triển của vi sinh vật trong nước biển không chỉ gây ra nhiều rắc rối cho các cơ sở khai thác nước mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động bình thường của các thiết bị khử muối và đường ống công nghệ. Thủy triều lên, thủy triều xuống theo chu kỳ, nước biển bị cuốn theo một lượng lớn bùn, độ đục thay đổi lớn, dễ dàng tạo ra hệ thống tiền xử lý nước biển hoạt động không ổn định. Nước biển có tính ăn mòn lớn, hệ thống sử dụng thiết bị, van, vật liệu của các bộ phận đường ống để sàng lọc nhất định, hiệu suất chống ăn mòn là tốt.

2. Diệt khuẩn và diệt tảo

Các dự án khử mặn nước biển ở nước ngoài thường sử dụng clo lỏng, NaClO và CuSO4 để khử trùng và diệt tảo. Xem xét giao thông và các yếu tố khác, có một số khó khăn nhất định trong việc đầu tư thuốc thử hóa học để khử trùng và diệt tảo, và máy phát natri hypochlorite nước biển đặc biệt được sử dụng trong quá trình phát triển thiết bị kỹ thuật này. Sau khi bơm lấy nước biển, một sợi nhỏ của nước biển có áp suất được tách ra và đi vào máy phát natri hypochlorite, tạo ra NaClO dưới tác động của điện trường DC, bơm trực tiếp vào giếng chìm bãi biển dựa vào chênh lệch vị trí để tiêu diệt vi khuẩn, tảo và vi sinh vật trong nước biển.

Do độ cứng của nước biển cao, điện phân trực tiếp của nước biển tạo ra N aC lO phải khắc phục vấn đề quy mô điện cực xảy ra. Trong quá trình phát triển, công nghệ điện phân đảo cực thường xuyên (EDR) được rút ra từ điện phân, nghĩa là cứ sau 5~10m trong đảo ngược điện cực một lần, giải quyết hiệu quả vấn đề kết tủa quy mô của máy phát natri hypochlorite.

3. Lọc ngưng tụ

Lọc ngưng tụ được thiết kế để loại bỏ keo, tạp chất lơ lửng trong nước biển và giảm độ đục. Trong kỹ thuật tách màng thẩm thấu ngược thường được đo bằng chỉ số ô nhiễm (FI), yêu cầu giá trị FI<4 của nước cấp vào thiết bị thẩm thấu ngược. Do trọng lượng nước biển lớn hơn, giá trị pH cao hơn và nhiệt độ nước thay đổi theo mùa lớn, hệ thống chọn FeCl3 làm chất trộn, nó có ưu điểm không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, hoa phèn lớn và mạnh mẽ, tốc độ lắng nhanh và vân vân.

4. Điều chỉnh hóa học

Để ngăn chặn quá trình khử mặn nước biển tạo ra các muối vô cơ khó hòa tan như CaCO3, CaSO4, kết tủa quy mô trên bề mặt màng thẩm thấu ngược và các phụ kiện đường ống của hệ thống, nước biển phải được thêm chất chống quy mô trước khi đi vào hệ thống khử muối thẩm thấu ngược.

Việc bổ sung H2SO4 điều chỉnh độ pH của nước biển để phân hủy HCO-3 trong nước biển để ngăn chặn kết tủa CaCO3 là phương pháp phổ biến và kinh tế nhất trong khử muối. Bổ sung (NaPO3)6 (SHMP) là một cách hiệu quả để ngăn chặn kết tủa CaSO4, nhưng phosphate, một sản phẩm phụ được tạo ra bởi (NaPO3)6 trong khi ngăn chặn quy mô, thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật, vi khuẩn và tảo, với một số hạn chế trong việc sử dụng. Và giá cao hơn của polymer polymer chuyên dụng được nhập khẩu từ các nước phương Tây sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí hoạt động của dự án khử muối. Dự án này cuối cùng chọn H2SO4 làm chất chống quy mô, kiểm soát độ pH của nước cấp cho hệ thống thẩm thấu ngược từ 6,8 đến 7,0, đồng thời kiểm soát tỷ lệ thu hồi nước của hệ thống khử muối để ngăn chặn kết tủa CaSO4.

Xem xét việc sử dụng polyamide thơm làm vật liệu màng trong hệ thống khử mặn nước biển thẩm thấu ngược cho các thành phần màng composite của nó trong khả năng chống oxy hóa kém đòi hỏi hàm lượng clo dư trong nước dưới 0,1m g/L để khử chất khử, do đó, nước biển được thêm NaHSO3 trước khi vào hệ thống màng, để kiểm soát tiềm năng khử oxy hóa (ORP) trước khi vào thiết bị thẩm thấu ngược, làm cho tiềm năng khử oxy hóa nước biển (ORP) trước khi vào thiết bị thẩm thấu ngược ở 280~320mV. NaHSO3 được thêm vào gấp 3 lần lượng clo dư trong nước biển.

5. khử mùi

Nước biển ở vùng biển quanh đảo chịu ảnh hưởng của môi trường xung quanh khá lớn, lượng oxy tiêu thụ hóa học của nước biển (COD) là 1,7~2,5m g/L, đặc biệt là vào mùa hè và mùa thu, đôi khi nước biển có mùi hôi lớn. Do đó, ngoài việc thêm NaClO để oxy hóa, thêm bộ lọc than hoạt tính, việc lựa chọn than hoạt tính dạng hạt trái cây có độ bền cơ học cao hơn có thể hấp thụ hiệu quả các chất hữu cơ và mùi hôi, cải thiện chất lượng nước sản xuất thẩm thấu ngược, đồng thời có thể giảm ô nhiễm bề mặt màng thẩm thấu ngược và kéo dài tuổi thọ của màng.

6. Bộ lọc an ninh

Bộ lọc an ninh sử dụng bộ lọc 316L, 5&micro; m phần tử lọc, lọc nước biển trước khi bơm áp suất cao, chặn đường kính nước biển lớn hơn 5&micro; m tạp chất hạt, đảm bảo bơm áp suất cao, thiết bị phục hồi năng lượng và các yếu tố màng thẩm thấu ngược an toàn, hoạt động lâu dài.

7. Bơm cao áp và thiết bị phục hồi năng lượng

Bơm áp suất cao và thiết bị phục hồi năng lượng là thiết bị quan trọng để cung cấp chuyển đổi năng lượng và tiết kiệm năng lượng cho khử muối thẩm thấu ngược. Theo dòng chảy và lựa chọn áp suất cần thiết để khử muối thẩm thấu ngược, chúng tôi chọn máy bơm ly tâm một tầng với lưu lượng 60m3/h, đầu 640Psi; Thiết bị thu hồi năng lượng là HTC-300, có cấu trúc thẩm thấu thủy lực, có thể sử dụng áp suất của nước biển đậm đặc để tăng áp suất nước thẩm thấu ngược lên 30%, giảm tiêu thụ năng lượng hiệu quả.

IV. Phần tử và thiết bị màng RO

Phần tử màng thẩm thấu ngược là thành phần cốt lõi của quá trình khử mặn nước biển thẩm thấu ngược. Phần tử này có khả năng chịu áp suất tốt hơn 99% và khả năng chống oxy hóa và ô nhiễm tốt hơn. Thiết bị thẩm thấu ngược sử dụng 6 yếu tố màng trong loạt, 6 ống mẹ áp suất song song với một giai đoạn của cấu trúc kết hợp, và cấu hình xả xả tự động áp suất thấp và khử muối nước áp suất thấp tự động xả thay thế, không đủ điều kiện sản xuất nước tự động chuyển đổi thiết bị xả. Trong hệ thống này cũng thiết lập bảo vệ cao, áp suất thấp và bơm áp suất cao, làm sạch lồng vào nhau của máy bơm.

V. Kiểm soát hệ thống khử mặn nước biển

Toàn bộ thiết kế hệ thống điều khiển khử muối thẩm thấu ngược được điều khiển bằng chương trình máy tính tiên tiến trong và ngoài nước. Nó bao gồm PLC, bộ điều khiển lập trình của trạm điều khiển công nghiệp, tạo thành một hệ thống điều khiển lấy mẫu phân tán, giám sát tập trung hoạt động của hệ thống điều khiển. Thiết lập công tắc bảo vệ điện áp cao và thấp theo các thông số công nghệ, thiết bị chuyển mạch tự động, khi có sự bất thường về độ dẫn, lưu lượng và áp suất, có thể nhận ra chuyển đổi tự động, báo động khóa liên động tự động, tắt máy để bảo vệ bơm điện áp cao và các yếu tố màng thẩm thấu ngược. Biến tần kiểm soát khởi động và tắt máy bơm áp suất cao, nhận ra hoạt động mềm của máy bơm áp suất cao, tiết kiệm năng lượng và ngăn ngừa thiệt hại cho máy bơm áp suất cao và các bộ phận màng do búa nước hoặc áp suất ngược. Chương trình được thiết kế trước và sau khi bật thiết bị thẩm thấu ngược và tắt máy, nó có thể nhận ra áp suất thấp tự động tuôn ra, đặc biệt là khi ngừng vận chuyển, trạng thái dưới ổn định của nước biển đậm đặc sẽ chuyển thành kết tủa, gây ô nhiễm bề mặt màng, nước khử muối áp suất thấp tự động tuôn ra có thể thay thế nước biển đậm đặc, bảo vệ bề mặt màng không bị ô nhiễm và kéo dài tuổi thọ của màng. Các thông số liên quan đến nhiệt độ, lưu lượng, chất lượng nước, sản lượng của hệ thống có thể đạt được hiển thị, lưu trữ, thống kê, lập bảng và in ấn. Hình ảnh dòng chảy công nghệ động trong hoạt động giám sát rõ ràng và trực quan, điều khiển hệ thống đơn giản hóa hoạt động thủ công, đảm bảo hệ thống có thể hoạt động tự động, an toàn và đáng tin cậy.