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摘 要：海水淡化工程相对来说耗资巨大，工艺复杂，是关乎民生的重要工程。就反渗透海水淡化系统而言，传统的淡化系统已经跟不上新时代对水资源的需求，如何使海水淡化系统更好地合理利用水资源就成为了相关人员需要研究的重大课题。基于此，本文就反渗透海水淡化系统改善措施做了简单探讨。
关键词：反渗透；海水淡化系统；改善措施
中图分类号：P747 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0339-01
引 言
随着中国社会经济的快速发展，虽然我国反渗透海水淡化系统各项功能已经有了明显改善，但是现阶段依然存在很多问题亟待解决。海水淡化工程水资源系统是系统性和综合性的系统，与多方面因素都有紧密联系。
1 反渗透海水淡化技术
在海水淡化过程中，与蒸馏法相比，反渗透海水淡化技术溶质与溶剂分离不发生相变。反渗透海水淡化技术属于物理脱盐方法，它是利要高压泵将海水加压，高压海水通过反渗透膜分离溶剂与溶质的分离技术。经过预处理的海水通过高压泵加压，使给水侧压力高于渗透压强从而使原水中的水分子渗透到膜的另一侧，以达到除去水中无机盐的目的，从而在低压端获得淡水，淡水通过后处理后进入管网提供给用户。在实践中，反渗透海水淡化技术的系统具有设备较为简单、无相变过程、制水能耗较低、工程建造周期短及备维护方便等优点，使得反渗透海水淡化技术发展十分迅速，到21世纪初期，反渗透海水淡化技术的市场占有率已达45%以上，已成为现阶段海水淡化最流行的和最经济的技术。现阶段，在沿海地区，反渗透海水淡化技术的推广依然受到限制，该技术制水成本仍然相对较高、能耗指标仍然相对较高。由此可知，海水淡化领域研究的重要课题就是反渗透海水淡化系统的产水能耗。
2 反渗透海水淡化系统优化措施
2.1 优化反渗透海水淡化系统
反渗透海水淡化系统根据工序的不同可分为四个部分：预处理系统、高压给水系统、膜组件、后处理系统。反渗透海水淡化系统如图1所示。
2.1.1 预处理系统
在实践中，海水中存在大量硫酸盐、硅酸盐等难溶于水的盐、泥沙，真菌、霉菌、藻类等微生物以及其他杂质。如果未经预处理的海水直接通过膜组件，这些污染物将会直接被半透膜膜体截留，致使膜体短时间内受到严重污染，甚至产生损害，破坏膜系统的长期稳定运行，将导致频换更换膜组件，造成经济成本过高。因此，考虑到系统的长期稳定运行，防止膜组件系统被快速污染甚至被破坏，造成膜组件更换频繁，使经济成本过高，在海水在进入在膜组件前，相关人员必须进行相应严格有效的预处理工艺，以保护膜组件及整个系统安全有效的运行。比如，工程预处理系统按工序及作用的不同可分为二级和一级预处理系统。其中，一级系统主要包括预处理斜管沉淀池、清水池、絮凝沉淀池、加药系统、无阀过滤池等。一级系统的作用是除去伤害膜组件的、对膜组件产生严重污染的有害物质，比如海水中的悬浮有机物、细菌、微生物、泥沙、胶体等。
2.1.2 高压给水系统
在实践中，高压给水系统主要由三个部分组成：增压泵、高压泵、能量回收装置，是反渗透海水淡化工程的主要能耗模块。高压泵是反渗透海水淡化系统的主要能耗部件，反渗透过程的水分子通过渗透膜的驱动力是由高压泵来提供，高压泵是反渗透海水淡化工程高压給水系统的心脏。高压泵的电耗占高压给水系统能耗的90%以上，占制水成本的70%以上，因此当反渗透海水淡化系统中膜组件已经选定的情况下，海水淡化高压泵的效率、运行方式将直接决定反渗透海水淡化系统的能耗指标。能量回收系统是高压给水系统的另一重要组成部分。在实践中，海水经过膜系统后所得的浓水仍然具有很高的压力，如果系统不能将这部分浓海水中的能量加以回收利用的话，将造成极大的能量浪费。使用能量回系统将这部分浓海水中的能量加以回收利用，可有效的降低系统的总能耗，从而极大降低单位产水能耗。另外，能量回收装置采用ERI的PX能量回收装置，该装置在膜组件因老化、污染，海水温度波动和盐度波动等外部因素影响系统回收率的情况下，该装置的回收效率也能基本保持不变。
2.1.3 后处理系统
为防止淡化水直接进入输水管网，使反渗透海水工程所产淡水水质达到生活饮用水标准进而造成黄水现象，相关人员要对反渗透海水淡化工程所产淡水进行后处理。实践证明，具有自适应功能的“CO2+CaCO3”淡化水矿化调质工艺可以有效解决淡水硬度和碱度等过低的问题。某工程首创了具有自适应功能的“CO2+CaCO3”淡化水矿化调质工艺，通过管网，经过后处理的淡水将淡水输送给用户使用，保证人们的正常用水需求。
2.2 考虑多重外界因素
反渗透膜组件对温度的变化极其敏感，海水温度一天内的波动范围较大，且不同季节日变化温度范围也不同，如果在运行过程中不能及时调节高压泵的运行工况点，不仅会造成反渗透海水淡化系统产水能耗的上升，且会加速膜组件的污染，造成能量的浪费及膜组件更换频繁，从而导致产水费用增加，甚至会造成产水水质下降，因此，相关部门有必要对高压泵进行季节日优化运行。为了解决反渗透海水淡化高给水系统季节日优化运行问题，相关部门需要在已知每日产水计划前提下，考虑季节日温度的变化及峰谷电价影响，确定高压泵的调速比，获得各时段高压泵最优操作压力下的最优给水流量，使系统产水能耗最低或产水费用最小。
3 结束语
现代社会对水资源的需求量比较大，社会对于海水淡化工程的效率及质量等有了更高的要求。为满足社会发展需求，相关部门一定要注重反渗透海水淡化系统运行水平和效率的提高，以提高系统的经济效益与社会效益，顺应我国的可持续发展战略要求。
参考文献
[1]郑建波.反渗透海水淡化高压给水系统运行优化研究[D].江苏大学，2017.
[2]周 婷.基于反渗透方法的新能源海水淡化系统研究[D].上海海洋大学，2016.
[3]王小龙.大型反渗透海水淡化工程优化调度方法研究[D].杭州电子科技大学，2015.
收稿日期：2018-4-15
关键词：反渗透；海水淡化系统；改善措施
中图分类号：P747 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0339-01
引 言
随着中国社会经济的快速发展，虽然我国反渗透海水淡化系统各项功能已经有了明显改善，但是现阶段依然存在很多问题亟待解决。海水淡化工程水资源系统是系统性和综合性的系统，与多方面因素都有紧密联系。
1 反渗透海水淡化技术
在海水淡化过程中，与蒸馏法相比，反渗透海水淡化技术溶质与溶剂分离不发生相变。反渗透海水淡化技术属于物理脱盐方法，它是利要高压泵将海水加压，高压海水通过反渗透膜分离溶剂与溶质的分离技术。经过预处理的海水通过高压泵加压，使给水侧压力高于渗透压强从而使原水中的水分子渗透到膜的另一侧，以达到除去水中无机盐的目的，从而在低压端获得淡水，淡水通过后处理后进入管网提供给用户。在实践中，反渗透海水淡化技术的系统具有设备较为简单、无相变过程、制水能耗较低、工程建造周期短及备维护方便等优点，使得反渗透海水淡化技术发展十分迅速，到21世纪初期，反渗透海水淡化技术的市场占有率已达45%以上，已成为现阶段海水淡化最流行的和最经济的技术。现阶段，在沿海地区，反渗透海水淡化技术的推广依然受到限制，该技术制水成本仍然相对较高、能耗指标仍然相对较高。由此可知，海水淡化领域研究的重要课题就是反渗透海水淡化系统的产水能耗。
2 反渗透海水淡化系统优化措施
2.1 优化反渗透海水淡化系统
反渗透海水淡化系统根据工序的不同可分为四个部分：预处理系统、高压给水系统、膜组件、后处理系统。反渗透海水淡化系统如图1所示。
2.1.1 预处理系统
在实践中，海水中存在大量硫酸盐、硅酸盐等难溶于水的盐、泥沙，真菌、霉菌、藻类等微生物以及其他杂质。如果未经预处理的海水直接通过膜组件，这些污染物将会直接被半透膜膜体截留，致使膜体短时间内受到严重污染，甚至产生损害，破坏膜系统的长期稳定运行，将导致频换更换膜组件，造成经济成本过高。因此，考虑到系统的长期稳定运行，防止膜组件系统被快速污染甚至被破坏，造成膜组件更换频繁，使经济成本过高，在海水在进入在膜组件前，相关人员必须进行相应严格有效的预处理工艺，以保护膜组件及整个系统安全有效的运行。比如，工程预处理系统按工序及作用的不同可分为二级和一级预处理系统。其中，一级系统主要包括预处理斜管沉淀池、清水池、絮凝沉淀池、加药系统、无阀过滤池等。一级系统的作用是除去伤害膜组件的、对膜组件产生严重污染的有害物质，比如海水中的悬浮有机物、细菌、微生物、泥沙、胶体等。
2.1.2 高压给水系统
在实践中，高压给水系统主要由三个部分组成：增压泵、高压泵、能量回收装置，是反渗透海水淡化工程的主要能耗模块。高压泵是反渗透海水淡化系统的主要能耗部件，反渗透过程的水分子通过渗透膜的驱动力是由高压泵来提供，高压泵是反渗透海水淡化工程高压給水系统的心脏。高压泵的电耗占高压给水系统能耗的90%以上，占制水成本的70%以上，因此当反渗透海水淡化系统中膜组件已经选定的情况下，海水淡化高压泵的效率、运行方式将直接决定反渗透海水淡化系统的能耗指标。能量回收系统是高压给水系统的另一重要组成部分。在实践中，海水经过膜系统后所得的浓水仍然具有很高的压力，如果系统不能将这部分浓海水中的能量加以回收利用的话，将造成极大的能量浪费。使用能量回系统将这部分浓海水中的能量加以回收利用，可有效的降低系统的总能耗，从而极大降低单位产水能耗。另外，能量回收装置采用ERI的PX能量回收装置，该装置在膜组件因老化、污染，海水温度波动和盐度波动等外部因素影响系统回收率的情况下，该装置的回收效率也能基本保持不变。
2.1.3 后处理系统
为防止淡化水直接进入输水管网，使反渗透海水工程所产淡水水质达到生活饮用水标准进而造成黄水现象，相关人员要对反渗透海水淡化工程所产淡水进行后处理。实践证明，具有自适应功能的“CO2+CaCO3”淡化水矿化调质工艺可以有效解决淡水硬度和碱度等过低的问题。某工程首创了具有自适应功能的“CO2+CaCO3”淡化水矿化调质工艺，通过管网，经过后处理的淡水将淡水输送给用户使用，保证人们的正常用水需求。
2.2 考虑多重外界因素
反渗透膜组件对温度的变化极其敏感，海水温度一天内的波动范围较大，且不同季节日变化温度范围也不同，如果在运行过程中不能及时调节高压泵的运行工况点，不仅会造成反渗透海水淡化系统产水能耗的上升，且会加速膜组件的污染，造成能量的浪费及膜组件更换频繁，从而导致产水费用增加，甚至会造成产水水质下降，因此，相关部门有必要对高压泵进行季节日优化运行。为了解决反渗透海水淡化高给水系统季节日优化运行问题，相关部门需要在已知每日产水计划前提下，考虑季节日温度的变化及峰谷电价影响，确定高压泵的调速比，获得各时段高压泵最优操作压力下的最优给水流量，使系统产水能耗最低或产水费用最小。
3 结束语
现代社会对水资源的需求量比较大，社会对于海水淡化工程的效率及质量等有了更高的要求。为满足社会发展需求，相关部门一定要注重反渗透海水淡化系统运行水平和效率的提高，以提高系统的经济效益与社会效益，顺应我国的可持续发展战略要求。
参考文献
[1]郑建波.反渗透海水淡化高压给水系统运行优化研究[D].江苏大学，2017.
[2]周 婷.基于反渗透方法的新能源海水淡化系统研究[D].上海海洋大学，2016.
[3]王小龙.大型反渗透海水淡化工程优化调度方法研究[D].杭州电子科技大学，2015.
收稿日期：2018-4-15