卷式反渗透海水淡化系统膜清洗与更换策略优化

膜污染是导致反渗透海水淡化(seawater reverse osmosis,SWRO)系统操作成本增加和产水性能下降的重要因素。为了降低系统运行操作成本,本文针对卷式SWRO系统提出了一种新的膜清洗与更换策略优化方法。首先,根据反渗透和膜污染过程机理建立了膜污染情况下的SWRO系统性能模型;然后将生产过程中的总操作费用与膜清洗和更换规划联系起来,建立了以系统日均操作费用最低为目标、以膜清洗次数、膜清洗和更换时间等为寻优变量、以开放式方程模型为约束的优化命题,并通过联立求解等技术使得原本复杂的优化命题可快速方便地求解;在此基础上对SWRO系统进行了实例研究和分析。优化求解结果表明:(1)本优化策略可以大幅降低系统操作费用,并同时获得最佳膜清洗和更换时间以及膜清洗次数;(2)进料海水温度对最优膜清洗和更换策略影响很大,固定周期的膜更换策略并不合适。另外本优化方法还可得到不同条件下最优操作费用组成、以及最优目标下最优操作压力和操作流量曲线等信息,对优化SWRO系统运行和深入分析系统内部状态变化具有重要意义。     

全流程卷式反渗透海水淡化系统操作优化

在对反渗透海水淡化系统流程和实际应用分析的基础上,提出了一种旨在降低总体操作费用的全流程反渗透海水淡化系统优化方法。首先根据系统变参数特点并充分利用蓄水池的缓冲能力,建立了反渗透过程机理模型、蓄水池动态过程模型以及变参数方程模型,实现了整个流程的方程描述。然后根据工艺流程和操作过程费用组成情况建立了总的操作费用模型,得到了全流程单位产水费用指标。在此基础上建立了以总体操作费用最低为目标、以开放方程描述的各模型方程为约束、以设备和产品质量限制为边界的优化命题,采用联立求解技术将该微分代数方程组成的优化（DAOP）问题转化为NLP问题后进行求解。最后对某海水淡化系统进行了实例研究。优化求解结果不仅表明本优化方法可以大幅降低实际操作费用,而且通过求解还可得到各种变参数条件下最优操作费用组成,以及实现费用最低的最优操作压力和流量变化曲线。本研究对优化海水淡化系统操作、降低总体操作费用具有重要意义。     

全流程卷式反渗透海水淡化系统操作优化

在对反渗透海水淡化系统流程和实际应用分析的基础上,提出了一种旨在降低总体操作费用的全流程反渗透海水淡化系统优化方法。首先根据系统变参数特点并充分利用蓄水池的缓冲能力,建立了反渗透过程机理模型、蓄水池动态过程模型以及变参数方程模型,实现了整个流程的方程描述。然后根据工艺流程和操作过程费用组成情况建立了总的操作费用模型,得到了全流程单位产水费用指标。在此基础上建立了以总体操作费用最低为目标、以开放方程描述的各模型方程为约束、以设备和产品质量限制为边界的优化命题,采用联立求解技术将该微分代数方程组成的优化(DAOP)问题转化为NLP问题后进行求解。最后对某海水淡化系统进行了实例研究。优化求解结果不仅表明本优化方法可以大幅降低实际操作费用,而且通过求解还可得到各种变参数条件下最优操作费用组成,以及实现费用最低的最优操作压力和流量变化曲线。本研究对优化海水淡化系统操作、降低总体操作费用具有重要意义。     

去硼膜减少了反渗透海水淡化的费用

在海水淡化领域，世界卫生组织(WHO)要求饮水中硼的含量在0．5mg／L以下，此要求影响了反渗透海水淡化(SWRO)工艺过程的设计，因为要达到这样的要求有相当难度。     

海水淡化反渗透系统中的膜用化学品

针对反渗透海水淡化系统中膜化学品使用的必要性，简介了国内外反渗透膜化学品（清洗剂、阻垢剂和杀生剂）的研究、生产和应用现状，分析了膜化学品的发展趋势和市场前景，提出在目前大力发展海水淡化事业的背景下，我国膜化学品的开发和应用研究应该同步跟进，从而促进我国膜技术和海水淡化产业的发展。     

海水淡化反渗透复合膜元件的制备

论述了海水淡化膜元件制作过程中,支撑底膜的孔结构、水相及有机相单体的种类、浓度,界面聚合的时间、热处理温度以及产业化生产过程中各个工艺条件的控制对海水淡化反渗透复合膜性能和均匀性的影响;介绍了膜元件卷制的工艺对元件性能的影响以及国产海水淡化反渗透复合膜元件在实际工程中的应用情况及与进口膜元件的性能对比。     

海水淡化脱硼技术研究进展

海水淡化技术是缓解目前淡水资源匮乏的主要水处理技术。随着海水淡化技术的快速发展,海水脱硼成为人们越来越关注的问题,这主要因为过量的硼对人体、农作物和动物会产生较大的危害。本文综述了国内外主要海水脱硼工艺技术包括离子交换树脂法、分离膜法、吸附-分离膜法等的脱硼原理和研究现状。最后展望了海水脱硼工艺的应用前景和研究方向。     

海水淡化反渗透商品膜耐酸碱性研究

选用2款海水淡化反渗透商品膜SWC5和SWC6,进行p H为1和13的酸碱溶液处理,对处理后的膜组成、形貌结构和分离性能进行了分析测试。红外结果显示,SWC5和SWC6膜酸碱处理膜表面芳香酰胺特征峰与原膜相比有不同程度的减小,证明分离层酰胺键发生了不同程度的水解。元素分析表明,酸碱处理膜酰胺键部分水解后产生的-COOH或-COO-引起氧含量升高,其中SWC5膜可能受碱水解作用影响最大。SWC5酸碱处理后膜表面粗糙度升高,而SWC6酸碱处理膜表面峰谷结构更趋于平坦。SWC6膜表面酸碱处理后水接触角变化很小;而SWC5碱处理后水接触角显著下降。2款酸碱处理膜截留率的变化均小于1.0%,但水通量变化程度不同。总体上SWC6膜的耐酸碱性能优于SWC5膜。     

海水淡化反渗透聚酰胺膜的清洗

针对反渗透法海水淡化时所造成的反渗透膜污染,采用模拟试验考察了三种化学清洗剂在不同浓度、不同时间的条件下,对反渗透膜清洗效果的影响。     

反渗透海水淡化膜的应用特性

综述了国内外反渗透海水淡化技术的研究发展过程及应用状况,重点介绍了中空纤维和卷式反渗透膜在海水淡化中的应用特性。比较了中空纤维和卷式反渗透膜的结构、性能及应用对象差异,展望了中空纤维反渗透膜将扩大海水淡化市场份额的应用前景。     

海水淡化反渗透系统的系列化研究

我国反渗透海水淡化(SWRO)工程中工艺、设备等方面存在的一些问题影响了海水淡化制水成本。反渗透系统的系列化研究,不仅可以降低海水淡化成本,还可以为海水淡化技术研发和应用提供技术依据。本文详细介绍了对产水量为5~500m3.d-1的典型反渗透系统的工艺、节能技术和可靠性的研究,并形成了系列化产品的设计。通过此研究,优化了系统工艺,降低了系统能耗,为系统的安装制造提供了有力保证。     

反渗透海水淡化系统的优化设计

对反渗透海水淡化过程的设计进行了研究。首先对过程的每个单元给出了单元操作模型和相关的经济模型。通过一定的变量将这些模型相互关联,组成系统模型。系统模型主要考虑了一级流程和二级流程。将年费用最小定为目标函数,并满足过程热力学、设备选型、设计要求等约束。系统的设计问题可表达为一个混合整数非线性规划(MINLP)。当产品水的设计要求不同,给水浓度不同时,采用本文的设计方法分别得出了不同的最优设计方案。这个方法可用于海水、苦咸水淡化的工程设计,也可用于高浓度含盐废水的脱盐工艺设计。     

海水反渗透淡化系统的能耗

通过对海水反渗透淡化系统（SWRO）吨水成本的分析，提出降低SWRO能耗的解决措施，采用能量透平装置（TURBO）或压力转换器（PE）回收浓水的能量传递于进水，不仅可以降低吨水电耗，也可减小一次性投资。值得关注的是，压力转换器，回收效率可达94％，在海水淡化系统中对于降低能耗有更重要的意义。     

反渗透卷式淡化组件研制成功

国家海洋局第二海洋研究所最近研制成功了反渗透卷式淡化组件,该类组件长约1.8米,内径4英寸,选用环氧玻璃钢壳体,内装三个单元膜卷,配用该所研制的醋酸纤维素膜,操作压力可控制在25—40公升/厘米~2的范围。该类组件脱盐率为80—85％,日产水量2.0吨以上,适用于纯水制备,也可用于低盐度苦咸水的脱盐。该类组件研制成功,为发展我国反渗透技术作出了有益的贡献。     

膜法海水淡化脱硼工艺运行条件的优化

在海水淡化厂RO膜组上进行生产性试验,探究pH、温度、多级反渗透和膜组件等因素对RO脱硼效果的影响。试验结果表明,进水pH值在8.5～10. 5,RO脱硼率随pH增大而升高,可以达到95%左右;随着进水温度从约17℃下降至约5℃,RO脱硼率从约70%升高到85%以上;在试验条件下,二级RO比例为45%,采用两级RO工艺相对一级RO脱硼率高出约20%;不同品牌型号的RO膜在同等工艺和进水条件下,脱硼率存在较大差异;通过PEG处理性能下降的RO膜,一级RO脱硼率可以提高约15%。     

反渗透海水淡化系统中膜组件的清洗策略

反渗透海水淡化法中膜组件的定期清洗是防治膜污染的主要措施之一.膜清洗可将膜表面的污染物去除,达到恢复透水量的目的.在保证产水量的情况下,选择恰当的清洗策略和清洗时机可使清洗次数最合理,清洗费用最低.以规划期内总操作费用最小为目标,提出了新的污染模型,给出了清洗的判据,将清洗策略问题表达为一个混合整数非线性规划（MINLP）.对一个实例进行计算,给出了该例中的反渗透系统在5年规划期内的最优清洗策略和清洗时机.结果证明这种数学规划方法对于寿命为3～5年的膜组件的清洗维护是有效的.     

船用智能化反渗透式海水淡化装置

反渗透式海水淡化装置在船舶上的应用越来越普遍,模快化和智能化设计可以使其工作性能稳定可靠、同时也实现了无人化运行管理。介绍了船用反渗透海水淡化装置的智能化设计要点及性能特点。     

反渗透海水淡化高压泵的优化选择

针对反渗透海水淡化高压泵的能耗状况,通过对不同类型泵的特性分析,合理选择不同规模下反渗透海水淡化用高压泵泵型,给出了提高中小规模反渗透海水淡化用高压泵效率、降低能耗的设计选型方法,为提高反渗透海水淡化高压泵效率、降低能耗提供了理论指导.     

朗盛推出海水淡化膜元件

<正>特殊化学品集团朗盛公司于2014年6月初在新加坡国际水资源周(SIWW)展示了新的Lewabrane S反渗透膜产品系列。该系列产品目前包括3个牌号的卷式反渗透膜元件,专为海水淡化开发。在正式推出市场前,新的膜元件在位于红海的埃及海水淡化厂经过了几个月的测试。朗盛委托总部位于杜伊斯堡(Duisburg)的德国海水淡化有限公司(Deutsche MeerwasserEntsalzung)进行测试。测试报告显示,新Lewabrane RO S系列反渗透膜元件在真实条件的连续运行     

舰船反渗透海水淡化预处理系统的研究

采用国产聚偏氟乙烯中空纤维膜件,进行了某型舰船反渗透海水淡化膜法预处理系统的研究.结果表明,系统采用直接过滤20 min→药剂加气在线反洗2 min→大流量滤过水在线反洗30 s→排污5 s的工艺流程处理浊度为350～400 NTU的海水,滤过水污染指数(SDI)为1.9～2.4,浊度为0.4～0.8 NTU,体积流量为99.8～97.6 L·min-1;采用次氯酸钠和盐酸在线反洗,辅以大流量滤过水反冲,可使系统的跨膜压差保持在34～39kPa的低压水平;整个系统抗污染能力较强,性能稳定、结构紧凑、操作方便,符合舰船装备相关标准的要求.