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天津工大膜技术成功应用于海水淡化 海水淡化主要工艺及海水淡化发展现状分析

2019年06月28日 网络整理

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天津工大膜技术成功应用于海水淡化

日前,天津工业大学膜天公司在山东海化集团成功建成1万吨/日精制卤水示范工程,实现精制卤水在制碱工业中的直接应用。这是国内首次将超滤膜过滤技术引入浓海水(卤水)精制化盐制碱领域。该重大关键技术的突破可提高膜法海水淡化关键设备国产化率,打破国外产品垄断,并可提升我国浓海水(卤水)综合利用技术水平,尤其将带动盐化制碱行业的升级改造,大大提高经济和环境效益。

由于国产中空纤维膜产品在力学性能与耐压性能等方面的劣势,海水淡化及浓海水(卤水)精制工程用超滤膜产品市场主要被国外高性能超/微滤膜产品所占据。目前高性能超/微滤膜产品主要以美国陶氏(Dow)公司中空纤维膜产品和日本旭化成热致相分离法中空纤维膜产品为代表。由于Dow公司中空纤维膜产品价格昂贵(比同类产品售价高出30%),导致工程投资成本增加;而热致相分离法膜产品为均质膜,表面缺乏致密层、在使用中易于形成嵌入式等深层次污染导致产水稳定性下降,在海水淡化及浓海水(卤水)精制工程应用中也存在安全隐患。

由天津工大膜天公司负责的海洋经济创新发展区域示范项目《用于海水淡化与浓海水(卤水)精制工程高性价比超滤膜及装备开发》主要将解决海水淡化和卤水精制过程中的技术难题。

通过该项目的实施,天津工业大学膜天公司拟将现有同类产品强度提高30%左右。此外在基膜制备过程中通过引入低成本聚合物PVC和国产PVDF原料替代进口原料,可大幅降低原材料成本,新的低价材料膜制备技术取得突破并实现产业化后,产品价格有望降低20%以上。项目实施期间,预计新增销售收入9000万元,新增利润总额2000万元。

原标题:天津工大膜技术成功应用于海水淡化

海水淡化主要工艺及海水淡化发展现状分析

海水淡化(又称海水脱盐)是分离海水中盐和水的过程。从海水中取出水,或除去海水中的盐,都可以达到淡化目的。海水淡化的方法,基本上也分为这两大类。

其中得到大规模商业应用的是反渗透法、电渗析法和蒸馏法。

(1)反渗透法(Reverseosmosis,RO)

在压力驱动下,海水中的淡水通过半透膜进入膜的低压侧,而海水中的其他组分(如盐)被阻挡在膜的高压侧并随浓缩海水排出,从而达到有效的分离。海水淡化时,在海水一侧施加大于海水渗透压的外压,则海水中的纯水将反向渗透至淡水中,此即反渗透海水淡化原理(图1)。为了取得必要的淡化速率,实际操作压力大于5.5MPa。

反渗透法,通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。

反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。

图1反渗透脱盐过程

图2反渗透膜构造示意图

图3反渗透脱盐过程


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