具有能量回收系统的反渗透海水淡化装置热力学分析(译文)
具有能量回收系统的反渗透海水淡化装置热力学分析（译文）
申请学位：工学学士
院系：环境与材料工程学院
专业：金属材料工程
姓名：潘俊舟
班级：环104-3
学号：201061504144
指导老师：李法兵（工程师）
2014年5月25日
烟台大学
具有能量回收系统的反渗透海水淡化装置热力学分析
摘要
以热力学研究一有无能量回收设备的反渗透海水淡化装置。该研究基于质量和能量在每个子系统乃至整个系统中平衡的应用和利用建模盐水为理想溶液进行的。本文探讨三种配置的海水淡化装置。第一种配置包括一个节流阀在抑制高浓度盐水端，二另两种配置则掺入分别掺入在水力涡轮机和压力交换系统（PES）中。结果表明，多种性能指标的多种变量的变化如进料盐度和温度和施加的压力等。例举的这些指标为比能耗（以kWh/m3表述为净水所产生的）和采收率。结果表明了当进料盐度高时掺入能量回收设备的重要性。此外，理论最小比能耗以有无压力交换系统（PES）的情况下得到并表示出来。
1.介绍
海水淡化工序可将含盐水或海水等进料盐水分离成低盐量的生产用水和高浓度盐水。这样的海水淡化工序需要的能量输入与很多参数有函数关系，如分离工序本身，盐度和输入盐水的温度等。使用能量的最小化是相当重要的，因为它降低了生产净水的费用，减少了温室气体的产生和将各种污染产物向大海或大气的排放。
现有的海水淡化工序需要大量的以电能形式的能量来运行反向渗透工序里不同种类的泵（如高压泵，液体流输送泵等）或在热能海水淡化工厂如多效蒸馏和多级闪蒸里的蒸发工序中以热能来加热蒸汽。因此，在海水淡化工业中降低能耗以生产净水是最活跃的研究领域之一。
反向渗透是一项在1970年代成功商业化较为新颖的技术。它是比MSF方法更节能的海水淡化方法。然而，含在高压盐水流里的能量被排到大气中构成能源浪费并应该被回收。现有的回收系统含有一台液压涡轮机和一个利用在排出盐水和进料盐水之间的压力交换系统（PES）的先进模块。
塞尔希等人[1]发展研究工序的一般关系。这种关系决定了每淡水单位质量的最小输入工作生产各种饲料盐水和生产的淡水盐度。可见，盐水分离成净水和高浓度盐水的最小能耗取决于分离时所使用的海水淡化技术的工序和配置。同时还发现，分离盐水成净水和高浓度盐水所需的最小能量随着填料盐度的固定产物质量和采收率的增加而增加。它还随着固定渗透和填料盐度的采收率的增加而增加[1]。
反渗透系统去盐的能耗曾被很多作者处理过，如Agashichev and
Lootah[2],Farooque et al[3], 和Sharif et al[4]。一理论模型使在回收渗透填料
属性（流量、浓度和温度）的效应分析和能耗由Agashichev and Lootah[2]开发出来。结果表明，在特定的填料更高的温度情况下会提高渗透回收和造成能耗下降。Farooque et al[3]报告过在海水反向渗透工序中的能耗费用可以达到水的总产费用的50%，并尽可能是运行费用的75%。基于实际技术规格和性能数据，他们对在沙特阿拉伯的海水反向渗透工厂进行了越一年的广泛分析。调查考虑了各种能量回收设备的投入，这使节能达到约高压泵总能耗的27%。最近，Sharif et al[4]提出一个计算反向渗透工序的比能耗的新方法。他的方法可以评价最小的比能耗，这取决于膜的性能并定义为为克服填料的渗透压所需的最小机械能。随着采收率和渗透流量的比能耗变化，分析了膜的渗透性。
Abbas[5] and Al-Bastaki and Abbas[6]对使用简化模型的工业化反渗透海水淡化工厂的不同配置的性能进行分析。分析了主要工作的影响因素，如工作压力和低进料率对产率的影响。
该膜工序的性能是非常灵敏于不同参数，如浓度和极化温度、在推动混合中垫片和掺入能源回收设备的使用。Sablani et al[7]探讨了流量和分离工序的膜的性能下降的主要原因。他们提出了对理论研究和在超滤与反渗透中的浓度极化模型的严厉的评价。
Zhou et al[8]调查了在有垫片的螺旋环绕的反渗透膜中数字化的浓度极化现象。研究发现垫片不仅能推动混合，而且还有去极化的效果。
第二定律和火用分析被用以研究工业化反渗透工厂的位置和亏损金额。Cerci[9]研究了一座位于加洲的每天7250 m3的反渗透工厂。他计算了工厂内主要组件的火用损，并显示最大的火用损发生在膜模块，达到中火用输入的74%。第二定律效率被认为非常低（4.3%左右）。作者提出提高该性能的代替设计。
Aljundi[10]对约旦的一座工业化反渗透工厂的研究揭示了最高火用损发生在节流阀（57%左右）和两个阶段的反渗透装置（21%左右）中。
现有工作目标在于利用热力学第二定律系统地分析有无能量回收系统的基础反渗透装置的性能。三种系统被提及，并且对它们的性能分析和对比。第一种系统，即最基础的那种，包括一台泵、一个反渗透模块和一个节流阀。第二种和第三种分别运用一个回收称为压力交换系统的模块。
2.描述与模块化系统
2.1 系统描述
研究的三种配置的反渗透装置如图1所示。第一种配置，如图1a，包含一个节流阀以抑制高浓度盐水端而另外两种配置则分别掺入水力涡轮机和压力交换系统，如图1b和1c。
2.2 主要假设
●以下为研究的假设：
●盐、水和盐水是不可压缩的物质
●动能和潜能是可忽略的
●盐水默认为稀溶液且是一种理想溶液
●极化效果忽略不计
●在标准状况下为T0=298.15 K，p0=1 atm、Sal0=2450 ppm
●分渗透模块区域应等于37.61 m2
●已知进料水在8处
●在9处渗透压与有压力交换系统的反渗透的11处的压力设定在101.325 kPa ●涡轮机和泵的等熵效率设定在85%
●该PES的有效性设置在恒定值的95%
图.1a.反渗透装置使用节流阀
图.1b.反渗透装置使用液压涡轮机做回收装置
图.1c.反渗透装置使用压力回收系统（PES ）
2.3 盐和盐水的性能
盐水的性能取决于其压力、温度和盐度。后者可用ppm 表示（质量基础上的百万分之一），如百分比（sal ），如盐质量分数（m s f ）或盐摩尔分数（s x ）.m s f 和s x 被定义为[1,11]：
m s s m s s M M x M m mf ==
and w m w w x M m mf == (1) M S 和M W 分别为盐和纯水的摩尔质量。它们的值为58.5 kg/kmol 和18.0
kg/kmol 。M m 为表观盐水的摩尔质量，给出如下：
w w s s m
w w s s m m m M x M x N M N M N N m M +=+== (2) 因此，盐的质量分数与盐的摩尔分数可以得出以下关系(塞尔希[1])：
w
s s s w s s M mf mf M M mf x +-=)1( (3) 即：1=+w s x x and 1=+w s mf mf
盐度小于5%的盐水可视为稀溶液和理想溶液[1],[11]。这样的理想溶液可忽略其中不同分子之间的影响。混合物的广泛特征是各组分的广泛特征的总和。因此，比热和热熵用一下式子确定[1],[11]：
s s w w sw Cp mf Cp mf Cp += （4a ）
s s w w sw h mf h mf h += (4b)
纯水的比热和热熵以标准状况计算[11]。盐的则用以下的公式计算[12]：
)15.273(00279,0786,0-?+=T Cp s (5a)
?+=T
T s s s dT Cp h h 0
0 (5b)
h s0为标准温度T 0和压力p 0下盐的热熵。其值为h s0=21.0455 kJ/kg [10]
。 2.4 反渗透系统的建模
特别注意的是进料水（模块8）被适当的膜分成两种液流（饮用水渗透到9，而抑制盐水到10）的反渗透模块的压力容器的建模。反渗透膜的性能取决于多个工作参数如温度、压力和进料水的盐度。温度影响盐水的粘性。膜被认为是一种多孔性的环境。通过膜的溶剂比流量可用以下关系确定[12]
： ))((98π?--?=p p RTe
V C D J w w w w (8) 其中C w （kg/m ）为水的平均浓度，w V 为水的摩尔体积（18 m 3/mol ），T （K ）为平均温度，e （2 μm=2x10-6 m ）为膜的厚度。膜内水的扩散系数根据斯托克斯爱因斯坦关系式求出
s
w d sal T kT D ),(3πμ= （9） 其中k 为玻尔兹曼常数= 1.38 10-23 J/K ，d s 为斯托克斯直径= 0.076M w 0.4，w M 为水的摩尔质量，μ为它的动力黏性。
Δπ为膜的进料端与渗透端的压力差：π8-π9。随着盐度和温度变化的渗透
压的变化给出如下关系[13]
： 14507
.0))101000)15.273(385(sal T sal -+=π（10） 另一方面，反渗透模块的控制方程为：
- 盐水溶液的质量守恒
1),(),(21=+sal T r sal T r （11）
- 盐的质量守恒
810291sal sal r sal r =+ （12）
- 能量守恒
810291h h r h r =+（13）
r 1和r 2分别为采收率和盐水抑制率，定义为：
?
?=891m m r （14a ） 121r r -=（14b ）
采收率以Agashichev 和 Lootah 给出的关系式确定[2]
： ?=81),(),(m A sal T J sal T r mem
w （15a ）
其中A mem （m 2）为膜的面积。
Zhou et al [8]
给出以下在约25℃工作下特定膜的公式， )()(1),25(989801P P sal C T r ---=?=ππ（15b ）
因此，采收率的变化可给出：
)
,25(),(),25(),(11sal C T J sal T J sal C T r sal T r w w ?=??==（15c ） 另一方面与图1的基础配置，在反向渗透工序中高压泵的能耗为：
p basic P P m E ηρ7788)(-=?
（16a ）
这些量的最小值对应于克服进料渗透压所需的能量：
7988min )(ρππ-=?
-m E basic （16b ）
其中π8-π9分别为进料端和渗透端的渗透压。
因此，理论上的特定的最小能量（在3m h kW ?）可以表示为：
1
7989min
min r m E e basic basic ρππ-==?-- （16c ） 沙里夫等人[4]也发现，这个公式对应与每个反渗透程序的装置产品理论上最小的工作量，并且与斯皮格勒和赛义德的分析[4]是一致的。谢里夫等人[4]从普通的方程给出反渗透过程的比能耗，并考虑到一些影响，包括膜的反射系数，浓度极化和伴随膜元件的压力损失获得这个表达式。公式（16c ）对应的是理想状态下，其实所述的膜反射系数，浓度极化因子和液压损失因数等于1。
如果引入压力交换系统，能量主要被两个泵给消耗了，观察图1c 。
2151516101
12121312)()(p p PES P P m P P m E ηρηρ-+-=??
（17a ） 能量的最小值是：
101110107988min )()
(ρπρππP m m E PES ---=??- （17b ）
3.结果与讨论
使用EES 软件处理上述的方程组。这个软件[16]也获得普遍的认同，并且广泛使用于这些类型的热力学研究。
反渗透模块的耐渗透量，m R （Pa.s.1-m ）可以写为：
W m J P R )
(9πρ?-??= (18)
这个阻抗的值取决于反渗透膜的特性。与以往对于m R 变化范围各式各样的研究所不同，表1得到了一些想法。
表1:以往研究中的m R 的取值
图2通过在研究中建立模型反映了温度对于膜电阻计算值的影响。这些值都在表1给出的值的范围之内。该图表明，进料温度降低，则m R 的值增大。当我
们认定处于高温的时候，这些都能理解，海水粘度减小提供给渗透通量较低的电阻。另一方面，这表明进料盐度的增加将使m R 的值略微的上升。
图2：在不同盐度和温度下m R 的值
表2：计算回收率和Zhou 等人的结果之间的比较[8]。进料压力为5MPa 下不同的进料盐度
将表2中计算的回收率与研究的进行比较，我们可以看出差异是非常小的。
图3：对于三个反渗透系统，进料盐度对比能耗（3
m h kW ?）的影响（压力8P =8000KPa ）
（Thr,TH 和PES 分别指节流阀，液压涡轮机和压力交换系统）
图3比较了图1所描绘的三个系统的单位能耗)(3m h kW ?。它表明使用能量回收装置降低了能耗，尤其是在较高的进料盐度的情况下。当使用压力交换系统并且施加的压力和盐度都很高的时候，这个还原反应程度在50%。有趣的是，这些能耗值比以往研究报告出来的略低（法罗库等人[3]，沙立夫等人[4]）。一些实际影响，例如那些的浓差极化和压力损失这里不考虑。
图4表示了进料流量?8m 、渗透物的流量?
9m 以及回收率r1施加压力的变化。当回收率升高逐渐接近P8时，提高P8的值会使?8m 和?9m 提高。这个渐近值取决于进料的盐度和温度。
图4：?8m 、?
9m 和r1随着进料压力变化（进料盐度为2%） 图5给出了反渗透系统有无压力交换系统时所施加压力P8时比能耗的变化。基本的反渗透最小曲线指的是公式给出的理想状况(16c)。沙立夫等人[4]。预测值较高（约2 3m h kW ?），因为它包含的浓差极化，膜的反射和压力损失的影响。
除此之外，比能耗不是恒定的，由公式（16a ）可以得出，它随着施加的压力P8而升高。如同图6示一样，当进料盐度提高至2%（20000ppm ），情况不一样了。
图5：比能耗（3
m h kW ?）随着P8和反渗透是否存在压力交换系统而变化（进料盐度=1%） 理想的比能耗比0.53m h kW ?更高并且取决于所施加的压力。如同公式（16c ）所示，它与回收率的变化密切相关。当设置有回收装置，P8对于比能耗的影响与以往进料盐度低于1%是一样的。但是，没有压力交换系统时，施加的压力很低比能耗下降；当P8要高于3.5MPa 的特定值时，比能耗线性增加。
图6：比能耗（3m h kW ）随着P8和反渗透是否存在压力交换系统而变化（进料盐度=2%）
4.结论
这个工作通过热力学分析估算了一个基本的反渗透过程使用和不使用能量回收装置状态下能量消耗。海水淡化装置的三种配置被研究和模仿。第一个配置包括了一个抑制浓盐水通过的一侧的节流阀，另外两个节流阀分别纳入水轮机和压力交换系统（PES ）。这些分析是基于盐水的属性被视为理想混合物的属性下质量和能量的平衡。
本研究在施加的压力和进料盐度的范围较宽的情况下为三个系统进行比能耗的比较。结果表明当进料盐度较高的情况下能量回收装置十分重要。除此之外，对于例子中有或者没有压力交换系统，我们都将获得一个理论上最小的比能耗。这也表明比能耗取决于进料的盐度。当进料盐度较低的时候，比能耗的增长与所施加的压力呈线性关系。
反渗透设备的行业标准
反渗透设备的行业标准 反渗透水处理装置 1.适用范围 本标准规定了反渗透水处理装置的定义，规格与型号，要求，试验方法，检验规则，标志，包装，运输和贮存。 本标准适用于处理工业废水和城市污水净化再利用的反渗 透水处理装置，也适用于一般天然水的净化，除盐的反渗透水处理装置。 2.规范性引用档 下列档中的条款通过标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用档，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些档的最新版本。凡是不注日期的引用檔其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图标标志 GB 8978 污水综合排放标准 GB 9969.1 工业产品使用说明书总则 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
DL/T 5588 水质污染指数测定方法 JB/T 2932 水处理设备技术条件 JB/T 5995 机电产品使用说明书编写规定 3.术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 反渗透膜反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法 制成的，具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力作用下，使水溶液中的水分子和某些组分选择性透过，从而达到淡化，净化或浓缩分离的目的。 3.2 脱盐率表明设备除盐能力的数值。 3.3 水回收率表明设备对进水利用能力的数值。 3.4 产水量指水温为25℃的进水在规定的运行压力下，单位时间内经反渗透水处理装置处理后所得含盐量较低的水的 体积，单位为m3/h。 3.5 膜通量指单位面积反渗透膜在单位时间内透过的 水量，单位为L/m2 h. 3.6 级在反渗透水处理装置中，反渗透膜组件按淡水的流程串联的阶数，表示对水利用反渗透膜进行重复脱盐的次数。
反渗透海水淡化工程方案
反渗透海水淡化工程设计方案
目录 1、设计基础 2、工艺流程及说明 3、控制系统说明 4、设备技术规范 5、技术服务内容 6、技术保证 7、供配电和原材料供应 8、环境处理 9、投资方式与运行管理 10、建设内容与施工期 11、投资估算 12、经济效益及社会效益评价 前言
蚂蚁岛位于舟山本岛东南部，北临沈家门和普陀山，距沈家门8海里，常住人口在4300人左右，是一个以渔业为主，有著名的虾皮加工市场的岛屿。岛上风景秀丽，民风淳朴。近几年来随着旅游业的兴起，已发展成为旅游景区。 蚂蚁岛是舟山市13个严重缺水的岛屿之一，且受地理、地形的制约，淡水资源开发难度很大。平常年全岛可供淡水13万m3，需水量为19万m3，缺水约5万m3，缺水量比较大。鉴于水源不能满足岛内生活水平的提高和各产业的发展，所以需新增水源，开拓稳定可靠的淡水资源，是缓解蚂蚁岛淡水资源缺乏的根本措施。在政府和有关技术部门于2005年5月对本地区虾峙镇的“300吨/日的反渗透海水淡化工程”进行调研的基础上，对蚂蚁岛建设总制水能力为“200吨/日的反渗透海水淡化工程”正式立项。 据本公司提供的信息，对蚂蚁岛筹建“200吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“200吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。 1.0 设计基础 1.1 本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如
下要求； 1.1.1 产水用途：生活饮用水。 1.1.2 系统出力：200m3/d（25℃）。 1.1.3 系统回收率：35%~40%。 1.1.4 系统配置：取水、预处理、一级反渗透（RO）除盐装置及相关辅助设备。 1.2 本方案主要依据如下： 1.2.1 海水水源：用户提供。 1.2.2 原水水质分析：水质报告。 1.2.3 设计界限：从取水点至终端水箱。 1.2.4 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 1.3 设备制造及设计参考标准： 1.3.1 JB2932-86《水处理设备制造条件》。 1.3.2 HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。 1.4 出水水质：达到生活饮用水水质卫生规范（2001） 1.5 系统对外要求：
能量回收器原理
反渗透海水淡化系统中的能量回收装置 按照工作原理，流体能量回收技术主要分为流体非直接接触式和流体直接接触式两大类。 一、流体非直接接触式技术 在非直接接触式流体能量回收装置中，高低压流体对需要借助叶轮和轴来传递能量，即以机械能作为流体能量传递的中间环节，故又称为机械能中介式技术。能量转换过程为压力能——机械能——压力能。 采用流体非直接接触式技术的典型装置类型有逆转泵型、佩尔顿型叶轮和水力透平等。这种技术的节能机理是在回收高压流体中的压力能的同时减少高压泵的提升压力差来降低 系统的能耗。 1.逆转泵和佩尔顿叶轮型 逆转泵和佩尔顿叶轮型装置的原理类似，属于外力驱动泵式装置，即其加压泵由外电机驱动，通过轴传递的能量为辅助形式。高压废流体驱动透平中的叶轮，通过传动轴与泵连接，为新鲜低压流体加压，做功后的高压废流体丧失能量后排出。下图为此类装置的能量传递示意图 2.水力透平装置与逆转泵及佩尔顿叶轮机型最大的区别在于其透平叶轮和泵体叶轮安 装在同一壳体中，用高压浓盐水直接冲击透平叶片，通过轴功直接驱动加压泵工作，并尽可能减少中间传动轴的机械能损失，从高压流体回收后的能量作为唯一驱动力驱动泵的工作。下图为此装置的示意图 二、流体直接接触正位移技术 这种技术的节能机理是在产量不变的情况下减少通过高压泵的流量的方式来降低系统
的能耗。它是高低压流体直接交换压力能，而不需要机械辅助装置，又称正位移技术，能量的转换过程为压力能——压力能。按照运动部件的类型，这类装置可分为活塞式功交换器和旋转式压力交换器两种。 1.活塞式功交换器 活塞式功交换器自身结构简单，高压流体通过活塞为低压流体加压，同时活塞还可有效防止高低压流体的混流，而且活塞本山阻力非常小，传递效率接近100%。下图为其结构示意图 2.旋转式压力交换器 旋转式压力交换器主要部件是一个无轴的转子，沿轴向开有数个孔道，高低压流体在孔道中交换能量，并依靠转子的连续转动实现系统的连续运行。
反渗透饮水处理装置卫生安全与功能评价规范
附件：5 生活饮用水反渗透处理装置卫生安全与功能评价规范 （征求意见稿） 1范围 本规范规定了生活饮用水反渗透处理装置的定义，与水接触材料的卫生要求，卫生安全性与功能性试验，净化处理效率和出水水质要求；本规范还规定了反渗透处理装置流量、去除率以及额定产水总量的测定方法。 本规范适用于以市政自来水或符合水源水水质卫生要求的水源水为原水的小型和大型反渗透饮水处理装置。其它纯水处理器参照本规范执行。 2引用资料 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB/T 5750 生活饮用水标准检验方法 生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范 生活饮用水化学处理剂卫生安全评价规范 GB 17323瓶装饮用纯净水 GB 17324瓶装饮用纯净水卫生标准 美国NSF/ANSI 58 反渗透饮水处理装置 3定义 3.1反渗透处理装置：以市政自来水或符合水源水水质卫生要求的水源水为原水，采用反渗透技术净水，旨在去除水中有害物质，获得作为饮水的纯水处理装置。 3.2纯水处理器: 以市政自来水或符合生活饮用水水源水水质卫生要求的水源水为原水，采用反渗透、纳滤、电渗析、蒸馏等技术净水，旨在去除水中有害物质，获得作为饮水的纯水处理装置。 4 反渗透处理装置的卫生安全评价 4.1 卫生要求 4.1.1 生活饮用水水质处理器所用材料、在水处理过程中所用的水质化学处理剂必须无毒无害，不得污染水质。 4.1.2 用于组装生活饮用水水质处理器的材料和直接与饮水接触的成型部件及过滤材料必须符合《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》的要求；在水处理过程中添加的水质化学处理剂必须符合《生活饮用水化学处理剂卫生安全评价规范》的要求。 4.1.3 生活饮用水水质处理器卫生安全性评价应按4.2的规定的方法进行整机浸泡试验，浸泡后水与原浸泡水比较，增加量必须符合表1的规定。
海水淡化技术介绍
海水淡化技术及建设投资运行成本介绍 1.海水淡化技术发展现状 海水淡化又被称为海水脱盐，也就是从海水中获取淡水的技术和过程。从海水中取出淡水或者除去海水中的盐分，都可以达到淡化的目的。从这两条路线出发，海水淡化分为两类。采用从海水中分离出淡水的方法又可以细分为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法；而第二类则包括电渗析法和离子交换法。其中目前得到大规模商业应用是反渗透法和蒸馏法。 （1）反渗透海水淡化技术 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶液的薄膜称之为理想的半透膜。当半透膜把不同浓度的溶液隔开后，在自然情况下，水流是从低浓度盐水侧往高浓度盐水侧流动；当在高浓度盐水侧加上一个适当的压力后，也会将水从高浓度侧压到低浓度侧，见图1。反渗透海水淡化就是利用该原理，用高压泵将海水增压后，借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子得到淡水。由于反渗透膜的截留粒度小于10×10-10 m，所以反渗透海水淡化同时能滤除各种细菌、病毒，获得高质量的纯水。 图1. 反渗透海水淡化技术原理 一般说来，反渗透海水淡化工艺包括四部分：预处理、反渗透、后处理及清洗系统，图2是一种反渗透海水淡化系统的典型工艺流程。
图2. 反渗透系统典型工艺流程图 预处理系统的目的是为了充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性，保障良好的设计性能和长时间的安全运行，特别是为了保证膜的使用寿命（一般情况下，自来水和苦咸水反渗透膜的使用寿命为5年，而海水膜的使用寿命为3年）而设置。由于供给的源水不同，其水质组成与杂质成分千差万别，预处理系统也有很大的区别，在决定预处理系统时需要丰富的基础理论知识和工程实际经验。 反渗透装置的主体由反渗透膜堆和高压泵两部分组成，反渗透组件是整个系统的心脏部分，而高压泵是系统的关键部件。高压泵把进水升压至不同的压力进入膜堆，透过膜的水作为产品水，而未透过膜的作为浓盐水排放。其设计的核心在于根据不同的原水水质安排不同的回收率，以及通过流程及设备的选用使系统尽可能的节能。一般情况下自来水及苦咸水回收率可以做到45%～75%，有些系
纯电动汽车制动能量回收技术
纯电动汽车制动能量回 收技术 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
纯电动汽车制动能量回收技术 电动汽车制动能量回收技术是利用汽车在踩动刹车进行减速时将制动效能转变为电能储存并回收到电池当中，摩擦能量没有被浪费掉而是变相扩充了电池的容量，增加了纯电动汽车的续航里程，并且减少了刹车系统耗材的磨损。 电动汽车在“新能源”话题备受瞩目的今日已经不是个陌生词语，但是电动汽车的历史比大多数人想像得要长很多。1896年还推出了为电动车换电的服务，也就是我们今天所说的“充电桩”的雏形[仇建华，张珍，电动汽车制动能量回收方式设计[J].上海汽车.2012，12.]；在十九世纪末二十世纪初的交通大变革中，电动汽车作为一种新型事物快速成长但又迅速陨落。有社会环境的影响也有自身条件的限制。 目前常见的纯电动汽车，其动力电池组、电池变换器和电动机之间为电气连接，电动机、减速器和车轮之间为机械连接。 纯电动汽车制动能量回收技术研究背景 ?动车从登上历史的舞台开始，续航性能如何提升一直是人们争议很大的点。从根本上来说，续航能力可以通过
改进蓄能和驱动方式来提高，除此之外，制动能量回收也是重要的方式之一。 制动能量回收，简单来说，就是把电动汽车的电机组中无用的部分、不需要的部分，甚至有害的惯性转动带来的动能转化为电能，并返回给蓄电池，与此同时产生制动力矩，使电动机快速停止惯性转动，这整个过程也就成为再生制动过程[叶永贞，纯电动汽车制动能量回收系统研究[D].山东：青岛理工大学，2013.]。 电动汽车发展至今，已有大部分安装了类似装置以节约制动能，经过研究发现，在行驶路况频繁变化的路段，制动能量回收技术可以增加20%左右的续驶里程。 制动能量回收方法 制动能量回收方法有常见三种： 飞轮蓄能。特点：①结构简单；②无法大量蓄能。 液压蓄能。特点：①简便、可大量蓄能；②可靠性高。 蓄电池储能。特点：①无法大量蓄能②成本太高。 电动汽车制动能量回收系统的结构 无独立发电机的制动能量回收系统。①前轮驱动制动能量回收系统；②全轮驱动能量回收制动系统。有独立发电机的制动能量回收系统。 系统传动方式
能量回收装置
Recuperator能量回收装置 毋庸置疑，阿科凌与业内竞争对手相比的最大优势在于我们的专利设备— Recuperator能量回收装置。它是阿科凌专有的能量回收装置/工作转换机，阿科凌也因此成为全球唯一一家拥有专有能量回收装置的海水淡化水供应商。回流机属于等压能量回收装置，具体而言，它是一种活塞式工作转换机。 回流机结构紧凑，呈塔状结构，经过不断的改良， 如今已是第三个版本。阿科凌研发实验室不遗余力 地致力于回流机新功能的开发，并将于近期推出升 级版新产品。回流机目前仅应用于阿科凌的交钥匙 解决方案和自建自营的项目中，但计划不久将作为 第三方产品进行销售。回流机能实现高达98.5% 的废弃能量回收率，可大幅节省运营成本。 背景介绍 膜组件是反渗透海水淡化过程的核心部分，从一开 始，反渗透法海水淡化技术便致力于膜组件的开发 与改良。 阿科凌专功膜法脱盐项目，反渗透海水淡化过程的终极目标是获取材质与结构均符合脱盐市场需求（如高产出率、高脱盐率、抗高压、抗化学性和低给水污染物排放）的膜组件。 随着阿科凌系统设计技术的不断进步，加之阿科凌多年的反渗透系统运营经验、优化的预处理解决方案以及更高效设备和更优材质的采用，将成功节省运营成本并大幅降低系统的生命周期成本。 工作原理 回流机通过反渗透膜滤过的盐水给预处理海水加 压，加压过程由反渗透膜的盐水流量进行调节。 该装置包含两个直立的双向不锈钢塔，分别进行加 压转移和解压释放处理。预处理海水来自加压给水 箱，而给水箱为系统提供恒定的水流量和水压。 回流机能够将加压盐水的能量回收至反渗透膜及 增压泵—只需把加压盐水替换成相同流速的预处 理海水。
生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范——反渗透处理装置(2001)
生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范 ——反渗透处理装置（2001） Sanitary Standard for Hygienic Safety and Function Evaluation on Treatment Devices of Drinking Water —— Reverse Osmosis Device 1.范围 本规范规定了生活饮用水反渗透处理装置的定义，与水接触材料的卫生要求，卫生安全 性与功能性试验，净化处理效率和出水水质要求。 本规范适用于以市政自来水或其他集中式供水为水源的家庭和集团反渗透饮水处理装 置。其它各类生产纯水饮用水水质处理器参照本规范执行。 2.引用资料 生活饮用水水质卫生规范（2001） 生活饮用水检验方法规范（2001） 瓶装饮用纯净水（GB 17323-1998) 瓶装饮用纯净水卫生标准（GB 17324-1998） 反渗透饮水处理装置（ANSI/NSF 58 1996）美国国家标准/全国卫生基金委员会国际标准 3.定义 3.1反渗透处理装置：以市政自来水或其他集中式供水为原水，采用反渗透技术净水，旨在去除 水中有害物质，获得作为饮水的纯水处理装置。 4．反渗透处理装置与水接触材料卫生要求 4.1 反渗透处理装置所用材料必须按照本规范要求进行检验和鉴定，符合要求的产品方可 使用。 4.2用于组装反渗透处理装置的材料和直接与饮水接触的成型部件及过滤材料，按照卫生 部《水质处理器中与水接触的材料卫生安全证明文件的规定》提供卫生安全证明文件，否则 必须进行浸泡试验。 4.2.1反渗透处理装置所用材料浸泡试验步骤、浸泡水配制方法和检验结果的评价方法参 照《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》（2001）进行。 5反渗透处理装置的卫生安全试验
纯电动汽车制动能量回收技术
纯电动汽车制动能量回收技术 电动汽车制动能量回收技术是利用汽车在踩动刹车进行减速时将制动效能转变为电能储存并回收到电池当中，摩擦能量没有被浪费掉而是变相扩充了电池的容量，增加了纯电动汽车的续航里程，并且减少了刹车系统耗材的磨损。 电动汽车在“新能源”话题备受瞩目的今日已经不是个陌生词语，但是电动汽车的历史比大多数人想像得要长很多。1896年还推出了为电动车换电的服务，也就是我们今天所说的“充电桩”的雏形[仇建华，张珍，电动汽车制动能量回收方式设计[J].上海汽 车.2012，12.]；在十九世纪末二十世纪初的交通大变革中，电动汽车作为一种新型事物快速成长但又迅速陨落。有社会环境的影响也有自身条件的限制。 目前常见的纯电动汽车，其动力电池组、电池变换器和电动机之间为电气连接，电动机、减速器和车轮之间为机械连接。 纯电动汽车制动能量回收技术研究背景 ?动车从登上历史的舞台开始，续航性能如何提升一直是人们争议很大的点。从根本上来说，续航能力可以通过改进蓄能和驱动方式来提高，除此之外，制动能量回收也是重要的方式之一。 制动能量回收，简单来说，就是把电动汽车的电机组中无用的部分、不需要的部分，甚至有害的惯性转动带来的动能转化为电能，并返回给蓄电池，与此同时产生制动力矩，使电动机快速停止惯性转动，这整个过程也就成为再生制动过程[叶永贞，纯电动汽车
制动能量回收系统研究[D].山东：青岛理工大学，2013.]。 电动汽车发展至今，已有大部分安装了类似装置以节约制动能，经过研究发现，在行驶路况频繁变化的路段，制动能量回收技术可以增加20%左右的续驶里程。 制动能量回收方法 制动能量回收方法有常见三种： 飞轮蓄能。特点：①结构简单；②无法大量蓄能。 液压蓄能。特点：①简便、可大量蓄能；②可靠性高。 蓄电池储能。特点：①无法大量蓄能②成本太高。 电动汽车制动能量回收系统的结构 无独立发电机的制动能量回收系统。①前轮驱动制动能量回收系统；②全轮驱动能量回收制动系统。有独立发电机的制动能量回收系统。 系统传动方式 液压混合动力系统的系统传动方式有四种：串联式；并联式；混联式；轮边式。 串联式混合动力驱动系统。串联式混合动力驱动系统，动力源有：发动机和高压蓄能器。 这种方式只适合整车质量小、车速不能过高的小型公交车等。 并联式混合动力驱动系统。并联式混合动力驱动系统动力源是发动机和高压蓄能器。但并联式车辆在制动能量再生系统不工作或出故障时可以由发动机单独直接驱动车辆。 并联式系统的驱动路线有两条，一条是由发动机传给变速器，
海水淡化PX能量回收装置维护说明书
PX-260能量回收装置 一、PX能量回收装置介绍 海水淡化反渗透系统中能量回收装置选用EnergyRecovery,Inc.（ERI）公司生产的PX-260型能量回收装置 1、设计原理 每台PX装置都要经过效率、噪声级别、工作压力和流量的测试。每台装置的测试记录都予以保存，并可根据其序列号查询。PX产品采用装配合适的聚苯乙烯泡沫包装以保护装置在运输时免受损伤。PX产品已用稀释的除菌剂溶液进行了清洗，以防止在装箱和存放期间的细菌孽生。PX产品在存放或工作的环境温度不得低于33℉[1℃]，且不得高于120℉[49℃]。 PX能量回收装置将高压浓盐水水流的压力传递给低压新鲜海水水流，这两股水流在转子的内通道中直接接触，从而完成压力交换。转子装在一个间隙尺寸精确的陶瓷套中，该陶瓷套位于两个陶瓷端盖之间。当高压水注入时，可形成一个几乎无摩擦的水力轴承。在水力轴承里旋转的转子是PX装置中唯一的运动部件。 在任意时刻，转子内通道的一半处于高压水流中，而另一半则处于低压水流中。转子转动时，通道会通过一个将高压和低压隔离的密封区。这些含有高压水的通道与相邻的含有低压水的通道被转子通道间的隔断和
陶瓷端盖形成的密封区隔离。 PX能量回收装置的陶瓷部件示意图如下图所示。由海水供水泵供应的海水流进低压区左侧的通道，该水流将浓盐水从通道的右侧排出。在转子转过密封区后，高压盐水从右侧流入通道，给海水增加压力，受压后的海水然后再流入循环泵。转子每旋转一圈，这个压力交换过程就在每个通道内重复，从而不断有水流注入和排出。转子公称转速为l,200rpm，即转子每秒钟转20转。 2、SWRO系统中的能量回收装置 PX能量回收装置从根本上改变了SWRO系统的工艺流程。图4.2显示PX 能量回收装置在SWRO系统中的典型流程。来自SWRO系统的浓盐水[G]通过PX装置，其压力直接传递给进入的新鲜海水，效率高达98%。与浓盐水的压力和流量接近的加压海水流[D] 进入循环泵。循环泵采用变频控制，通过改变电机的频率来调整高压循环管路[E-G-D]的流量。被循环泵完全加压的海水与高压泵出水混合，进入反渗透膜。
反渗透设备的工艺流程
反渗透设备是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等，使较高浓度的水变为低浓度水，洁净度几乎达到100%，所以人们称这种产水机器为反渗透纯水设备。 目前这种净水设备的应用非常广泛，下面跟大家介绍一下反渗透设备的工艺流程。 1.原水罐 储存原水，用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质，同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击，如水压过低或过高引起的压力传感的反应。 2.原水泵 恒定系统供水压力，稳定供水量。 3.多介质过滤器 采用多次过滤层的过滤器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物
质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质，可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量，延长设备的使用寿命。 4.活性炭过滤器 系统采用果壳活性炭过滤器，活性炭不但可吸附电解质离子，还可进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量（COD）由15mg/L(O2）降至2～7mg/L(O2），此外，由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加，因而还起到催化作用、去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和除去水中的三卤化物（THM）以及其它的污染物。同时，设备具有自我维护系统，运行费用很低。 5.离子软化系统/加药系统 R/O装置为了溶解固体形物的浓缩排放和淡水的利用，为防止浓水端特别是RO装置最后一根膜组件浓水侧出CaCO3, MgCO3, MgSO4, CaSO4, BaSO4, SrSO4, SiSO4的浓度积大于其平衡溶解度常数而结晶析出，损坏膜原件的应有特性，在进入反渗透膜组件之前，应使用离子软化装置或投放适量的阻垢剂阻止碳酸盐，SiO2，硫酸盐的晶体析出. 6.精密过滤器 采用精密过滤器对进水中残留的悬浮物、非曲直粒物及胶体等物质去除，使RO系统等后续设备运行更安全、更可靠。滤芯为5um熔喷滤芯，目的是把上级过滤单元漏掉的大于5um的杂质除去。防止其进入反渗透装置损坏膜的表面，从而损坏膜的脱盐性能。
反渗透技术在海水淡化中应用.
作者：Abao005 浅析反渗透在海水淡化中的应用 摘要：海水淡化自古以来就是人们梦寐以求的，现在已经变为现实，尤其是近几年来，反渗透技术由于其投资少、能耗低、成本便宜、建设周期短等优点。已多次在国际海水淡化会化招标中胜出。本文主要介绍反渗透技术的发展，介绍了膜、组器、设备以及应用工艺的创新性开拓，其中包括不对称膜、复合膜。 关键词：海水淡化，渗透，反渗透，膜分离
引言 海水的组成很复杂，已知海水中含有80 多种化学元素，主要以离子形式存在。在海水浓缩、结晶过程中，则以盐的形式析出。其中Cl -，Na +，Mg 2+等11 种含量超过1 ×10 - 6的元素是海水的主要成份，占海水总含盐量的99.58% 。此外，海水中还存在某些同位素，重要的有氢的同位素氘等。海水中也溶解有多种气体，含量最多的为二氧化碳、氮和氧。空气中的稀有气体氩、氦和氖，在海水中也有微量存在。溶解在海水中的二氧化碳，与淡水中的情况不同，淡水中的二氧化碳主要是以游离状态存在，可用煮沸或减压等方法驱除。海水中的二氧化碳除少量是游离状态外，主要是以碳酸根及碳酸氢根形式存在，需加入强酸方可逐出，用一般的方法难以驱逐。海水中还含有各种数量不等的无机和有机悬浮物，因此要从海水中提取淡水并不是一件很容易的事。 世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。反渗透法于20世纪70年代起用于海水净化，经过几十年的发展，随着反渗透膜性能提高、预处理技术进步、能量回收率的提高等，已成为投资最省、成本最低、应用范围广泛的海水淡化技术，也是目前最清洁的方法。 一、反渗透简介 反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。 反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为： N＝Kh(Δp－Δπ) 式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为：
海水淡化工艺设计方案
1刖占1.1概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下： 分析报告
1.3海水淡化规模
根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合 2x1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2x104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40x1。伽％海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的 2 x104m3/d规模和规划容量的40x 104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸镭法（俗称热法）和反渗透法（俗 称膜法）。蒸镭法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效蒸镭（LT-MED）技术。 2.1蒸镭法淡化技术 2.1.1多级闪蒸（MSF） MSF是蒸馆法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸（MSF）海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1 。 图2-1盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程 多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热
丹佛斯能量回收装置模拟
Seal Zone PX High Pressure Outlet PX Low Pressure inlet Seal Zone Start PX Booster Pump Main High Pressure Pump 0 flow 0 bar 0 flow 0 bar 0 flow 0 bar 0 flow 0 bar 0 flow 0 bar 0 flow 0 bar PX High Pressure Inlet PX Low pressure Outlet V F D FM FM PX Rotor Step 1: Start seawater supply or fresh water flush. SW Pump Start Flush Seal zone Air Vent Permeate 0 flow
Seal Zone PX Rotor Seal zone LP PX High Pressure Outlet PX Low Pressure inlet PX Booster Pump Main High Pressure Pump --flow 2 bar 0 flow 2 bar --flow 2 bar 58.8 flow 2 bar 58.8 flow 1 bar PX High Pressure Inlet PX Low pressure Outlet V F D FM FM Seawater Pump Start Booster Stop SW Pump Air Vent 0 flow 2 bar Permeate 0 flow Seal Zone
反渗透水处理系统的构成讲解
1. 反渗透水处理系统的构成 2. 反渗透预处理 ——它是让您高枕无忧的关键 ?成动运行的必要条件 ?具体的预处理设计需要根据现场情况和膜元件类型确定 ?必须仔细考虑各种要求 ?原水的特点非常重要 ?为确保系统可靠运行，有时需要作小型实验 ?最后您将心想事成！ 2.1 反渗透预处理合适与否的简单判断准则 2.2 反渗透预处理设计考虑因素 ?膜元件种类 ( 醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜 ) ?进水水质 ( 水源及其变化 ) ?进水流量 ( 小型或大型装置 ) ?反渗透的回收率 ( 高回收率意味着需要更好的预处理 )
?后处理设备和要求 2.3 反渗透元件的进水条件 注：氯的耐受力计算建立在无铁存在的基础上 2.4 预处理中考虑的反渗透结垢成分 反渗透进水中含有的难溶盐及相关成分达到下表中所列的浓度时，均应在预处理中采取相应措施，以防止反渗透膜结垢。 注意：上表中指标的设计基础为 75% 的系统水回收率，在某些情况下，最小值范围会有变化。 2.5 反渗透污染物 2.5.1 悬浮固体 ?普遍存在于地表水和废水中 ?尺寸＞ 1 微米 ( 胶体可能会小于 1 微米 ) ?在未搅拌溶液中能悬浮状态沉积下来 ( 胶体会保持悬浮状态 ) 预处理后必须将下列指标降低至
浊度＜ 1 NTU 15 分钟 SDI 值＜ 5 2.5.2 胶体污染物 ?普遍存在于地表水或废水中 ?污染物主要存在于反渗透系统的前端 ?尺寸＜ 1 微米 ?在未搅拌溶液中微粒会保持悬浮状态 ?可以是有机或无机成份组成的单体或复合化合物 ?无机成份可能是硅酸、铁、铝、硫 ?有机成份可能是单宁酸、木质素、腐殖物 预处理后必须将下列的指标降低至： 浊度＜ 1 NTU 15 分钟 SDI 值＜ 5 2.5.3 有机污染物 ?污染物主要存在于反渗透系统的前端 ?普遍存在于地表水或废水中 ?被吸收附着在膜表面 ?天然腐殖有机物来源于植物腐烂物且常带电荷 ?缺乏明确的 TOC ( 总有机碳 ) 含量规定 ?进水中 TOC 含量为 2 ppm 时应引起注意 ?具有电中性表面的 LFC1 膜及 CAB 膜可能更适用 2.5.4 生物污染 ?普遍存在于地表水或废水中 ?开始时易在反渗透前端形成污染物，随后扩展及整个反渗透系统?通常污染物为细菌、生物膜、藻类、真菌 ?警戒含量为每毫升 10000 cfu ( 菌落生成单位 ) ?必须控制生物活性 ?CAB 膜由于其对余氯的耐受性较好，因而可能更适用 2.6 针对特定污染物的反渗透预处理设计要点 2.6.1 针对给溶盐的反渗透预处理设计 ?离子交换软化 ?弱酸阳离子软化 ?石灰软化
反渗透法海水淡化工艺设计方案
海水淡化 工艺设计方案 姓名：董福林 所在班级：海化13-1 学号：201338042113 二○一四年十二月
目录 1.方案方法选择 2.原理介绍 3取水方式 4 海水预处理 5加药装置的选择 6反渗析主机介绍 7管道选择
8工艺流程图 9结语 方案方法选择 海水淡化技术种类很多，有蒸馏法（多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏等）、膜法（反渗透、电渗析、膜蒸发等）、离子交换法、冷冻法等，但适用于大规模淡化海水的方法只有多级闪蒸、多效蒸溜和反渗透法 反渗透法与现有其他分离方法（如蒸发、冷冻等）相比，具有相态不变、无需加热、设备简单、效率高、占地小、操作方便、能量消耗少、适应性强等显著特点。而且采用反渗透技术不会造成环境的二次污染，排污费用较低，容易达到环保要求，制水成本可大幅度降低，易于大规模工业化生产。 原理介绍 当向浓溶液一侧施加一个大于渗透压的外压时，浓溶液中
的水就会通过半透膜流向稀溶液，使浓溶液的浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为反渗透渗。反渗透是非自发过程 取水方式的确定 在海水淡化系统中，取水方式对海水的预处理有较大的影响。如果考虑因素不全面，会严重影响反渗透的效果，给保安过滤器及反渗透膜堆增大工作负荷。 取水方式应考虑如下因素：取水位置的选择；台风对取水设施的影响；从取水处输送至预处理系统的方式方法；取水泵的选择（潜水泵或端吸泵等）；海潮对取水水位的影响；海水温度的变化；海水的腐蚀性；海水中微生物、细菌、藻类等。 考虑以上因素后，一般有如下四种取水方式：海滩井取水；表层海水取水；海床过滤取水；海滩水平暗渠取水。具体采用何种取水方式，要在综合考虑各种因素后才可确 海水预处理 微滤和纳滤技术用于海水预处理海水不仅硬度高，且水中的悬浮物、胶体物质、微生物、细菌等会使膜受到污染、侵蚀，水的温度、pH值、余氯含量、压力等参数的变化也会影响膜的性能，所以给水预处理对反渗透安全运行是至关重要的。传统的常规海水预处理包括：灭菌沉降、过滤、软化、脱气等，需要多
反渗透处理装置
反渗透处理装置 反渗透装置概述 循环水经过弱酸与超滤处理后，进入超滤水箱，用超滤给水泵打至保安过滤器后，通过反渗透高压泵进入反渗透装置，出水进入淡水箱。反渗透装置共设有两套，由两套保安过滤器与高压泵分别成套运行，两套设备可以同时运行，也可单独运行，产水量为：反渗透装置2×100m3/h。 反渗透原理 渗透：把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓溶液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。渗透压的大小决定于浓度的种类、浓度和温度，与半透膜的性质无关。 反渗透：若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。反渗透是一种在压力驱动下，借助半渗透的选择作用，将溶液中的溶质与溶液与溶剂分开的分离方法。R/O膜技术为现有科技中最为有效的水处理方式之一，它几乎可去除所有杂质，能有效去除水中盐类（如钙、镁等硬度杂质）、重金属，化学残留物质去除率达95%—99%以上。除了水分子及少量溶于水中之微量对人体有益的离子能渗透，其余物质均被拦截去除。
●保安过滤器、反渗透装置的运行 ●投运前的检查 ●1、确认反渗透装置处于备用状态； ●2、确认高压泵处于备用状态； ●3、保安过滤器、超滤装置运行正常，超滤水箱高液位； ●4、来水水质合格后，污染指数SDI≤5； ●5、确认阻垢剂计量泵正常备用，药品充足，管路正常； ●6、各在线仪表良好备用； ●7、各阀门开关灵活，产品不合格排放水门，浓水流量控制门处于 开启状态； ●8、压缩空气压力＞0.4Mpa. ●投运 ●将各仪表按要求投入运行；将超滤装置投入运行；启动阻垢剂计 量泵进行加药；打开冲洗排放门、浓水排放门和高压泵出口门，让前级来水进入反渗透装置，将反渗透组件中的空气排出，浓水排放门出水；首次启动高压泵时，稍开出口门，启动高压泵，运转正常后，打开出口门，手动调节是进水流量为100m3/h，同时关小浓水排放门，观察反渗透组件进水（一段）压力表，使其压力逐渐升高（在反渗透装置升压时观察一段进、二段进及末端三个压力表之间的压力差，每段压差不应大于0.25Mpa，观察淡水和浓水流量计的流量，淡水：浓水=3：1）；继续调整入口门和浓水排放门，使进水压力达到规定值（调试时确定）；直至淡水流量
反渗透海水淡化系统改善措施探究
反渗透海水淡化系统改善措施探究 发表时间：2019-10-23T15:01:21.600Z 来源：《基层建设》2019年第21期作者：宗磊[导读] 摘要：海水淡化能够为现有的水资源提供补充措施，在一定程度上缓解一些地区缺水的状况。 天津大港新泉海水淡化有限公司天津市 300270摘要：海水淡化能够为现有的水资源提供补充措施，在一定程度上缓解一些地区缺水的状况。特别是在很多岛屿以及中东地区，海洋淡化水已经成为基本的水源。因此，在这样的情况下，反渗透海水淡化系统改善显得非常重要。 关键词：反渗透；海水淡化系统；改善措施引言 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概述 所谓海水淡化技术，主要是把海水中的盐分出去，提取其中的淡水的一种技术。在经过了半个多世纪的研究和不断发展，这项技术已经显得比较成熟，把海水淡化已经在世界的各个地方都基本实现。特别是在一些海湾比较缺水的地区，更是需要这项技术。在当前的海水淡化技术中，有反渗透、多级闪蒸、多效蒸发和压汽蒸馏等。就反渗透技术来说，虽然出现的相对比较晚，但是有一个最大的特点就是采用膜处理技术，与其他海水淡化技术相比，能耗比较低，也比较节能环保。所以，在未来一段时间，海水淡化处理技术的核心将会是反渗透海水技术，这种技术将发挥关键性的作用。 反渗透技术，英文名称是“REVERSE OSMOSIS”缩写为“RO”。是在20世纪60年代发展起来的一项技术，属于目前比较先进和节能环保的技术，主要是采用反渗透膜在外界压力作用下使溶液中的溶剂与溶质进行分离，从而很好的去处水中的杂质和盐分，净化海水，提取淡水。 1.1优点 ①海水淡化使用的反渗透技术属于一种膜处理技术，基本上具有膜应具有的优点，比如能耗比较低，环保性能好，对于热敏感物质的分离效果比较明显等，应用的范围也是比较广的，而且应用设备相对比较简单，维修起来也比较方便。运营的费用相对其他技术是比较低的，设备还比较容易定型，具有比较强的自控能力，在经营管理的时候比较方便，这样更加有利于产业化经营。 ②反渗透膜的孔径不大，一些细微的生物病菌都没有办法通过反渗透膜，而且，这个膜还可以更好的处理一些有机物和一些微粒。所以，利用反渗透技术进行海水淡化，淡化出来的水质是比较好的，完全可以达到饮用水的标准。 ③反渗透技术的原动力是压力的分离，其设备构造比较紧凑，设备的体积也不大，单位体积内产水的量也比较高，占地面积不大，而且在操作起来比较简单，属于自动化程度比较高的技术。 1.2缺点 ①对于反渗透膜来说，对于水质的要求是比较严格的，所以，在进液淡化水之前要对原有的水质进行一个相对比较严格的处理，比如，采用微虑超滤膜等一些过滤方法。尽可能的不要污染透膜，避免微孔的堵塞。 ②在反渗透运行中，过滤器R.O.膜元件更换频率相对比较高，这样就在无形中增加了处理费用，而且运行的时候噪音是比较大的。 ③海水中有一些难以溶解的盐分和一些悬浮物以及化合物等杂质，所以，反渗透装置在长时间使用之后，就会有裇污垢堵塞住。所以，需要在一定时间内用特定的清洁剂对其进行清洗，从而把膜组件的性能恢复到原有状态。为了避免反渗透透膜上产生细菌，需要定期对其进行消毒处理。 ④当前我国海水淡化的产业规模还不是特别大，一天的产量之占据世界的1%左右，海水作为冷去水的用量也只占据世界的6%左右。对于沿海地区来说，自来水的价格是偏高的。由于大规模的海水淡化技术还不太成熟，没有任何法律法规可以遵循也是其中的原因，那些有条件利用海水但是却没有利用的情况时有发生。 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。 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。
汽车减震器能量回收装置设计概要
目录 1 绪论 (1) 1.1 能量回收装置简介 (1) 1.2 研究的背景及意义 (1) 1.3 国内外发展现状及趋势 (2) 1.3.1国外发展现状 (2) 1.3.2国内发展趋势 (2) 2 理论基础 (3) 2.1 减震器 (3) 2.2 电磁发电技术 (4) 2.2.1法拉第电磁感应定律 (4) 2.2.2电磁感应发电装置结构 (4) 2.3 压电发电技术 (5) 2.3.1压电材料 (5) 2.3.2压电效应 (5) 3 基于压电叠堆储能的新式能量回收装置的结构及工作原理 (7) 3.1 压电叠堆发电装置的结构 (7) 3.2 能量回收装置的工作原理 (7) 4 能量回收装置的等效模型分析 (8) 4.1 模型假设 (8) 4.2 等效模型 (8) 4.3 发电装置的性能分析 (8) 4.4油压频率f对回收装置输出特性的影响 (9) 4.5 压电叠堆长度对输出特性的影响 (9) 4.6 压电叠堆截面面积S对输出特性的影响 (10) 4.7 本章小结 (11) 5 能量回收装置输出电路 (11) 6 结论与展望 (12) 参考文献 (13)
汽车减震器能量回收装置设计 摘要：传统的被动悬架以及半主动悬架只能起到加速车架和车身震动的衰减作用，而起不到对振动能量回收的作用。当汽车对减震器施加力时，减震器孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减振器壳体所吸收，并散到大气中，这一部分能量被白白浪费掉。设计一种能量回收装置，能量回收装备将减震器内部的部分压力能转化为电能储存起来。通过查阅大量关于能源转化的资料，并对各种能量回收方案进行比较，最终确定用压电叠堆能量回收的装置对减震器内部的压力能进行回收。本文主要对压电能量回收装置的工作原理、理论设计、及数学模型的分析进行概述。 关键词：能量回收；储存；压电叠堆 1绪论 1.1能量回收装置简介 目前，大多数的混合动力车和电动车都配有制动能量回收装置，该装置有推广到非混合动力车的趋势，国际汽联也希望通过KERS系统在F1中的推广，树立环保先锋的形象。制动能量的回收通常有两种途径，一是以高速旋转的飞轮储存能量，二是车轮在制动时带动发电机，产生的电能储存于电池组中。制动产生的额外能量可以回收，那么汽车行驶中产生的其它能量也可以回收。减震器是悬架的重要组成部分，悬架的好坏关系到汽车的舒适性。在能源短缺的今天，节能减排越来越受到人们的重视。消费者在选择汽车时，在考虑动力性、舒适性、美观的同时，经济性也是一个重要的原因。减震器能量回收装置，能够回收减震器在伸张、压缩行程产生的能量，通过压电能量回收原理将机械能转变为电能储存于蓄电池之中，为其他用电设备供电。1.2研究的背景及意义 从汽车发明以来，汽车工业带动了各个国家经济的发展，但在其发展过程中，一系列的问题不断出现。能源短缺、环境污染、气候变暖成为各个国家面临的共同挑战。如何采用新的技术创造出一种新型的汽车成为各国企业不断攻克的难题。 当前内燃机汽车普遍采用的是普通的液力减震器。由于传统的减震器只起到缓解汽车振动的作用，并不能回收汽车在振动过程中的能量，这就造成了能量的浪费。 众所周知，在经过不平的路面时，汽车车身会发生振动，并且路面越不平稳，汽车振动的越厉害。通常情况下，振动的能量会以减震器内部机油摩擦生热而损耗，如果能将汽车振动作用在减震器上的能量加以回收再利用，为汽车的其他电器提供能量，已达到节能的目的。