苦咸水脱盐与综合利用关键技术

第1章绪论1
1.1苦咸水处理的重要性1
1.2撒哈拉沙漠苦咸水淡化需求3
1.3国内外苦咸水处理研究现状4
1.3.1苦咸水概述4
1.3.2反渗透技术研究现状及发展趋势5
1.4阿尔及利亚因萨拉脱盐处理站工程介绍6
1.4.1招标文件基本要求6
1.4.2工艺流程描述7
第2章反渗透系统设计11
2.1概述11
2.1.1半透膜概念11
2.1.2干膜与湿膜11
2.1.3膜污染13
2.2预处理工艺设计14
2.2.1概述14
2.2.2预处理出水水质14
2.2.3多介质过滤器15
2.2.4保安过滤器15
2.2.5工艺流量梯度15
2.2.6预处理工艺选择16
2.3膜系统工艺设计17
2.3.1膜分离性能指标18
2.3.2反渗透膜的选择19
2.3.3设计导则21
2.3.4理论与实际设计模式21
2.3.5优化设计数学模型23
2.3.6设计软件24
2.3.7方案优选25
2.4辅助设施设计要点25
2.4.1压力容器25
2.4.2加压水泵25
2.4.3辅助设备、变频器、仪表及控制系统等26
2.5后处理设计27
2.6膜法水处理厂节能降耗27
2.6.1能耗分析27
2.6.2节能降耗途径27
2.7反渗透系统的回收率27
2.7.1难溶盐结垢28
2.7.2浓水流量31
2.7.3浓差极化31
2.7.4通量平衡33
2.7.5提高回收率的措施34
第3章高效苦咸水脱盐中试装置设计和改造36
3.1工艺设计条件36
3.1.1原水水质36
3.1.2产水水质37
3.1.3设计水量37
3.2工艺方案优选37
3.2.1化学法去硬度37
3.2.2膜系统配置38
3.2.3浓水回流38
3.2.4产水勾兑38
3.2.5工艺流程38
3.3膜系统设计40
3.3.1难溶盐极限回收率的确定40
3.3.2膜系统计算模拟42
3.3.3不同原水总含盐量下的全厂回收率44
3.4药剂的选型44
3.4.1药剂的作用44
3.4.2药剂配制及添加46
3.5制造、检验、安装及试运47
3.5.1中试装置主要配置47
3.5.2橇块制作及工厂检验48
3.5.3橇块现场安装49
3.5.4橇块现场试运52
3.5.5橇块现场试验54
3.5.6装置产水水质分析55
3.6控制系统优化55
3.6.1泵站旧水处理装置控制系统缺陷55
3.6.2控制系统研制与升级改造56
3.6.3控制模式57
3.6.4仪表控制系统组成和特点57
3.6.5沙漠苦咸水淡化装置运行现状61
3.7中试装置运行情况及技术要求61
第4章苦咸水脱盐装置运行考核及检验64
4.1装置操作运行要点64
4.1.1装置日常维护64
4.1.2膜的保存67
4.1.3装置化学清洗方案68
4.2装置运行测试70
4.2.1装置6个月工业运行考核71
4.2.2中试装置经济性分析75
4.2.3测试结论76
4.2.4中试装置投用1年运行状态76
4.3预处理段故障76
4.3.1保安过滤器故障76
4.3.2气泡导致压力波动77
4.3.3启停阶段压力波动78
4.3.4预处理段流量及压力不足78
4.3.5加药不适导致RO装置性能下降79
4.3.6RO膜机械污堵79
4.3.7RO膜化学及微生物污堵80
4.4RO膜解剖分析82
4.4.1取样82
4.4.2外观检查83
4.4.3微观检查83
4.4.4化学清洗试验86
4.4.5处理建议87
4.5水温监测87
4.5.1水源地水温87
4.5.2水温变化因素分析88
4.5.3装置水温检测88
4.6试验RO浓水反冲洗多介质过滤器88
4.6.1试验目的88
4.6.2试验方法89
4.6.3运行记录表格90
4.6.4断水后检查情况91
4.7苦咸水淡化橇运行要点94
第5章沙漠高温地区苦咸水处理系统选材96
5.1苦咸水对不锈钢的腐蚀96
5.1.1腐蚀情况96
5.1.2针对腐蚀问题的实验室分析97
5.1.3不锈钢腐蚀机理分析101
5.2不锈钢腐蚀处修复102
5.2.1修复方案的确定过程102
5.2.2修复施工方案103
5.2.3修复特点104
5.2.4Belzona修复层微观分析105
5.2.5Belzona缺陷的建议措施108
5.2.6试验报告结论108
5.3苦咸水处理系统选材建议109
第6章浓水处理及资源化利用111
6.1概述111
6.1.1浓水利用111
6.1.2深井注射112
6.1.3蒸发塘112
6.1.4液体零排放(ZLD)112
6.2蒸发塘的设计114
6.2.1国内外研究现状114
6.2.2蒸发塘面积计算115
6.2.3蒸发塘的分级设计117
6.2.4各蒸发单元水深确定118
6.2.5蒸发塘防渗118
6.2.6浓盐水输送管道选材119
6.2.7雨水阻断119
6.2.8混凝土结构设计119
6.2.9收泥设施119
6.3基于太阳能淡化温室的浓水处理技术119
6.3.1太阳能淡化温室的基本结构120
6.3.2太阳能淡化温室的性能122
6.3.3太阳能淡化温室的缺陷122
6.4利用表面蒸发降低厂房温度123
6.4.1影响膜间温度的因素124
6.4.2液体表面蒸发的设想124
6.5浓盐水资源化利用125
6.5.1浓盐水排放的地下散水池方案125
6.5.2利用湿地生物处理技术稳固沙漠126
第7章高效反渗透脱盐装置大型化和模块化130
7.1系统设计130
7.1.1运行压力的确定130
7.1.2膜间温度控制131
7.2因萨拉脱盐处理站主要处理工艺131
7.2.1进水室131
7.2.2原水提升池131
7.2.3砂碳过滤器131
7.2.4反渗透系统（RO）132
7.2.5产品水池及外送泵133
7.2.6加药系统134
7.3大型脱盐处理站控制系统134
7.3.1扩大控制系统规模134
7.3.2增加在线水质分析系统134
7.3.3扩大生产工艺自动化规模135
7.3.4恒压和恒流量控制概念135
7.4因萨拉脱盐处理站操作维护135
7.4.1保安过滤器135
7.4.2化学药剂的选择及准备136
7.4.3脱盐处理站RO系统加药及能耗计算136
7.4.4浓水生物处理137
7.5煤层气产出水对比研究138
7.5.1水质比较138
7.5.2煤层气产出水处理与模块化139
7.5.3可移动式水处理组合装置139
7.6苦咸水淡化技术产业化建议140
7.7技术创新和应用前景141
第8章高效苦咸水脱盐技术发展新趋势143
8.1浓水综合利用集成技术143
8.1.1浓盐水处理方案优化143
8.1.2浓水综合利用集成技术的展望147
8.2正渗透（FO）淡化技术147
8.2.1正渗透(FO)原理147
8.2.2正渗透（FO）的应用149
8.2.3正渗透膜材料155
8.2.4正渗透技术的展望157
8.3油砂产出水FO处理技术应用研究157
8.3.1油砂产出水处理技术现状158
8.3.2不同汲取液下FO性能比较158
8.3.3油砂产出水FO技术展望159
附录161
附录1符号和缩略词说明161
附录2术语解释162
参考文献164
后记166