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反渗进淡化过程研究的几点内容

  水是生命的源泉.是人类宝贵的、不可替代的自然资派。水资源危机已经成为继石油危机、电力危机之外又一制约中国经济发展的瓶颐。长远来看,发展淡化技术,从海洋获取淡水是解决水资源短缺的重要途径.反渗进膜法海水淡化技术由于其能耗低,系统安装维护相对简单,目前已得到了广泛的应用。但其技术经济指标与社会的期盼值之间.还存在一定的距离,演化水的成本偏高。这说明当前的反渗进工艺、工程设计以及系统操作等方面仍有很多值裕改进的地方。

  根据反渗进技术的特点,以及它在水资派开发和保护中的作用,本文对反渗进淡化过程进行了分析,采用最优化方法对反渗进淡化系统的设计进行了研究。在综合考虑了多种水浑合理配t和有效利用的羞础上,提出了同时考忠多水质输入、多水质输出的反渗透谈化系统的设计问压。该系统不仅可以将海水转变成淡水.而且也可以同时用来处理苦成水和工业废水.提高了水的利用率。同时根据不同的用途,输出多种水质,实现了一水多用,复利用,充分发挥了水资浑的多种功能。本文主要内容有以下几点:

  1.对反渗透海水淡化过程进行了棋拟和设计研究,首先对过程的每个单元给出了单元操作棋型和相关的经济棋型。通过一定的变里将这些棋型相互关联,组成系统棋型.系统棋型主要考虑了一级流程,一级两段流程和二级流程.以年费用最小为目标,对反渗透海水淡化系统进行设计,将设计问压表达为一个混合整数非线性规划。将膜组件分为高脱盐膜,高通t膜.普通膜.低脱盐膜四种类型。当产品水的设计要求不同,进料水浓度不同时,采用本文的设计方法分别得出了不同的最优设计方案。当进料水浓度逐渐降低时,所用膜的类型逐渐由高脱盐膜转变为高通膜,低脱盐腆,这些膜的脱盐率降低,水通盆增大,这说明了进料水浓度离时,脱盐是主要矛盾,进料水浓度低时.水通是主要矛盾。

  当进料水浓度较高,反渗进系统需要较商的操作压力,能盆消耗大.因此换能器效率对年费用影响较大。如能t回收效串较高时.采用结构简单的一级流程;

  2.本文对在不同进料水水质条件下,不同产品水而求时,反渗透系统的优化设计进行了研究。提出了一种系统化的、集成化的方法对反渗透系统进行设计。首先.采用状态空间法给出一个网状的超结构描述,这个超结构包括了所有可行的设计方案.它和其它结构相比,不同之处在于:1).假定反浓进网络只有一个进料水入口,进料水从第一个反渗进级进入网络。2).将物流分布集合简化为物流混合节点。演水、盐水物流在增压级进行视合,在反渗进级进行分离。3).超结构数学棋型中采用了物流分率,等压混合约束等技术手段.简化了棋型中物流混合、分离的数学描述。4).反泊进网状超结构的描述中以功压交换吞作为能回收装。

  这个超结构数学棋型中采用了物流分率,等压混合的束等技术手段,减少了整数变的数目和算法的搜索空间,使得棋型的求解更容昌。当进料水水质发生变化时.可通过改变多级反浪进系统的结构,选择恰当的操作条件和膜组件的型号,获得具有最大经济效益的产品。


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