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苦咸水脱盐与综合利用关键技术

作者:沈全锋,李小宁,张涛,罗双全

出版时间: 2017年2月1日

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本书可免费在线阅读前2章,及其他章节的前2页。

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图书信息

本书针对某苦咸水脱盐工程项目规划中提高系统回收率所面临的能耗、药剂消耗、可靠性等问题,基于反渗透系统的设计计算及运行试验,得到了提高沙漠苦咸水淡化回收率、降低能耗、浓水处理及综合利用的方法,提出了设计优化建议,对类似的水处理能耗、药剂消耗、稳定性、自动控制等关键问题的解决有很强的参考性和指导性。

苦咸水脱盐技术已经有50年左右的研究应用历史,相继发展了蒸馏、电渗析、反渗透等脱盐技术。与之配套的预处理、后处理、浓水处置等技术也相继发展,在缓解缺水问题、保障工业和生活用水方面发挥了重大作用。
随着反渗透(RO)设备成本的不断降低,反渗透(RO)已成为目前苦咸水淡化的首选工艺。各种规模的反渗透设备应用于不计其数的工程。但也有众多的反渗透系统存在设计、操作、维护等问题,甚至产生对反渗透系统的排斥心理。随着脱盐工程规模的不断扩大,浓水处理等问题也日益凸显。因此,对反渗透等苦咸水脱盐技术进行深入系统的研究十分必要。
笔者长期从事国际工程EPC总承包,先后从事若干油田水处理、苦咸水开采输送、脱盐等工程。基于阿尔及利亚某苦咸水脱盐工程中间性试验装置的设计、制造、安装、运行、维护进行了系统的研究。
本书共8章,对苦咸水处理研究现状、反渗透系统设计、中试装置的研究过程、问题及处理方法、系统选材、浓水利用、大型化建议、正渗透技术等进行了介绍。本书以高回收率反渗透设计研究过程为中心,对多种脱盐工艺进行了对比,对操作维护、浓水处理、蒸发塘、太阳能淡化、正渗透(FO)等进行了介绍,将工程实践中出现的污堵、腐蚀等问题及解决方法进行了总结,对煤层气产出水处理、油砂采出水脱盐进行了介绍。这些内容理论结合实际,可供工程技术人员、研究人员和大专院校师生阅读和参考。
书中引用了许多单位和作者的资料,在此一并致谢。由于水平所限,书中难免有不足之处,敬请读者批评指正。

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

本书可供从事苦咸水淡化处理项目的工程技术人员和科研人员阅读,也可供环境工程、海水淡化等相关专业的师生参考。

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