反滲透海水淡化在線水質(zhì)分析儀表選型

潘浩 王玥

東北制藥集團(tuán)沈陽計控有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110141

隨著全世界范圍內(nèi)水資源短缺形勢的加劇，海水淡化水作為一種非常規(guī)水資源，逐步被沿海國家接受并受到前所未有的重視。近十年來，為解決全國沿海及海島地區(qū)的水資源短缺問題，國內(nèi)陸續(xù)建設(shè)了大量海水淡化工程。

1 反滲透海水淡化技術(shù)分析

1.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

結(jié)合我國基本國情，嚴(yán)重缺水已經(jīng)成為不爭事實，雖然水資源排名位居世界前列，但因人口數(shù)量多等原因的影響，水資源的人均占有量基本和世界人口的25%持平，屬于現(xiàn)階段世界人均水資源貧乏的國家之一，存在超過300座城市面臨嚴(yán)重的缺水問題。同時，加上全球水資源缺乏問題愈發(fā)劇烈化的影響，經(jīng)由海水淡化獲得的淡水，已經(jīng)成為一種基礎(chǔ)類的水資源，在越來越多的沿海國家內(nèi)得到有效重視和廣泛應(yīng)用。

1.2 工藝流程

此項技術(shù)的基本原理為基于外部壓力催動，水經(jīng)由半透膜層進(jìn)至膜層的低壓一側(cè)，但海水內(nèi)的鹽分會由于膜層高壓一側(cè)的阻隔難以穿透，最后基于濃縮端排出，進(jìn)而實現(xiàn)將水和鹽科學(xué)分離的效果。此類技術(shù)具體是依靠反滲透膜存在的選擇透過性，達(dá)到海水淡化目的的，因規(guī)模靈活性高、對資金投入的需求較低等優(yōu)勢，現(xiàn)階段在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛應(yīng)用。

1.3 優(yōu)勢分析

技術(shù)應(yīng)用期間應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備投資，涉及工程均為相對成熟的淡化工程，出現(xiàn)投資風(fēng)險的可能性相對較低；

對電量的消耗需求較低，可實現(xiàn)對能源的有效節(jié)約，實現(xiàn)水成本的合理化控制；

近年來應(yīng)用此技術(shù)的公司相對較多，技術(shù)相對成熟；

對加快膜技術(shù)國產(chǎn)化以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展存在積極影響；

基于該技術(shù)的淡化工程屬于單元組合式，可實現(xiàn)建設(shè)規(guī)模的逐步擴(kuò)大化，應(yīng)用及推廣的便捷性均相對較高；

基于反滲透技術(shù)的海水淡化工程，搭配納濾膜技術(shù)，可將海水內(nèi)部所含有益于人體的微量礦物質(zhì)留存下來，淡化水體內(nèi)存在較高的生物活性，屬于能夠直接飲用的安全水源。

2 反滲透海水淡化水質(zhì)分析儀表選型要點(diǎn)

2.1 電導(dǎo)率儀

電導(dǎo)率(electrical conductivity，EC)反映了電解質(zhì)溶液傳導(dǎo)電流的能力，用于間接表征水溶液中鹽分或離子的含量。海水淡化的原海水電導(dǎo)率通常在49mS/cm左右，海水淡化產(chǎn)品水電導(dǎo)率通常≤2000μS/cm。反滲透海水淡化工程中用到的在線電導(dǎo)率儀主要分為兩類，反滲透膜前用的電導(dǎo)率儀是海水型電導(dǎo)率儀，其測量范圍宜選1mS/cm-200mS/cm；反滲透膜后的電導(dǎo)率儀是淡水型電導(dǎo)率儀，其測量范圍宜選0mS/cm-10mS/cm。

2.2 濁度儀

濁度可將水體內(nèi)部懸浮物針對光線穿透的阻礙程度反映出來，可實現(xiàn)對水溶液內(nèi)部所含懸浮物量的間接體現(xiàn)。我國沿海岸線長度較大，基于海域的差異，海水濁度也存在顯著不同，以舟山海域為例，其海水濁度最大限值可高達(dá)300NTU。對反滲透海水淡化產(chǎn)品水來講，其濁度一般不會超過1NTU。海水淡化期間涉及的在線濁度儀器一般存在量程較低的特點(diǎn)，一般可考量的測量范圍為0-100NTU。倘若原海水濁度較高，則可考量對量程較高類型的應(yīng)用，一般可考量的測量范圍為0-1000NTU。

2.3 SDI 儀

SDI主要反映的水體內(nèi)污染物針對液體分離膜造成污染的程度高低，可實現(xiàn)對水體內(nèi)有機(jī)物、膠體等物質(zhì)含有量的間接體現(xiàn)，在針對反滲透給水的質(zhì)量進(jìn)行評價的過程中，屬于較為關(guān)鍵的指標(biāo)之一。淡化期間，一般針對膜層進(jìn)水SDI提出的要求是不超過5。我國和其他國家SDI儀應(yīng)用的測試手段均為以ASTM為基準(zhǔn)進(jìn)行制定的標(biāo)準(zhǔn)，也稱之為ASTMD4189-07。

2.4 ORP 計

ORP可將水溶性存在的電化學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)出來，能夠?qū)崿F(xiàn)對反滲透給水具有的氧化還原能力的間接性反映，現(xiàn)階段，較為廣泛地應(yīng)用在反滲透給水的水質(zhì)檢測評價中。針對研究的淡化系統(tǒng)來講，為了防止微生物相關(guān)因素對上游區(qū)域的管路設(shè)備造成不良影響，應(yīng)注重于取水區(qū)域開展氯的添加操作，以實現(xiàn)有效殺菌。

2.5 余氯儀

余氯定義為水體中以次氯酸、次氯酸鹽和單質(zhì)氯形式存在的氯，用于表征水的消毒效果。反滲透海水淡化系統(tǒng)中，需要設(shè)置余氯監(jiān)測點(diǎn)的位置有兩處，一處位于預(yù)處理單元，另一處位于后處理及輸配單元。在海水淡化預(yù)處理管線內(nèi)，為抑制微生物生長繁殖，需要保持0.5mg/L-1.0mg/L的余氯濃度。在海水淡化后處理管線內(nèi)，為保證消毒效果，按照GB5749－2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，要求與消毒劑接觸30min后出廠水中的余氯濃度≥0.3mg/L。海水淡化預(yù)處理單元中的余氯儀通常用ORP檢測儀替代，海水淡化后處理系統(tǒng)中的余氯儀不宜用ORP檢測儀替代。余氯儀選型時，通常選用的量程范圍為0mg/L-5.0mg/L。

3 結(jié)語

綜上所述，針對我國儀表廠商來講，理應(yīng)提起高度重視并積極探尋和應(yīng)用多種有效手段，推動此類儀表的研發(fā)進(jìn)程，促使國內(nèi)的水質(zhì)分析儀表能夠更快、更好地向區(qū)域智能化和大型化發(fā)展，從而優(yōu)化我國海水淡化行業(yè)。