项目简介:
反渗透(RO)海水淡化水中硼含量超标是制约其作为饮用水的瓶颈之一,项目针对RO和压力阻尼渗透
(PRO)的脱硼过程机理及系统优化问题进行研究,(1)利用分子模拟技术研究了海水中微量硼酸分子、硼酸盐
离子及其络合物在RO膜中扩散过程,分析电荷和体积效应影响。(2)建立了RO脱硼海水淡化网络系统优化及
多目标优化模型,对系统进行成本、能耗热经济学和环境影响分析,与常规设计相比,产水分流设计可节约
0.67~6.82%的成本和3.28~7.61%能耗。可降低9.0%的CO2排放量。(3)RO-PRO耦合系统可降低20%的能耗,但
预处理、设备投资和维护成本增加使得成本和能耗最高可降低10%以上,回收率也有一定程度的提高。研究
成果为反渗透脱硼海水淡化系统优化和中试化提供理论基础和技术参考。
市场前景:
与传统优化方案相比,采用产水分流设计的反渗透脱硼海水淡化系统优化方案可节约0.67~6.82%的成本
和3.28~7.61%能耗,苦咸水淡化膜元件需求更少。对反渗透脱硼海水淡化系统的优化进行多目标优化,得到
同时考虑成本、能耗、热经济学成本和环境影响的优化方案,为提高系统热力学性能指明改进方向。与传统
优化设计方案相比,脱碳海水进料的反渗透脱硼海水淡化系统优化方案,所需的压力容器个数更少,制水成
本和能耗最大可降低10%以上,而且仅需要在预处理加入CO2脱除装置,通过改变系统操作条件提高脱硼率。
实施条件:
项目提出的系统优化方案,可针对现有的反渗透海水淡化装置进行改造,所需的压力容器个数更少,制
水成本和能耗有较大幅度的下降,回收率也有一定的提高,仅需改变操作条件(回收率、操作压力、pH值等)
可满足不同产水硼浓度要求。
知识产权情况:
该成果获得授权发明专利2项。包括:一种络合强化脱硼的卷式膜元件反渗透海水淡化系统优化方法,
专利号:CN112597632A;一种分流部分二级卷式膜元件反渗透海水淡化系统的操作优化方法月,专利号:
CN112591852B。