[发明专利]一种水处理系统预热工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜法水处理预热工艺，特别涉及一种反渗透和纳滤系统预热工艺。

背景技术

对于反渗透淡化技术，原料水温度对系统运行有重大影响。适当提高原料水温度，可提高系统产水量，降低系统能耗。反之，系统的工况将恶化。在冬季，受气温影响，原料水温度通常较低，为保证系统稳定运行，需要对原料水进行预热。如果单纯靠外加热源，能耗较高，从而提高反渗透系统的运行成本。

对于与本发明相关的背景技术，分别介绍如下：

(一)温度对反渗透系统的影响

特定条件下反渗透系统的膜通量是系统设计的重要指标，而系统进水温度是膜通量的重要影响因素，请参见图4。由于系统进水温度分别关系到膜体形变、水体粘度与表面张力等膜体与水体参数，因此，可以认为膜通量间接地受到了进水温度的影响，而影响膜通量的直接因素应为膜体形变、水体粘度与表面张力，其中水体表面张力直接影响膜体亲水性。

以25℃为标准温度，则反渗透膜的相对通量可用以下公式表示：

TCF=1e(k*1273+t-1298)---(1)]]>

式中：TCF：相对膜通量

k：常数，与膜材质相关

t：温度，摄氏度

以某公司生产的8040反渗透海水淡化膜为例，对于单根膜，原料水为32000mg/LNaCl溶液，回收率为10％，操作压力为5.5MPa。当原料水温度为15℃时，产水量为25℃时的78％；当原料水温度为1℃时，产水量为25℃时的53％；当原料水温度低于0℃时，由于纯水的冰点为0℃，完全不能产水。

上述数据表明，如果不能提高系统的操作压力，在原料水温度较低的情况下，系统的产量将大幅减低。在1℃时的产水量仅为25℃时一半左右。

如果可以提高系统的操作压力，仍以上述反渗透海水淡化膜为例，25℃时操作压力为5.5MPa。如果保证产水量不变，15℃时操作压力为6.25MPa，1℃时操作压力为8.02MPa。也就是说，在不考虑水泵及电机效率变化的前提下，1℃时耗电量是25℃时的1.46倍。

由以上可知，如果原料水温度过低，将显著降低反渗透系统产量，增加电力消耗，对系统会造成不利影响。

一般情况下，为避免出现上述问题，需要提高原料水的温度，即对原料水进行预热。

(二)常规预热方法及成本

一般情况下，对于反渗透系统，如果需要对原料水进行预热，通常使用加热器(或换热器)，以电、蒸汽、煤、油等为热源，对原料水进行加热。原料水通过加热器(或换热器)后，温度达到设定值，之后再进入反渗透系统。

以下举例对常规预热方法的费用进行说明。

对于一个反渗透海水淡化系统，原料水盐度为35，温度为0℃，系统回收率为40％，需要将原料水温度提高到10℃，则使用电、蒸汽、煤、柴油作为热源，加热热源的费用如下所示：