膜法海水淡化低壓提升泵的設(shè)計(jì)應(yīng)用探討

侯 芳，周小琴，王建華

（華電水務(wù)工程有限公司，北京100048）

隨著全球變暖與荒漠化、環(huán)境污染及人口的增加，淡水資源短缺已成為全球性問題。海水淡化技術(shù)開辟了新的淡水水源，可增加淡水總供應(yīng)量，成為各國解決“水危機(jī)”的重要途徑〔1〕。 2017 年，全球已有160多個(gè)國家和地區(qū)利用海水淡化技術(shù)，已建成和在建的海水淡化工廠接近2萬個(gè)，合計(jì)淡化產(chǎn)能約10 432 萬 t/d，2018 年可達(dá) 12 300 萬 t/d〔2〕。目前海水淡化的主流技術(shù)為膜法和熱法兩類，其中膜法海水淡化占比約65%，且呈逐年上升趨勢〔3〕。

膜法海水淡化技術(shù)的核心設(shè)備為海水反滲透膜組、高壓泵、能量回收裝置。其中能量回收裝置是將海水反滲透膜組高壓濃水的壓力回收至進(jìn)水端，通過降低高壓泵進(jìn)水流量而降低高壓泵的能耗，進(jìn)而降低整個(gè)海水淡化系統(tǒng)的運(yùn)行能耗和造水成本。能量回收裝置主要分為水力渦輪式和壓力交換式兩大類，其中壓力交換式因回收效率高而廣泛使用。ERI公司生產(chǎn)的PX系列能量回收裝置是壓力交換式能量回收裝置的代表，其回收效率最高可達(dá)98%〔4〕，具有設(shè)計(jì)簡單、占地小等優(yōu)點(diǎn)，目前占膜法海水淡化能量回收裝置約 90%的市場〔5〕。

鑒于PX能量回收裝置市場份額相當(dāng)大，投資成本高，且對(duì)膜法海水淡化的設(shè)計(jì)及運(yùn)行要求較高，筆者重點(diǎn)探討了采用PX能量回收裝置的海水淡化系統(tǒng)中，低壓提升泵的應(yīng)用及設(shè)計(jì)。

1 膜法海水淡化典型工藝

膜法海水淡化系統(tǒng)的典型流程如圖1所示。

圖1 膜法海水淡化系統(tǒng)典型工藝