2.2 膜法海水淡化技术
对海水淡化来说，膜法海水淡化技术主要是指反渗透技术。
（1） 基本原理及主要部件：
用一张只透过水而不能透过盐的半透膜将淡水和盐水隔开，淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧，这种现象称为渗透。当渗透到盐水一侧的液面达到某一高度时，渗透的自然趋势被这一压力所抵消从而达到平衡。这一平衡压力即为该体系的渗透压，如在盐水一侧加一个大于渗透压的压力，盐水中的水会透过半透膜到淡水处。这种与自然渗透相反的水迁移过程称为反渗透。
反渗透预处理的作用是防止膜被污染和污堵，其出水水质应满足反渗透装置的进水水质要求：污染指数(SDI)<3；海水反渗透预处理系统由于受取水方式以及各地海水水质（物理指标）的变化而出入较大。目前，随着超滤技术的不断成熟，因其具有出水稳定，占地面积小，能够保证反渗透稳定运行等突出优点，已越来越多的应用于海水淡化系统的反渗透预处理中。
反渗透本体部分主要由反渗透组件和高压泵两大部分组成。反渗透组件是整个系统的心脏部分，反渗透膜组件质量的优劣和水平的高低关键在于膜性能的好坏，目前反渗透膜组件的使用寿命为3～5 年。而高压泵是系统的关键部件。高压泵性能好坏对系统性能影响很大。
反渗透所需能耗主要用于提供反渗透过程所需压力上，为了降低淡化水的操作费用，通常在浓盐水排放管线上安装能量回收装置。能量回收装置可以回收浓盐水能量的60%∼90%，因此安装此装置后可使淡化水的运行费用大为降低。
(3)主要优缺点：
反渗透为无相变过程，能耗低，工程投资及造水成本较低；操作简单，维修方便。反渗透的预处理要求严格，反渗透膜需要定期更换，对进水水温的要求较高。
3 几种海水淡化系统的技术比较
近十年来，反渗透法海水淡化发展趋势较快，而且出现了日产万吨级的大型海水淡化装置。但目前国际上，蒸馏法用于海水淡化方面所占的比例仍是较高的。蒸馏法和反渗透法相比较：
1) 能耗：从脱盐的直接能耗来说，反渗透法明显优于单目的的蒸馏法，但不明显优于双目的(热电造水)的蒸馏法。而且由于反渗透膜的寿命短，换膜费用高，膜本身就反映了能耗。对蒸馏法来说，过程的直接能耗，不同地区差别很大，需要进行技术经济比较确定。
2） 海水淡化的制水总成本：由于膜的寿命和膜装置的限制，使得膜法在大规模处理海水中仍处于不利地位。因为反渗透法的制水成本，受膜寿命和装置规模的不利影响超过了低能耗所带来的好处，一般认为海水淡化装置容量超过日产6000t 淡水时，双目的蒸馏法比反渗透法更经济。
3）海水的预处理：进入蒸馏装置的海水无需进行预处理，仅设置海水过滤网即可。而进入海水反渗透装置的海水需进行絮凝澄清、过滤和加氯等预处理。并且由于反渗透的水利用率低，所以预处理系统庞大，投资也较高，占地面积也大。
4)其他配套设施：对于新建电厂，蒸馏法需要启动蒸汽，因此启动锅炉的容量应该考虑满足淡化设施的需要，启动锅炉的补充水应考虑一套单独的水处理设施用于启动；另外，由于没有备用设备，需要淡水水源作为工业用水的备用水源。而膜法不需要启动蒸汽，机组启动时，给水水温较低，对淡化设备出力稍有影响，并不影响机组的启动用水，不需要考虑额外的启动设施；淡化设备考虑有足够的备用出力，可以满足设备检修时的用水的需要。
4 本工程海水淡化的水量
4.1 工业水量
不包含脱硫岛用水，经水量平衡后，需淡化的工业水量为：111t/h
4.2 需淡化的锅炉补给水用水量
根据计算，锅炉补给水系统二级反渗透设备出力选择为2×75t/h，系统回收率为85%，二级反渗透进水量为：176.5t/h
4.3 海水淡化系统的出力
因此膜法海水淡化系统需要的补充水量为111+176.5=287.5 t/h，膜法海水淡化系统的出力为：290t/h；蒸馏法海水淡化系统不考虑备用设备，若有一套检修，采用地表水作为工业水的补充水源，因此，蒸馏法海水淡化系统出力选择为：240t/h。
5 本工程海水淡化系统选择
5.1 本工程海水淡化的工艺系统及布置
按照目前业主的水质全分析报告（海水水质分析资料见附件一）对本工程海水淡化系统我们做了三个方案：
5.1.1 全膜法处理工艺（方案一）
水工工艺来循环水虹吸井排水→ 海水澄清设备→ 清水泵→ 超滤保安过滤器→ 超滤膜装置→超滤水箱→超滤水泵→反渗透保安过滤器→一级海水膜升压泵→一级海水反渗透膜装置→ 一级淡水箱→锅炉补给水处理系统
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主要设备参数表如下：

超滤、反渗透设备布置在水处理室主跨内，占地36m×15m，各类水泵等布置在辅跨水泵间内，占地36m×7m，各类加药装置布置在辅跨加药间和化验楼零米，占地18m×6m；澄清池、各类水箱、水池布置在室外，占地1034.5m2。
5.1.2 常规预处理的膜法处理工艺（方案二）
水工工艺来循环水虹吸井排水→ 海水澄清设备→ 清水泵→ 叠加卧式双介质过滤器→叠加卧式活性炭过滤器→反渗透保安过滤器→一级海水膜升压泵→一级海水反渗透膜装置→ 一级淡水箱→锅炉补给水处理系统
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主要设备参数表如下：

双介质过滤器、反渗透设备布置在水处理室主跨内，占地51m×15m，各类水泵及加药装置等布置在辅跨：占地51m×7m，澄清池、各类水箱、水池布置在室外，占地834.5m2
5.1.3 蒸馏法处理工艺（方案三）
水工工艺来循环水虹吸井排水→保安过滤器→ 低温多效装置→ 一级淡水箱→锅炉补给水处理系统
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主要设备参数表如下：

水泵布置在辅跨水泵间内，占地30m×7m，低温多效装置、各类水箱、水池布置在室外，占地1064.8m2。
5.2 蒸汽价格
5.2.1 考虑由于利用汽机抽汽，减少的发电量，其折算的煤耗量由于抽汽带来的发电量减少：
本工程所用蒸汽参数：0.4MPa，375℃ 其焓值为：h1=3221kJ/kg 汽轮机乏汽的焓值为：h1=2370kJ/kg 考虑管道效率为0.98，则1t/h 蒸汽减少发电量：1000×(h1-h2)×0.98/3600=231.2kWh
本工程额定工况下的标准煤耗量为：0.272kg/kWh，如利用汽机抽汽，则 1t/h 蒸汽的煤耗量为：
0.272×231.6/1000=0.063t 每吨标准煤的价格为：450 元/t
则每吨蒸汽煤耗折价为：0.063×450=28.35 元

5.2.2 考虑抽汽应分担的固定资产损耗
每吨蒸汽分担的年折旧率(机组千瓦造价按照3500 元，设备年运行h5500h)
231.2×3500×5%=40460 元，平均到每h 的费用为：40460/5500=7.35 元

28.35+7.35=35.7 元
5.3 三个方案的经济比较
表5.3-1 为三个方案的技术经济比较
5.4 结论
从上表可以看出，方案三投资最高，运行费用最高，方案二与方案一投资和运行费均相近，与方案二相比，投资相当，运行费略高。但是方案一预处理系统简单，维护量小，运行较方便，系统出水稳定性较好。另外，为了节省占地面，本工程方案二的技术经济比较是基于预处理采用叠加卧式过滤器的基础上的。若采用立式的过滤器，厂房长度需增加12m，占地增加252m2，这样，方案二的运行费用和投资基本和方案一相同，但是方案二的厂房占地却远大于方案一（厂房长度多27m，占地面积多567m2），而且如此庞大的过滤系统，运行检修人员的工作量会非常大。另外随着膜技术的发展，膜的成本越来越低，寿命越来越长，
相对而言，方案一的制水成本会越来越低，因此，本工程推荐采用方案一。