發展海水淡化技術是解決全球水資源短缺的重要途徑。為什么這么說呢?是因為反滲透海水淡化技術其設備投資省、能量消耗低、制作周期短等諸多優點。近幾年來發展的速度非常快,且未來將會成為海水淡化的主導技術。從理論上講,它也是最節能的海水淡化方法。但目前,對于反滲透海水淡化,因其技術經濟指標和社會的期盼值之間,還是存在一定距離的,淡化水成本仍然偏高。由于系統能耗是成本最主要的組成部分,能耗過高相對也就成為制約制水成本的最主要因素。這也說明了當前的反滲透海水淡化工藝、工程設計以及系統操作等方面仍有很多值得改進的地方。因此,以下分析了系統中各操作參數對系統能耗的影響,并以降低能耗為目標,對反滲透膜系統進行了優化設計。
結合工程實例,考察系統能耗隨給水溫度、系統回收率、給水含鹽量、能量回收效率等操作參數的變化特點。發現其有隨給水溫度的升高持續下降,隨系統回收率的升高基本呈負指數規律下降,隨能量回收效率的提高呈線性比例下降,隨給水含鹽量的升高呈線性比例上升的規律。 對傳統建立系統費用模型的尋優方法進行了轉換,得出以單位產品水系統能耗最低為優化目標的數學模型。以元件特征方程和系統特征方程為基礎建立約束,結合膜生產廠家的技術手冊要求的各種限值約束一起,構成系統完整的約束條件,對一級一段工藝和一級兩段工藝選用相同的膜元件,不同的膜元件排列方式。可見,利用此方法選擇的工藝和設計參數效果更好。
隨著反滲透膜技術的不斷改進和分離工藝的改良,反滲透海水淡化在世界海水淡化產業中所占比例正在不斷擴大,而反滲透海水淡化處理工藝也得到了高度的重視,并以較快的速度發展。同時,隨著新型膜與膜技術的開發,海水淡化成本有望進一步降低,必將加快膜法海水淡化技術轉化為實際生產力的速度,使之在解決世界性水資源短缺的難題中發揮更大的作用。