《万吨级膜法海水淡化单机设计与系统集成技术》

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中国是世界上水资源较为紧缺的国家之一,海水淡化已作为优先发展主题列入《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020)》,是保障中国经济社会可持续发展的战略所需。本世纪初,中国的海水淡化技术还较为落后,在国家和地方科技计划支持下,项目经过10余年的持续攻关,成功突破大型反渗透海水淡化单机制造和系统集成等核心关键技术,自主设计承建了具有国际先进水平的1万吨/日和1.25万吨/日反渗透海水淡化单机示范工程,开发出高性能反渗透膜产品并首次进行大型示范应用。项目取得的创新成果包括:独创大口径膜压力容器及阵列串接方式,建立膜堆配水数学模型,研发出系统模拟计算软件,提出全流程变负荷优化调节策略,开发了大型国产化设备系统集成耦合节能技术,解决了大型反渗透装置膜堆配水不均匀、能耗高等技术难题,使系统吨水电耗降至2.6 kWh,与国际先进水平同步。示范工程关键设备国产化率达70%以上,达到国内领先水平。创新膜材料配方,优化制膜工艺,采用界面聚合法连续化生产反渗透复合膜,改进膜元件卷制和密封技术,解决了膜元件在高压工况下的盐渗漏问题,提高了海水膜元件的性能及成品率。自主研制的膜元件脱盐率高达99.8%,性能与进口产品持平。首创了具有自适应调节功能的"CO<,2>+CaCO3"淡化水后矿化调质工艺,优化矿化池结构设计,解决了淡化水硬度、碱度和pH偏低等问题,使产品水更加符合生活饮用水标准和管网输配要求,填补了国内技术空白。研制出国内首台大型单室卧式滤器,提出了对海水水质波动适应性强的"混凝沉淀+二级过滤"低能耗预处理工艺,创新混凝沉淀池和过滤设备结构设计,提高了过滤效率及产水品质,大大降低了反渗透膜清洗频率。项目已获国家发明专利8件;制订国家标准3项;出版论著1部,发表论文6篇。项目成果标志着中国已成为世界上掌握海水淡化核心技术的少数国家之一,为构建中国水资源安全保障体系,推进实施"一带一路"、建设海洋强国等重大战略提供了重要支撑。项目成果于2011年在舟山六横得到示范应用,并相继在河北曹妃甸、山东海阳核电、内蒙古庆华等大型海水淡化和高盐废水资源化工程中得到推广,国内市场占有率达60%以上,部分技术与装备已出口至沙特、印尼、伊朗、越南等10个国家和地区,创造了显著的经济效益。项目成果自2011年应用以来,已累计获得新增销售收入7.95亿元,实现利润2.12亿元,创造税收3120.67万元。

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