一、工藝原理
反滲透(RO)海水淡化是利用只允許溶劑透過的半透膜選擇透過性原理,通過對海水加壓,將溶劑從海水中分離,從而獲得淡水的技術(shù)。典型的風能+RO海水淡化原理如圖1所示。

海島上的風能通過風力發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能,再通過交直流轉(zhuǎn)換,在能源管理模塊的控制下為RO海水淡化用能設(shè)備供電。進料海水先通過預處理過濾去除懸浮固體,以保持反滲透膜的清潔,并加入阻垢劑、殺生劑等化學藥品,減少結(jié)垢,抑制微生物生長。預處理后的海水通過高壓泵加壓,海水中的水分子穿過半透膜,與溶質(zhì)分離形成淡水,再通過pH調(diào)節(jié)等后處理措施形成可供飲用的淡水。高壓泵等水泵所需電能由風電轉(zhuǎn)換裝置提供。由于反滲透膜壓降小,濃鹽水中的高壓能量通過能量回收裝置來回收,從而提高整個系統(tǒng)的能源利用率。
二、工程應(yīng)用
風能發(fā)電與反滲透工藝相結(jié)合,是極具發(fā)展前途的離網(wǎng)式風能海水淡化技術(shù),目前在中國、西班牙、徳國、希臘、挪威等地均已有風能+RO海水淡化工廠建成并投入運行。
希臘 Milon2007年建成1座裝機容量3000md的從能RO海水淡化廠。淡水售價約為每立方米1.8歐元。整個海水淡化廠包括反透海水淡化設(shè)備、600kW風力發(fā)電機、3000m3儲罐、遠程控制系統(tǒng)等。在該廠建成之前,淡水只能高價從雅典運愉,日水質(zhì)不位。從能RO海水淡化廠的建成顯著改善了 Milos島當?shù)氐纳钯|(zhì)量,對旅游業(yè)的發(fā)展也
發(fā)揮了促進作用。
我國在從能RO海水淡化領(lǐng)域的研究也取得了眾多積極的成果。國內(nèi)首個日產(chǎn)萬噸級風能海水淡化示范項目位于江蘇省大手市,己于2014年5月正式調(diào)試出水。其風力發(fā)電系統(tǒng)由1臺2.5MW的風電發(fā)電機組、3組625kWh蓄電池和1臺1250kVA柴油發(fā)電機組成,設(shè)計年發(fā)電量可達525萬kwh,自主研發(fā)了大規(guī)模風電直接用于海水談化負載供電的獨立微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。海水淡化系統(tǒng)由3套并聯(lián)組成,其工藝流程為預沉淀、絮凝沉淀、過濾、超濾和反滲透脫鹽等。反滲透脫鹽工藝包含三級反滲透,其中二級反滲透產(chǎn)水規(guī)模約為9200m3/d,水質(zhì)符合(GB5749-2006)《生活飲用水衛(wèi)生標準》,用作市政生活用水;三級反滲透產(chǎn)水規(guī)模約為800m3/d,水質(zhì)符合(GB17323-1998)《瓶裝飲用純凈水》,用于生產(chǎn)瓶裝飲用水。(作者:邢亞杰)