太阳能系统在反渗透法海水淡化应用

　　
一、前言　　反渗透海水淡化运行的必要条件之一是需有驱动高压泵的电能。太阳光发电技术在海水淡化系统中的应用，使反渗透法能够在无商用电源或电力紧张的地区特别是海岛和沙漠地区淡化海水、苦咸水成为可能。　　八十年代初，以太阳能电池为源的反渗海水淡化装置开始在世界上运行。本文以日本冲绳市濑户和因岛市细岛两个太阳能反透渗法海水淡化系统为例，阐述太阳能反渗透海水淡化系统的利用技术及其目前的水平，初步给出系统的有关设计参数与工艺流程，同时浅析太阳能反渗透海水淡化技术的可行性、实用性与经济性，从而展望太阳能反渗透海水淡化技术的前景。二、冲绳市濑户太阳能反渗透法海水淡化系统　　冲绳市濑户太阳能反渗透法海水淡化系统位于濑户离海岸较远的地带，由日立制造船有限公司于1982年底开始建造、1983年1月开始正式运转，日产水量15m3，反渗透产品水经后处理成饮料水。当时尚缺乏利用太阳光发电作为反渗透装置动力源的经验，因而该系统采用了太阳光发电负担装置的一半动力电源，另一半由商用电源以蓄电池方式供电。冲绳市太阳能发电为动力源的日产15m3海水淡化装置的太阳能电池与反渗透装置的概况分别列于表1、表2。　　冲绳市太阳能反渗透法海水淡化系统流程如图1所示。由于PEC-1000膜耐氧化性能较差，因此在给水中必须添加60mg/L二亚硫酸钠（SBS），1.5mg/L灭菌用的次氯酸钠，2mg/L作为砂滤槽凝聚剂的氯化铁。这些化学药品每星期补加一次。　　根据当地的气象条件，如果一点都不用外部电源，就需要有60kWp的太阳能电池。表3列出了冲绳市濑户太阳能反渗透海水淡化系统从1983年1月至1984年10月期间每月生产运行性能性能。从表中可以看出，日照时间和日辐射量不同，太阳能电池的发电量大不相同，从而显著地影响反渗透产水量。5月份产水量*高，12月份产水量*低。1、2、11、12这四个月的产水量达不到设计值(日产15m3淡水)。因此，由于气象条件原因在太阳能电池供电不足时，采用蓄电池供电以维持正常的产水量是一个较为可取的工艺。三、因岛市细岛太阳能反渗透法海水淡化系统　　因岛市细岛太阳能反透渗法海水淡化系统位于因岛西北方向约500m的濑户内海的中央部位的小岛——细岛上。该岛面积0.76km2，入口约100人，居民以农业为主。该海水淡化系统是造水促进中心受新能源综合开发机构委托于1985年开始开发的。首先进行了地区选定条件的研究，基本工艺的设计，以及以气象资料为基础的发电量、造水量的模拟试验。据此在1985—1986年进行了系统的详细设计和制作，1986年末完成了淡化装置的建造并进行了试运转，1987年和1988年进行该系统的实际运转研究，寻求系统的*佳化，*后进行综合评价。