大规模淡化海水取水有哪些困难?

2022-06-30 01:09 点击:61 编辑:邮轮网

海滩井取水的不足之处主要在于建设占地面积较大、所取原水中可能含有铁锰以及溶解氧较低等问题。一般, 对于一座规模约为37 854 m3 /d 的SWRO海水淡化厂来说,海滩井的占地面积至少达到18 581 m2。在墨西哥Salina Cruz西海岸的反渗透海水淡化厂遇到了海滩井取水锰含量过高的问题,而在美国加利福尼亚北部的Morro Bay 反渗透海水淡化厂则遇到了取水含铁过高的问题。从多个海滩井取水的海水淡化厂运行经验表明,取得原水的溶氧一般低于2 mg/L (约0. 2~1. 5 mg/L) ,低溶氧的产水输送到自来水管网或浓水排到自然水体需要考虑到当地的相关标准或要求,必要时需进行曝气充氧。 由于能够取到优质的源水,海滩井取水方式对小型反渗透海水淡化厂很有吸引力。嵊山500 m3 /d反渗透海水淡化示范工程在海滩建钢筋混凝土深井,底部直径为5 m,深为3. 7 m,省去了海水澄清(沉淀)沉砂工序。由于受到单井取水能力的影响,当淡化厂规模> 40 000 m3 /d时,优势不明显。至2005年,全球仅有4座规模> 20 000 m3 /d的海水淡化厂采用了海滩井取水方式,其中规模最大的是位于马耳他(Malta)的Pembroke SWRO 厂,制水量为54 000 m3 /d。 2、深海取水深海取水是通过修建管道,将外海的深层海水引导到岸边,再通过建在岸边的泵房为海水淡化工程供应海水。 一般情况下,在海面以下1 ~6 m取水会含有沙、小鱼、水草、海藻、水母及其他微生物,水质较差,而当取水位>海面下35 m时,这些物质的含量会减少20倍,水质较好,可以大幅减少预处理的负担。同时,深海水温更低,对热法海水淡化工艺有一定优势。 这种取水方式适合海床比较陡峭,最好在离海岸50 m内,海水深度能够达到35 m。如果在离海岸500 m外才能达到35 m深海水的地区,采用这种取水方式投资巨大,除非是由于工艺特殊要求需要取到浅海取不到的低温优质海水,否则不宜采用这种取水方式。由于投资较大等因素,这种取水方式一般不适用于较大规模取水工程。 3、浅海取水浅海取水是最常见的海水淡化取水方式,虽然水质较差,但由于投资少、适应范围广、应用经验丰富等优势仍被广泛采用。一般常见的浅海取水形式有:海岸式、海岛式、海床式、引水渠式、潮汐式等。 (1)海岸式取水海岸式取水多用于海岸陡、海水含泥沙量少、淤积不严重、高低潮位差值不大、低潮位时近岸水深度> 1. 0 m,且取水量较少的情况。这种取水方式的取水系统简单,工程投资较低,水泵直接从海边取水,运行管理集中。缺点是易受海潮特殊变化的侵袭,受海生物危害较严重,泵房会受到海浪的冲击。为了克服取水安全可靠性差的缺点,一般一台水泵单独设置一条吸水管,至少设计两套引水管线,并在引水管上设置闸阀。为了避免海浪的冲击,可将泵房设在距海岸10~20 m的位置。 (2)海岛式取水海岛式取水适用于海滩平缓,低潮位离海岸很远处的海边取水工程建设。要求建设海岛取水构筑物处周围低潮位时水深≥1. 5~2. 0 m,海底为石质或砂质且有天然或港湾的人工防波堤保护,受潮水袭击可能性小。可修建长堤或栈桥将取水构筑物与海岸联系起来。这种取水方式的供水系统比较简单,管理比较方便,而且取水量大,在海滩地形不利的情况下可保证供水。缺点是施工有一定难度,取水构筑物如果受到潮汐突变威胁,供水安全性较差。 (3)海床式取水海床式取水适用于取水量较大、海岸较为平坦、深水区离海岸较远或者潮差大、低潮位离海岸远以及海湾条件恶劣(如风大、浪高、流急)的地区。这种取水方式将取水主体部分(自流干管或隧道)埋入海底,将泵房与集水井建于海岸,可使泵房免受海浪的冲击,取水比较安全,且经常能够取到水质变化幅度小的低温海水。缺点是自流管(隧道)容易积聚海生物或泥砂,清除比较困难;施工技术要求较高,造价昂贵。 (4)引水渠式取水引水渠式取水适用于海岸陡峻,引水口处海水较深,高低潮位差值较小,淤积不严重的石质海岸或港口、码头地区。这种取水方式一般自深水区开挖引水渠至泵房取水,在进水端设防浪堤,引水渠两侧筑堤坝。其特点是取水量不受限制,引水渠有一定的沉淀澄清作用,引水渠内设置的格栅、滤网等能截留较大的海生物。缺点是工程量大、易受海潮变化的影响。设计时,引水渠入口必须低于工程所要求的保证率潮位以下至少0. 5 m,设计取水量需按照一定的引水渠淤积速度和清理周期选择恰当的安全系数。引水渠的清淤方式可以采用机械清淤或引水渠泄流清淤,或者同时采用两种清淤方式,设计泄流清淤时需要引水渠底坡向取水口。 (5)潮汐式取水潮汐式取水适用于海岸较平坦、深水区较远、岸边建有调节水库的地区。在潮汐调节水库上安装自动逆止闸板门,高潮时闸板门开启,海水流入水库蓄水,低潮时闸板门关闭,取用水库水。这种取水方式利用了潮涨潮落的规律,供水安全可靠, 泵房可远离海岸,不受海潮威胁,蓄水池本身有一定的净化作用,取水水质较好,尤其适用于潮位涨落差很大,具备可利用天然的洼地、海滩修建水库的地区。这种取水方式的主要不足是退潮停止进水的时间较长时,水库蓄水量大,占地多,投资高。另外,海生物的滋生会导致逆止闸门关闭不严的问题,设计时需考虑用机械设备清除闸板门处滋生的海生物。 在条件合适的情况下,也可以采用引水渠和潮汐调节水库综合取水方式。高潮时调节水库的自动逆止闸板门开启蓄水,调节水库由引水渠通往取水泵房的闸门关闭,海水直接由引水渠通往取水泵房;低潮时关闭引水渠进水闸门,开启调节水库与引水渠相通的闸门,由蓄水池供水。这种取水方式同时具备引水渠和潮汐调节水库两种取水方式的优点,避免了两者的缺点。

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