膜法反渗透海水淡化动态过程建模及优化

发布时间：2024-03-01 03:16

　　膜法反渗透海水淡化(Reverse Osmosis Seawater Desalination,SWRO)作为一种淡水开源技术,凭借着其成本和工艺优势已成为21世纪发展最为迅速的海水淡化技术。然而,目前反渗透海水淡化运行成本较普通市政用水费用仍然偏高。因此,围绕着SWRO系统的优化研究从未间断。其中SWRO系统模型作为优化的基础,一直是国内外学者研究的重点。本文在查阅大量相关文献资料基础上,以反渗透过程操作优化控制研究为背景,建立SWRO系统动态过程模型,并针对模型求解精度问题,较深入地研究有限元配置法离散过程,改进求解算法。本文主要研究成果包括以下几个方面:1、以一级反渗透海水淡化系统为研究对象,着重分析系统整体流程特点和主要关联变量。通过反渗透过程参数变化情况,结合反渗透膜的溶解扩散机理和系统的物料守恒定律,建立RO制水单元的局部状态模型和蓄水单元模型。同时,考虑到模型方程所含微分及非线性代数方程所带来求解困难情况,采用联立法将上述微分方程通过有限元配置离散为系列代数方程组,并利用IPOPT求解器求解。最终将模拟结果与陶氏化学ROSA9.0软件进行对比,分析过程变量的吻合程度,验证...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1海水淡化技术分类

图1.1海水淡化技术分类级闪蒸海水淡化法(MSF)级闪蒸，是指将经过加热的海水依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室内凝成淡水，因此这种方式制水的水质好。在目前全球海水淡化方法中最成熟，且拥有极高的安全性能。MSF通常与火电厂联合建设，应用化装置[8]。MSF产水能源消耗很大，吨....

图1.2反渗透海水淡化系统工艺流程图

如图1.2所示。图1.2反渗透海水淡化系统工艺流程图通常所讲的SWRO系统流程单元优化，是指在这四个单元基础上，改善或提高各个单元的工艺方法和关键设备。例如在预处理中，连续微滤和超滤的应用，使得RO系统进水水质得到改善，大幅度减缓膜污染形成，延长反渗透膜的使用寿命；....

图1.3反渗透膜工艺发展

过多的清洗会造成膜的机械损害。目前SWRO工程中，通过一级加药系统和过滤系统对进水预处理。加药包含加氯、化铝（PAC）、聚丙烯酰胺。其中加氯主要为了消除海水中有机污染物。聚合氯化铝（P为混凝剂，加快水中絮凝体的沉淀；少量聚丙烯酰胺（PAM）可以当做助凝剂，能够防C过多发生....

图1.4中空纤维膜组件

杭州电子科技大学硕士学位论文目前，市场上大部分应用的RO膜都属于复合膜，尤以芳香聚酰胺膜最为突出，具有通量大、脱盐率高、耐生物降解、操作压力低等特点，已成为应用广泛、发展相对迅速的反渗透海水淡化复合膜[17]。并且都朝着开发更高脱盐率、更大通量、更强耐污染和更加便宜渗透膜的目....

本文编号：3915353