簡介
海水淡化是將海水中的鹽分和水分進行分離的技術和過程。海水實現淡化主要有2條途徑，一是從海水中提取水，二是從海水中析出鹽。目前，實際使用的主要有蒸餾法、反滲透法和電滲析法。本文採用一級反滲透脫鹽技術工藝，設計了機電一體化的移動式海水淡化裝置，主要由動力系統、淨化系統以及控制系統等組成。該裝置不需外接電源，可直接從海水中製取飲用淡水，作為淡水生產應急補充裝備，適合在遠離陸地的海島及艦船上使用。
1.淡化工藝
移動式海水淡化裝置的淨水工藝由預過濾、反滲透脫鹽及終端消毒等3部分組成。預過濾包括粗濾及精密過濾。粗濾可以濾除海水中細小纖維、懸浮物和顆粒物;精密過濾主要去除水中較小的懸浮固體，降低水的濁度，為反滲透膜的正常工作提供水質保證。反滲透脫鹽可以除去海水中的可溶性鹽類、有機物及微生物。終端消毒採用紫外消毒，防止細菌泄漏到產水中，以保證產水水質。
設計的海水淡化工藝流程為：海水→粗濾→增壓泵→精密過濾→高壓泵→反滲透脫鹽→紫外消毒→淡水
2.結構設計
2.1整體結構
移動式海水淡化裝置主要由動力系統、淨化系統、管路系統、控制檢測系統以及框架組成。
裝置的整體結構分為上下兩層：上層為淨化單元，主要包括精密濾器、高壓泵、反滲透膜組件及紫外線消毒器;下層安裝增壓泵、發電機及控制系統，其中粗濾器與增壓泵相連。裝置的重心在下層，穩定性好。底角安裝4隻腳輪，便於移動。
2.2動力系統
動力系統包括增壓泵、高壓泵及發電機。增壓泵的作用是提取海水，把海水輸送到高壓泵，其額定功率為0.37kW，具有一定自吸功能。高壓泵是海水淡化工藝中的關鍵部件，本裝置選用柱塞泵，操作壓力為13.73MPa，功率消耗0.55kW。
由於該海水淡化裝置主要供遠離陸地的海島及艦船上使用，因此安裝發電機，可獨立使用，不須外接電源。根據增壓泵和高壓泵電機的總功率消耗以及啟動電流，選用的發電機為單相通用柴油發電機，額定頻率為50Hz，額定電壓為230V，額定輸出功率為2.8kW，最大功率3.2kW，額定轉速為3000r/min。
2.3淨化系統
淨化系統包括：粗濾、精密過濾、反滲透脫鹽及紫外消毒。
粗濾器由孔直徑為1mm的多孔不鏽鋼片製成(見圖3)，規格為Φ50mm，位置在增壓泵的前端，通過軟管與增壓泵連線。精密過濾採用過濾精度為5μm的PP濾芯，規格為Φ50mm×250mm，數量為2支，串聯連線。反滲透膜元件選用2支BW2514海水膜，膜殼材料為玻璃鋼，採用一級兩段設計，減輕了精密濾器(預處理)的負擔，提高了水的回收率，但濃水中的無機鹽、膠體、有機物和微生物的附著聚集，容易產生濃差極化，導致膜透水性能下降，影響膜的正常使用壽命。
2.4管路系統
海水淡化裝置的管路系統包括高壓系統和低壓系統，而且系統必須耐海水腐蝕。該裝置的高壓管件選用SS316不鏽鋼，以及高壓複合橡膠軟管管件選用低壓鋼襯膠管及UPVC塑膠管。
2.5控制檢測系統
該裝置採用機電一體化設計，實現了全過程自動控制。設計了水路系統的欠壓保護，以防止高壓泵因水量不足連續運行而造成的損壞。設計了水路系統的過壓保護，以防止壓力過高而損壞膜元件。控制檢測系統能線上檢測進水壓力、操作壓力、產水流量及產水電導率，保證裝置安全、穩定、可靠地運行。
3.技術參數
產水流量：30-50L/h;
海水脫鹽率：99%;
海水回收率：15%;
電源：220V/50Hz;
功率消耗：0.9kW;
發電機油耗：370g/kW・h;
產水水質：符合軍隊標準及國家相關規範規定;
質量：120kg;
體積：800mm×480mm×750mm。
4.套用.
該移動式海水淡化裝置作為淡水生產應急補充裝備，非常適合沿海地區、遠離陸地的海島及艦船上使用。目前，該移動式海水淡化裝置在能耗、質量、體積及操作靈活性方面還有待進一步改進。
