利用太陽(yáng)能反滲碳透法淡化海水是八十年代初開(kāi)的技術(shù)。本文闡明太陽(yáng)能硅電池產(chǎn)生的電源直接用于反滲秀海水淡化系統，地域適應性強，流程簡(jiǎn)單，維護運行方便。生產(chǎn)1m3淡化耗電9kWh，反滲透產(chǎn)品水可作為飲用水或工農業(yè)生產(chǎn)用水。

一、前言

　　反滲透海水淡化運行的必要條件之一是需有驅動(dòng)高壓泵的電能。太陽(yáng)光發(fā)電技術(shù)在海水淡化系統中的應用，使反滲透法能夠在無(wú)商用電源或電力緊張的地區特別是海島和沙漠地區淡化海水、苦咸水成為可能。渠道網(wǎng)八十年代初，以太陽(yáng)能電池為源的反滲海水淡化裝置開(kāi)始在世界上運行。本文以日本沖繩市瀨戶(hù)和因島市細島兩個(gè)太陽(yáng)能反透滲法海水淡化系統為例，闡述太陽(yáng)能反滲透海水淡化系統的利用技術(shù)及其目前的水平，初步給出系統的有關(guān)設計參數與工藝流程，同時(shí)淺析太陽(yáng)能反滲透海水淡化技術(shù)的可行性、實(shí)用性與經(jīng)濟性，從而展望太陽(yáng)能反滲透海水淡化技術(shù)的前景。

二、沖繩市瀨戶(hù)太陽(yáng)能反滲透法海水淡化系統

　　沖繩市瀨戶(hù)太陽(yáng)能反滲透法海水淡化系統位于瀨戶(hù)離海岸較遠的地帶，由日立制造船有限公司于1982年底開(kāi)始建造、1983年1月開(kāi)始正式運轉，日產(chǎn)水量15m3，反滲透產(chǎn)品水經(jīng)后處理成飲料水。當時(shí)尚缺乏利用太陽(yáng)光發(fā)電作為反滲透裝置動(dòng)力源的經(jīng)驗，因而該系統采用了太陽(yáng)光發(fā)電負擔裝置的一半動(dòng)力電源，另一半由商用電源以蓄電池方式供電。

　　沖繩市太陽(yáng)能反滲透法海水淡化系統流程如圖1所示。由于PEC-1000膜耐氧化性能較差，因此在給水中必須添加60mg/L二亞硫酸鈉（SBS），1.5mg/L滅菌用的次氯酸鈉，2mg/L作為砂濾槽凝聚劑的氯化鐵。這些化學(xué)藥品每星期補加一次。

　　根據當地的氣象條件，如果一點(diǎn)都不用外部電源，就需要有60kWp的太陽(yáng)能電池。表3列出了沖繩市瀨戶(hù)太陽(yáng)能反滲透海水淡化系統從1983年1月至1984年10月期間每月生產(chǎn)運行性能性能。從表中可以看出，日照時(shí)間和日輻射量不同，太陽(yáng)能電池的發(fā)電量大不相同，從而顯著(zhù)地影響反滲透產(chǎn)水量。5月份產(chǎn)水量最高，12月份產(chǎn)水量最低。1、2、11、12這四個(gè)月的產(chǎn)水量達不到設計值(日產(chǎn)15m3淡水)。因此，由于氣象條件原因在太陽(yáng)能電池供電不足時(shí)，采用蓄電池供電以維持正常的產(chǎn)水量是一個(gè)較為可取的工藝。

三、因島市細島太陽(yáng)能反滲透法海水淡化系統

　　因島市細島太陽(yáng)能反透滲法海水淡化系統位于因島西北方向約500m的瀨戶(hù)內海的中央部位的小島——細島上。該島面積0.76km2，入口約100人，居民以農業(yè)為主。該海水淡化系統是造水促進(jìn)中心受新能源綜合開(kāi)發(fā)機構委托于1985年開(kāi)始開(kāi)發(fā)的。首先進(jìn)行了地區選定條件的研究，基本工藝的設計，以及以氣象資料為基礎的發(fā)電量、造水量的模擬試驗。據此在1985—1986年進(jìn)行了系統的詳細設計和制作，1986年末完成了淡化裝置的建造并進(jìn)行了試運轉，1987年和1988年進(jìn)行該系統的實(shí)際運轉研究，尋求系統的最佳化，最后進(jìn)行綜合評價(jià)。

　　因島市細島太陽(yáng)能反滲透法海水淡化系統占地面積2500m2。太陽(yáng)能電池系列組合了單晶硅和多晶硅，總容量為30.4kWp，其中多晶硅為3.1kWp，其余為單晶硅。海水淡化系列設置了兩級反滲透，一級反透滲生產(chǎn)飲料水，二級反滲透將一級的產(chǎn)品水進(jìn)一步淡化后作為農業(yè)耕作栽培用水。表4列出了該太陽(yáng)能反滲透海水淡化系統的概況。

　　因島市細島太陽(yáng)能反滲透法海水淡化系統的流程如圖2所示。該系統中各種供料泵全部由太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電驅動(dòng)，氣象儀器、照明、空調等控制設備的電源為商用電源，因此太陽(yáng)能電油的電能幾乎沒(méi)有因直交變換而損失。

　　目前尚未見(jiàn)到因島市細島太陽(yáng)能反滲透法海水淡化系統的實(shí)際運行結果，但是根據1986年試運轉的結果及氣象資科所作模擬計算，可知該系統年間平均每天的產(chǎn)水量為：一級反滲透5.5m3，二級反滲透4.9m3。紹島居民從1987年開(kāi)始可以飲用該海水談化系統生產(chǎn)的淡水，同時(shí)該島平均每天需4.5m3農業(yè)耕作栽培用的淡水也開(kāi)始由該淡化系統供給。

四、結 語(yǔ)

　　太陽(yáng)能電池供電的反滲透海水淡化系統，由于不用外部電源，因此在海島和沙漠地區建造和運行具有明顯的優(yōu)越性。淡化系統中配備一定容量的蓄電池，可以消除年度間氣象、日照等因素對反滲透產(chǎn)水量的影響。為了使反滲透系統適應日輻射量的變化，可將太陽(yáng)能電池進(jìn)行直列式或并列式組合，淡化系統進(jìn)行單列式或復列式組合，以提高海水淡化系統的生產(chǎn)能力。 

　　反滲透淡化系統的二分之一以上的電耗是用于泵送海水到反滲透膜。因此，在提高反滲透膜的性能，使反滲透裝置緊湊化，進(jìn)一步改進(jìn)談化系統的工藝流程的同時(shí)，在反滲透設備上配置能量回收裝置，則可望將現行的反滲透設備從海水制取1m3淡水的電耗從9—10kWh下降到6—7kWh。

作者：佚名　　來(lái)源：渠道水凈化