海水取水的难点及方法探讨

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1、海水取水的难点及方法探讨 海水取水的难点及方法探讨 摘要：海水取水的难点主要为：潮位差、风浪、腐蚀性、微生物细菌和贝类生长。典型的海水取水方式分为直接取水和间接取水，直接取水方式分为：表层取水方式、护墙取水方式、海底取水管方式、海底取水隧道方式(取水塔方式)等，间接取水方式分为：海滩井取水、海床过滤取水方式等。因不同的取水方式对以反渗透为主体的膜设备海水淡化的投资及本钱有着较大影响，所以确定海水淡化的取水方式是一项重要和艰巨的工作。为选定适宜的海水取水点应做详细的调查。海水的取水方式并非格式化，应根据当地的实际情况来确定，其目的就是以较经济的方式获取水量充足、水质较佳且稳定的海水。 关键词：海

2、水取水难点；取水方法 Abstract: For the seawater intake system, tide differential, storm waves, causticity, growth of microorganisms and shells are the main difficulties for the operation of the process. Direct intake and indirect intake are the two main alternatives of typical seawater intake. Direct intake i

3、ncludes: surface water intake, parapet water intake, seabed pipe intake and seabed tunnel intake, etc. Indirect intake includes: intake from beach wells and seabed filters, etc. To find out the prefered alternative for the system is crucial for the system, as the costs of the reverse osmosis membran

4、e vary with the impacts from different alternatives. Specific surveys are required for the selection of adequate locations of seawater source. In order to get seawater source with better quality and quantity economically, the alternatives will be selected based on the actual situation. Key words: di

5、fficulties; intake alternatives 中图分类号：P746 文献标识码：A 文章编号： 1. 海水取水难点 1.1潮位差 潮汐是指海水在月球和太阳等天体引力作用下所产生的周期性的自然涨落现象。根据理论计算，月亮的引潮力可使海面升高0.563米，太阳的引潮力可使海面升高0.246米，两者合计，即潮汐的最大幅度约为0.8米，因此，一般海面的潮汐现象并不显著。然而，在某些地狭浅的海峡、海湾和河口地带，由于地形等因素的影响，潮汐往往十分兴旺。潮差可达7-8米甚至十几米。而且，潮差的最大处多是在岸边。这给陆地上安装水泵取水带来了极大的难度。 1.2风浪 海洋上发生的灾害性天气特

6、别多，台风就生成在大洋上，还有因地震引起的海啸也会掀起巨浪。 1.3腐蚀性 海水具有极大的腐蚀性，常用的金属材料在海水中腐蚀很快，即使在岸上的设施，由于潮湿的海洋大气，设备、电气、及其它工程配套件的腐蚀远比在内地高得多。 1.4微生物、细菌和贝类生长 由于海水中存在各种微生物、细菌、贝类及其他海洋生物，极易附着在浸泡于海水中的取水设施上。 2. 典型海水取水方法及适用条件 2.1 直接取水方式 (1) 表层取水方式：将表层海水直接取用的方式。 适用条件：适用于取水处水较深而且风浪较小、水质较好的场所。 优缺点：将水泵安装在最高潮位以上的位置，取水管应尽量短，采用真空抽吸的抽水方式。优点是造价低

7、，维修方便。缺点是选址困难。 考前须知：表层由于易受波浪的影响，水温、水质的变化较大，海生动植物的活动比拟活泼，所以要注意浮游生物、水母等的大量繁殖。 (2) 护墙取水方式：用护墙将取水区和其它海域简单隔开，提取下层海水的取水方式。 适用条件：波浪影响较小，取水量较多，取水区域水位深。 考前须知：护墙应高出海面，阻挡海面上浮游生物及较大体积的污染物，侵人取水区域。 (3 )海底取水管方式：将取水管铺设到离岸不太远的海面取水点处，由水温、水质稳定的中层乃至底层的上部进行取水的方式。 适用条件：波浪影响较大，取水量较少，海底地形平浅。 考前须知：取水口位置应在最低潮位以下。 (4) 海底取水隧道方

8、式(取水塔方式)：以海底隧道将设置于离岸不远的海面中层至底层上部的取水塔与取水坑穴相连接的取水方式。 适用条件：波浪影响较大，取水量较少，海底地形平浅且地质良好。 2.2 间接取水方式 (1) 海滩井取水：在岸边打井，靠砂层的自然渗透，提取已经过地层自然过滤的海水的取水方式。 适用条件：取水量稳定，离海岸近，海底砂层渗水性好，地下矿物质溶出少时。 图2-1 海滩水井取水 (2) 海床过滤取水：用带花管的管路收集经过海床过滤的海水，输送到岸边集水井，再从集水井取水的方式。 适用条件：岸边沙滩井水量少，取水量稳定，地下矿物质溶出少，海底地质良好。 图2-2 海床过滤取水 间接取海水时，借助地层砂层

9、的自然过滤作用，悬浮物及胶体等可被去除，海水变清，极为适合于海水淡化。但有两点需要注意： 由于地层中所含成分有溶出的可能性，因此需要预先对水质进行充分检查； 经过长期取水，海水中溶解的钙镁将变成不溶性盐，析出于土壤粒子间隙中，使水的渗透受阻，从而导致取水量缓慢下降.需要采取一定对策防范或改善。 3.海水取水实例 3.1海底取水管取水方式 西班牙加那利群岛GRANC ANARIA的一个6800m3/d膜设备海水淡化工程，采用海底取水管取水方式。由于地质构造的原因，放弃了原设定沙滩井取水方案，改为了海底取水管的取水方式。在当地海洋研究所的合作下，对海流作了详细的调查，分析了各种条件下海水的细菌含量

10、和浊度，以便找出设置水下取水口的最正确地点。最重要的一点是保证取水口所在区域不受岛上排出污水的污染。确定了取水口位置后，敷设了两条DN800的聚乙烯管道，用固定物将它们压住，锚定在海底，并且加上保护设施防止被鱼船等破坏.这两条取水管与岸上的一个取水池连接，经密格滤水栅板过滤的水，由水泵送往处理间。 3.2围海取水的方式 西班牙LASP ALMASm 36000m3/d海水淡化工程，采用围海取水的方式，即护墙取水方式。用大石块围起约40mx40m的海域，海水从石缝中渗人，水中有细菌油污，海水的SDI为5左右。由7台自吸式水泵通过管路提取海水。 3.3 沙滩井的取水方式 西班牙APTACION D

11、E AGUA DEMAR 20000m3/d海水淡化工程，采用沙滩井的取水方式。在离岸边150 m远，并排打了7口沙滩井，井距为7-8 m，井深40 m，取水层15 m。由于利用砂层渗水，水质较好，SDI为2左右。由6台自吸式泵从井中抽水，送往处理间。 3.4 高架管道引水的取水方式 国内某500m3/d反渗透海水淡化工程，采用海滩打双柱式沉井，以多级离心潜水泵取水，高架管道引水的取水方式，这种方法巧妙地利用了取水点海域礁石层上沉积砂厚度，把直径为5 m，高为3.7 m的钢筋混凝土下柱井体沉人砂层，而露出砂层的上柱井体直径为2.4m ，高为4.8 m。这种下大上小的双柱式沉井，既可使沉井具有牢

12、固度，抗风浪冲击，又可利用外部砂层的天然过滤作用，稳定取水水质。 3.5 表层海水取水方式 2001年建成的嵊泗日产千吨级反渗透海水淡化示范工程，采用表层海水取水的方式。采用真空抽吸的抽水方法，利用离心泵将表层海水提升至海水淡化厂进行海水淡化。 图2-3 舟山嵊泗表层直接取水 4.海水取水的考前须知 因不同的取水方式对以反渗透为主体的膜设备海水淡化的投资及本钱有着较大影响，所以确定海水淡化的取水方式是一项重要和艰巨的工作。为选定适宜的海水取水点应做详细的调查，调查的工程主要有：(1)海底部的地形、地质；(2)气象、海象条件；(3)水质、生物情况；(4)水源的外部环境。当然这些工作大多需要借助海洋研究机构来完成。海水的取水方式并非格式化，应根据当地的实际情况来确定，其目的就是以较经济的方式获取水量充足、水质较佳且稳定的海水。在实际工程的海水提取时，很多是将前面介绍的两种或几种取水方式的有机组合。对于已实施的海水淡化工程，每年应对取水装置进行检测和清扫，以确保足够稳定的供水量。 参考文献： 【1】 高从楷，陈国华. 海水淡化技术与工程手册 . 北京：化学工业出版社， 2004. 【2】 张希建. 反渗透海水淡化技术 . 杭州：中国海水淡化与水再利用学会，2021. 【3】 杨波. 反渗透水处理技术 . 杭州：中国海水淡化与水再利用学会，2021.