海水淡化工程前置化设计分析

方昱杰 白佳威

杭州水处理技术研究开发中心有限公司 浙江杭州 310000

1 工业设计

3D技术起初应用在产品设计中，因其具有简单、灵活、易上手的特点而经常跨界于各个设计行业[1]。因其匹配了强大的后期渲染功能，可以快速高效完成产品预览和动画展示工作。在水处理行业中，工业设计经常应用在中小型产品设计当中，例如：净水机、淡化机、箱式装置等，而在工程类淡化项目中极少有涉及。尽管如此，随着市场的饱和化，工业设计应用在水处理工程中的优势将越发明显。随着膜法海水淡化技术的进步，制水成本不断降低，膜法海水淡化的竞争力日益增强。IDA 统计结果表明，目前膜法技术已占全球海水淡化市场超过 60% 的份额。全球已建最大膜法海水淡化工程已达 63万 t/d，最大膜法海水淡化单机容量已达3.5万t/d，未来膜法海水淡化工程的发展仍将保持强劲上升态势。

经过多年的研发积累，我国膜法海水淡化技术已日趋成熟，市场增长迅猛。目前，国内最大膜法海水工程规模为10万t/d，单机规模已突破3.5万t/d。已建项目由国外公司主导建设，转向国内公司主导建设。2010年前，如天津新泉10万t/d、青岛百发10万t/d、曹妃甸 5万 t/d等国内大型的反渗透海水淡化工程分别由凯发、百菲萨、阿科凌等国外公司主导建设。2010年以后，多数由我国自主化建设大型工程项目，如杭州水处理中心建设的玉环市亚海水淡化（一期）抗旱应急工程3万t/d、浙江石化10万t/d反渗透淡化工程。鉴于对多年海水淡化设计施工调试经验，在大型海水淡化工程建设过程中的项目管理模式、质量控制技术、安装施工技术、运行调试技术、三维设计与预览等水平都很大提升。

1.1 6800t/d

海水淡化工程的工业设计应用工程设计规模为 6800m3/ d（二级反渗透产水计）。海水淡化站包括海水淡化预处理系统超滤部分（GBB）、反渗透系统（GBF）、调质水处理系统（GBE）、化学供应系统（GBN）、清洗系统（GBP）、加药系统（GBQ）、浓水回收和废水排放系统（GBR）、水分配系统（GBX），厂区鸟瞰图如图 1所示。该图由工业设计 3D 技术绘制而成，并使用平面设计软件进行文字标注。

图 1 厂区鸟瞰图

1.2 24000t/d

海水淡化工程的工业设计应用24000t/d 淡化项目拟采用“提溴—纳滤（NF）—反渗透（RO）浓缩—石灰、烧碱、烟道气除钙镁—蒸发浓缩—浓盐水精制”工艺方案。具体过程如下：电厂排放的循环浓海水经空气吹出法提溴后，母液进入纳滤单元脱除易结垢的二价离子，纳滤产水再进入RO单元进行浓缩，反渗透浓水软化装置去除溶液中的钙镁离子后再进入蒸馏浓缩单元，经蒸馏浓缩进一步浓缩得到浓盐水[2]。浓盐水进一步精制后，制得可用于氯碱工业的浓盐水，厂区鸟瞰图如图 2所示。

图2 厂区鸟瞰图

1.3 30000t/d

海水淡化工程的工业设计应用30000t/d 水库淡化项目，因水库内的水质在不同区域和不同水深是不同的，且主要水质指标含盐量及浊度受旱雨季及涨潮海水倒灌的影响极大；水底为淤泥，水域内水质悬浮物颗粒物、浊度变化大，故而采用如下工艺流程：原料水从取水管道取出后，经混凝沉淀池和 V型滤池处理，去除悬浮物杂质等，之后进入清水池，经加压进入连续超滤，超滤出水供后续反渗透使用。高压泵、增压泵的将高压水输送到反渗透膜堆，产水进入产品水池。厂区鸟瞰图如图 3所示。

图3 厂区鸟瞰图

1.4 工业设计

3D 技术与平面设计技术在海淡工程中的应用如图 4所示，通过工业设计3D 技术生成的厂区鸟瞰图在平面设计软件处理后，增加了很多细节和看点，比如车辆、行人、树木、水池等，并通过环境贴图、虚化远景、增设云雾等二维技术，增强了图像的层次感。

图 4 厂区鸟瞰图

2 结语

工业设计 3D 技术在工程前置化设计中，主要应用在项目前期预览、结构纠错、效果展示、技术宣传等方面。在项目前期预览阶段，厂区总布置图可以直观体现工程规模以及部分工艺技术。在项目中期设计过程中，工业设计3D技术可以清晰直观得将设备装置、土建结构、管路走向、空间关系表现出来，适用于中期优化与快速审核。在项目投标或结题时，具有视觉冲击力的效果图将给人留下深刻的印象，是产品设计和工程技术强有力的宣传手段。