我所高固含量海水淡化技术研发取得进展

    挖泥船是疏通航道、清理港湾、吹填岛礁的海上利器，对于保障我国海洋运输、海上维权、海岛开发等战略任务的实施具有重要意义。挖泥船通常要进行数周乃至数月的持续作业，在此期间需为船员和设备进行淡水补给。因此，挖泥船大多配备海水淡化设备以解决自身淡水供给问题。然而，海底淤泥在挖泥船耙吸或绞吸作用下翻腾涌动，导致周边海水夹带大量泥沙。无论对于膜法还是蒸馏法淡化设备，这些数量众多、尺度不一的泥沙均会在系统内形成不同程度污堵，导致运行能耗偏高，清洗维护周期频繁，严重时会导致设备停机无法运行。天津航道局为解决高固含量海水淡化设备正常使用问题，特此委托我所开展技术攻关。
    本项目的技术难点首先在于挖泥船周边海水的固含量大（1000~10000mg/L），其中细小颗粒所占比重较高。以天津、唐山、秦皇岛等渤海地区为例，在泥质海底沉积物中25μm以下的颗粒物平均可占总比重40%以上，传统过滤器难以对如此大量且微小颗粒进行有效脱除。其次，船舱内空间极为有限，要求海水预处理工艺简单、设备集成度高，导致陆基上传统絮凝沉降工艺无法应用。此外，为降低船员工作强度，成套设备需实现无人化运行，最大程度提高其可靠性，延长维护周期。
    淡化室组织科研力量多次亲赴现场，对各型号挖泥船进行了实地调研和水质采样。根据调研结果，项目组创新采用水力旋流分离技术去除海水所含细小颗粒物。经测试证明，在离心沉降作用下，海水中大部分颗粒物可经旋流器底流口连续排出，对于海底淤泥脱除率可在85%以上；分离后的海水清液所含粒径可保持在5μm以下，经24h以上存放无沉积物形成，为后续的海水预处理及蒸馏淡化提供了水质保障。基于该预处理技术的试验成功，项目组相继完成适用于挖泥船20吨/日板式蒸馏海水淡化的成套技术方案，为项目后续的施工建设奠定了重要技术基础。