專利名稱：海水深度預(yù)處理的電解吸附法及綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，特別適合采用反滲透對(duì)海水進(jìn)行淡化處理時(shí)的預(yù) 處理方法。
背景技術(shù)：
隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人口的迅速增長(zhǎng)和集中，淡水資源缺乏已成為 全球性的問(wèn)題。人們認(rèn)識(shí)到向海洋索取水，對(duì)海水進(jìn)行淡化處理，是人類解決淡水短缺的重 要途徑。反滲透海水淡化技術(shù)(SWRO)是目前國(guó)內(nèi)外使用最普遍的方法，該技術(shù)的特點(diǎn)是 整個(gè)過(guò)程中無(wú)水相變化，故無(wú)須熱源，且耗電量比蒸餾法少，因此它是一種低能耗海水淡化 方法。并且與其它幾種淡化技術(shù)相比其具有占地少、建造周期短、操作簡(jiǎn)單、比投資小、能耗 相對(duì)較低和起動(dòng)運(yùn)行快等特點(diǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道海水反滲透技術(shù)已使淡化的能耗下降了近一 半，產(chǎn)水的出廠價(jià)也幾乎下降了一半，因此21世紀(jì)的海水淡化市場(chǎng)中SWRO將是主要的海水 淡化方法。為了防止污染反滲透膜淡化性能，要求對(duì)海水進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理。對(duì)海水進(jìn)行 預(yù)處理是減緩膜污染、延長(zhǎng)膜的使用時(shí)間，保證反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。如果水中 的懸浮物、膠體物質(zhì)和可溶性有機(jī)高分子聚集在膜的表面會(huì)使膜受到污染；微生物和細(xì)菌 會(huì)使膜受到侵蝕；微生物和細(xì)菌的殘?bào)w還會(huì)以固體形式析出，使膜性能變壞；水的溫度、PH 值、余氯含量、壓力等參數(shù)的劣化會(huì)引起膜的水解、氧化；由溶質(zhì)引起的膜結(jié)構(gòu)變化還會(huì)導(dǎo) 致膜的透水率下降。因此，海水預(yù)處理是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)有些沿海地區(qū)已開(kāi)展了海水淡化示范工程建設(shè)，但專門(mén)海水淡化深度預(yù)處理 的研究報(bào)道并不多。有的也都是單獨(dú)采用無(wú)機(jī)絮凝劑進(jìn)行絮凝預(yù)處理，而且傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)絮 凝劑腐蝕性極強(qiáng)，對(duì)裝置造成嚴(yán)重腐蝕，處理后的水質(zhì)濁度指標(biāo)仍很難達(dá)到要求，使后處理 負(fù)擔(dān)加重，直接影響海水淡化和其它海水利用成本，且易造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的海水淡化技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，提供一種全新的海 水淡化的預(yù)處理方法，操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件易控，無(wú)二次污染，有極強(qiáng)的綜合利用效果。本發(fā)明的海水淡化的預(yù)處理方法包括以下步驟1)砂濾過(guò)程將海水引入砂濾裝置中，利用物理方法使海水中的大顆料懸浮物首 先被攔截下來(lái)；2)電解吸附過(guò)程采用不溶性電極，砂濾后的海水在無(wú)隔膜容器中進(jìn)行直接電 解，使海水中的鎂離子與電解陰極所得氫氧根結(jié)合，生成氫氧化鎂并吸附海水中的懸浮物、 微生物、有機(jī)質(zhì)等，從而達(dá)到降低海水的濁度、污泥密度指數(shù)(SDI)、化學(xué)耗氧量(COD)以及 微生物含量等目的；3)沉降及副產(chǎn)過(guò)程加入微量助凝劑促進(jìn)氫氧化鎂沉降，上清液可用于海水淡 化，沉降物可作酸性廢水中和劑，同時(shí)可得到氫氣、氯氣及次氯酸鈉等副產(chǎn)物。
在上述的電解吸附過(guò)程中，所述的不溶性電極為DSA電極、鉬電極、鈦電極、石墨 電極中的一種。在上述的海水淡化預(yù)處理及綜合利用方法中，所述的助凝劑為聚丙烯酰胺(PAM)。在上述的海水淡化預(yù)處理及綜合利用方法中，處理后的海水可用于海水淡化、海 水直接利用以及相關(guān)的制鹽行業(yè)；同時(shí)副產(chǎn)氫氧化鎂漿料適用于酸性廢水中和、煙氣脫硫， 氫氣可作為能源回收，氯氣及次氯酸鈉等可作防污消毒之用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、方法新。這是電化學(xué)方法在海水預(yù)處理技術(shù)及產(chǎn)品綜合開(kāi)發(fā)的首次應(yīng)用，電化 學(xué)方法本身具有其它方法不可比擬的優(yōu)越性，對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)其他研究工作具有一定啟發(fā)作 用。2、操作簡(jiǎn)單，成本低。直接電解方法是利用其電解過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)作為吸附劑， 殺菌劑達(dá)到凈化海水目的的，因此避免添加其它化學(xué)物質(zhì)帶來(lái)的后續(xù)工作。整個(gè)過(guò)程，無(wú)膜 參與，降低了處理成本。3、綜合效果好。通過(guò)電解方法，我們不僅可以有效降低海水濁度、SDI、C0D數(shù)值以 及微生物含量，同時(shí)還可以達(dá)到多種產(chǎn)品制備的目的，例如制氫、制氯等等。特別是控制電 解條件，利用均相沉淀法制備具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的超細(xì)氫氧化鎂等。


圖1是本發(fā)明的工作流程圖1為砂濾過(guò)程，2為電解吸附過(guò)程，3為沉降過(guò)程，4為經(jīng)預(yù)處理后的海水，5為加入 助凝劑過(guò)程，6為產(chǎn)生氫氣過(guò)程，7為產(chǎn)生氯氣和相關(guān)產(chǎn)物過(guò)程，8為產(chǎn)生酸性廢水中和劑過(guò) 程，9為陰極，10為陽(yáng)極，11為沉淀物，12為上清液。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施便于工作中所應(yīng)用的海水為渤海灣水系，水體濁度較高，因此在采用反滲 透膜進(jìn)行淡化處理時(shí)，需要把濁度等降低，防止堵塞反滲透膜，造成膜的頻繁更換而影響海 水淡化的正常運(yùn)行?；诖艘颍景l(fā)明所提供的海水淡化的預(yù)處理方法及其裝置尤為重要。實(shí)例一為考察鉬電極電解時(shí)間對(duì)海水除濁效果的影響，量取50ml砂濾后的海水，在室溫 下以恒電壓3. 5V直接電解后，加入0. 15ppm的聚丙烯酰胺(PAM)，調(diào)節(jié)攪拌速度，在120r/ min下攪拌30S，靜置10h，測(cè)量其濁度。原海水濁度:63. 00NTU，pH值8. 13，水溫14°C，處 理結(jié)果見(jiàn)下表。 表一鉬電極電解時(shí)間對(duì)海水的除濁效果
權(quán)利要求
1.一種海水淡化的預(yù)處理及綜合利用方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)砂濾過(guò)程將海水引入砂濾裝置中，利用物理方法使海水中的大顆料懸浮物首先 被攔截下來(lái)；(2)電解吸附過(guò)程采用不溶性電極，砂濾后的海水在無(wú)隔膜容器中進(jìn)行直接電解，使 海水中的鎂離子與電解陰極所得氫氧根結(jié)合，生成氫氧化鎂并吸附海水中的懸浮物、微生 物、有機(jī)質(zhì)等，從而達(dá)到降低海水的濁度、污泥密度指數(shù)(SDI)、化學(xué)耗氧量(COD)以及微生 物含量等目的。(3)沉降及副產(chǎn)過(guò)程加入微量助凝劑促進(jìn)氫氧化鎂沉降，上清液可用于海水淡化，沉 降物可作酸性廢水中和劑，同時(shí)可得到氫氣、氯氣及次氯酸鈉等副產(chǎn)物。
2.如權(quán)利1所述的海水淡化預(yù)處理及綜合利用方法，其特征在于所述的不溶性電極 為DSA電極、鉬電極、鈦電極、石墨電極中的一種。
3.如權(quán)利1所述的海水淡化預(yù)處理及綜合利用方法，其特征在于所述的助凝劑為聚 丙烯酰胺(PAM)。
4.如權(quán)利1、2、3所述，深度除濁后的海水可用于海水淡化、海水直接利用以及相關(guān)的 制鹽行業(yè)；同時(shí)副產(chǎn)氫氧化鎂漿料適用于酸性廢水中和、煙氣脫硫，氫氣可作為能源回收， 氯氣及次氯酸鈉等可作防污消毒之用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種海水深度預(yù)處理的電解吸附法及綜合利用方法，包括砂濾過(guò)程、電解吸附過(guò)程、沉降及副產(chǎn)過(guò)程三個(gè)步驟。在無(wú)隔膜情況下，通過(guò)對(duì)砂濾后的海水的直接電解得到氫氧化鎂沉淀并利用其吸附海水中的懸浮物、微生物、有機(jī)質(zhì)等，加入高效微量助凝劑，從而達(dá)到降低海水的濁度、污泥密度指數(shù)(SDI)、化學(xué)耗氧量(COD)以及微生物含量等目的，同時(shí)可得到氫氣、氯氣、次氯酸鈉及酸性廢水中和劑漿料等副產(chǎn)品，綜合效果好。該技術(shù)的實(shí)施將帶動(dòng)我國(guó)海水淡化、海水利用、制鹽行業(yè)及相關(guān)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本發(fā)明方法新穎、工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和易控制，其理論和實(shí)踐應(yīng)用的意義重大，將為海水淡化技術(shù)帶來(lái)革命性變化。
文檔編號(hào)C01B11/06GK102107970SQ20091024504
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者苗迪, 衣守志, 馬穎穎 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)