專利名稱：一種雙極膜對(duì)反滲透法海水淡化一體化處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)處理方法，具體是指一種雙極膜對(duì)反滲透法海水淡化一體 化處理的方法。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)已經(jīng)具備了海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有利條件。第一，對(duì)海水淡化的認(rèn) 識(shí)明顯提高。隨著沿海地區(qū)地下取水和跨區(qū)域調(diào)水等開(kāi)源措施受到越來(lái)越多的技術(shù)條件 限制，尋找新的開(kāi)源之路已經(jīng)成為解決沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)缺水問(wèn)題的當(dāng)務(wù)之急。淡化海 水作為沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活需要的新水源這一認(rèn)識(shí)逐漸得到加深。第二，海水淡化 關(guān)鍵設(shè)備與配套技術(shù)進(jìn)一步提高。到目前位為止，無(wú)論是用于膜法淡化工藝的反滲透膜 元件、壓力容器、高壓泵、能量回收裝置等設(shè)備，還是用于熱法淡化工藝的熱泵、真空 泵、蒸發(fā)器和其它傳熱材料與設(shè)備，都已有國(guó)內(nèi)自主研制產(chǎn)品在裝置上進(jìn)行運(yùn)行試用， 預(yù)計(jì)將來(lái)都有逐步取代進(jìn)口設(shè)備的可能。第三，海水淡化裝備制造業(yè)雛形基本構(gòu)建，產(chǎn) 生出一批蒸餾、反滲透、超濾等設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，和工程公司。第四，隨著產(chǎn)業(yè)科技進(jìn) 步，海水淡化投資和總成本大幅下降，海水淡化價(jià)格與市政供水差距逐漸減小。由此可見(jiàn)，我國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件已經(jīng)具備，海水淡化必將成為本 世紀(jì)新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)的海水淡化產(chǎn)業(yè)也必將進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期。至2009年 底，國(guó)內(nèi)已建成海水淡化裝置62套，設(shè)計(jì)淡化水總產(chǎn)量約50萬(wàn)噸/天；在建裝置6套， 設(shè)計(jì)淡化水總產(chǎn)量約18萬(wàn)噸/天。已建和在建海水淡化裝置中，反滲透法約占總?cè)萘康?74%,低溫多效蒸餾法約占25%，其他海水淡化方法約占1%。2009年，建成青島堿業(yè) 一期1萬(wàn)噸/天反滲透裝置建成投產(chǎn)；天津新泉公司10萬(wàn)噸/天反滲透裝置；浙江六橫 一期1萬(wàn)噸/天反滲透裝置完成調(diào)試，進(jìn)入試運(yùn)行。2009年度建成的海水淡化裝置總產(chǎn) 量比2008年度增加約40%。淡化海水應(yīng)用最多的行業(yè)是電力、石化、鋼鐵等，其中電力 企業(yè)約占全國(guó)海水淡化總量的50%左右。雖然海水淡化發(fā)展勢(shì)頭與前景都非常好，但也存在一些問(wèn)題。經(jīng)過(guò)反滲透淡化 處理以后的飲用水與其他飲用水相比，存在礦物質(zhì)含量特別是鈣鎂含量偏少、pH值偏 低、硼含量有時(shí)會(huì)超標(biāo)等問(wèn)題。原因在于反滲透技術(shù)本身特點(diǎn)，要求海水淡化的進(jìn)水進(jìn) 行必要的預(yù)處理，如加阻垢劑、進(jìn)行適當(dāng)軟化、調(diào)節(jié)pH值等。而且反滲透法海水淡化 所用的反滲透膜絕大多數(shù)為荷負(fù)電的高壓反滲透膜，以上這些原因都會(huì)使其產(chǎn)水的pH值 偏低(pH在6.0左右)，這使產(chǎn)水明顯偏酸性，目前所采用的手段一般是通過(guò)后續(xù)加強(qiáng)堿 調(diào)pH的方法使產(chǎn)水pH值調(diào)至弱堿，但都還存在pH值不穩(wěn)定、礦物質(zhì)含量偏低等問(wèn)題。 由于原有的自來(lái)水基本上都是硬度偏高，長(zhǎng)時(shí)間使用下來(lái)會(huì)在市政管道內(nèi)壁形成一層結(jié) 垢層，此時(shí)偏酸性的淡化產(chǎn)水經(jīng)過(guò)管道會(huì)對(duì)市政管網(wǎng)產(chǎn)生腐蝕作用，并且會(huì)使原來(lái)的結(jié) 垢層慢慢的重新溶解，使在用戶剛一開(kāi)始使用或停用一段時(shí)間重新使用時(shí)會(huì)出黃水而影 響使用。目前國(guó)家出臺(tái)的飲用水標(biāo)準(zhǔn)里對(duì)硼含量的要求比較高，濃度要在0.5mg/L以下。由于反滲透法海水淡化時(shí)一般對(duì)海水用強(qiáng)酸對(duì)海水進(jìn)行預(yù)處理，故硼在海水中基本 是以硼酸、弱酸的形式存在，根據(jù)反滲透截留的規(guī)律可知，對(duì)硼酸的截留率不如氯離子 與鈉離子等無(wú)機(jī)離子高，截留率一般在70% 95%，會(huì)隨海水的溫度、pH的變化而變 化，海水硼的濃度為0.5-9.5mg/L，平均為4.5mg/L左右，當(dāng)反滲透的截留率低于90% 時(shí)，會(huì)使產(chǎn)水的硼含量有可能超過(guò)0.5mg/L，甚至?xí)^(guò)l.Omg/L，雖然對(duì)人身體基本沒(méi) 影響，但不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，影響反滲透法海水淡化的推廣與普及。綜合以上因素，造成目前反滲透法海水淡化制備的飲用水，大都存在硬度不 夠、pH值偏低、管道容易出黃水、硼含量有時(shí)會(huì)超標(biāo)等問(wèn)題。相對(duì)地表水源而言，利用 海水淡化制取飲用水所占的比率以及規(guī)模還是很小的，所以上述問(wèn)題表現(xiàn)的也不是很明 顯。一旦隨著海水淡化制取的飲用水在整個(gè)市政工程中的比率以及規(guī)模的上升，這些問(wèn) 題會(huì)日益突出，特別是有可能對(duì)人們的心理造成“海水淡化產(chǎn)水不適于飲用”的錯(cuò)誤影 響。進(jìn)而影響海水淡化的普及、阻礙解決沿海地區(qū)或海島缺水問(wèn)題的進(jìn)程，所以對(duì)海水 淡化產(chǎn)水的調(diào)質(zhì)進(jìn)行研究是一項(xiàng)比較迫切任務(wù)。目前發(fā)達(dá)國(guó)家的反滲透法海水淡化的產(chǎn)水基本上都采用調(diào)質(zhì)技術(shù)，最開(kāi)始的通 過(guò)簡(jiǎn)單的酸堿來(lái)調(diào)pH值，發(fā)展到現(xiàn)在的基本上是通過(guò)平衡體系來(lái)調(diào)整pH值，同時(shí)調(diào)整 產(chǎn)水中礦物質(zhì)的含量。通過(guò)監(jiān)測(cè)產(chǎn)水中的各種成分的含量以及當(dāng)時(shí)的氣候等因素，根據(jù) 平衡動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整各種調(diào)質(zhì)劑的添加量與添加方式。而國(guó)內(nèi)由于起步比較 晚，從最開(kāi)始的不調(diào)質(zhì)海水淡化產(chǎn)水，到簡(jiǎn)單調(diào)質(zhì)，但由于缺少技術(shù)手段與方法，調(diào)質(zhì) 效果不理想，如pH不穩(wěn)定，調(diào)質(zhì)的時(shí)候是達(dá)標(biāo)的，但很快就發(fā)生偏離。由于沒(méi)有可以利 用的平衡動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算，所以對(duì)各種調(diào)質(zhì)劑的含量及添加方式基本上靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。 所以如何做到穩(wěn)定、準(zhǔn)確、自動(dòng)化的調(diào)質(zhì)產(chǎn)水是我們以后發(fā)展的目標(biāo)。而在硼含量的控 制方面，一般只有二級(jí)反滲透、水庫(kù)水勾兌等方法來(lái)降低最后產(chǎn)水的硼含量，這些方法 都存在成本高或受淡水資源限制等缺點(diǎn)。以后的發(fā)展方向一般是通過(guò)一定的預(yù)處理改變 原水水質(zhì)來(lái)提高硼的脫除率，或提高反滲透膜的脫硼性能來(lái)降低產(chǎn)水中硼的含量，從而 保證產(chǎn)水的硼含量符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明從飲用水標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，充分考慮經(jīng)濟(jì)效益，研究一種投入少、運(yùn)行成本 低、操作方便、產(chǎn)水符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)、利用緩沖平衡的原理使pH值能長(zhǎng)期穩(wěn)定在7.0 8.2、礦物質(zhì)與硼含量符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)、能進(jìn)行大型工程應(yīng)用的雙極膜海水淡化產(chǎn)水調(diào)質(zhì) 方法與工藝，解決海水淡化發(fā)展的技術(shù)瓶頸。本發(fā)明利用雙極膜技術(shù)產(chǎn)生酸液與堿液，無(wú)需另加試劑，對(duì)海水淡化的預(yù)處理 與產(chǎn)水調(diào)質(zhì)等所需的酸與堿能同時(shí)提供，無(wú)需另購(gòu)與運(yùn)輸，解決某些地方對(duì)鹽酸、二氧 化碳運(yùn)輸不方便的問(wèn)題，也解決人們對(duì)海水淡化需要另外試劑的疑慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種高效、環(huán)保的處理方法。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種雙極膜對(duì)反滲透法海水淡化一體化處理的方法，其特征在于包括下述步 驟(1)以海水為原水，經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、砂濾過(guò)濾的海水進(jìn)入反滲透裝置的為淡化進(jìn)水； 經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、砂濾過(guò)濾的海水進(jìn)入雙極膜裝置的為雙極膜進(jìn)水，雙極膜裝置 的陰電極為不銹鋼或鈦涂釕電極，陽(yáng)極用鈦涂釕電極或鉬電極，雙極膜裝置為三隔室組 裝，每個(gè)三隔室單元由雙極膜、陽(yáng)膜、陰膜、三張雙極膜彈性隔板組成；其中的雙極膜 為一二價(jià)分離膜，其中一二價(jià)分離陽(yáng)膜為對(duì)一二價(jià)陽(yáng)離子分離度在95%以上，膜電阻 低于2歐/平方厘米，膜厚小于0.2毫米，交聯(lián)度在30%以上的陽(yáng)膜；雙極膜運(yùn)行電流密 度為100-2000A/m2，膜表面流速為l_15Cm/s，極液為質(zhì)量濃度的氯化鈉或硫酸 鈉溶液；采用局部循環(huán)或增大膜面積的方法使酸室的酸液或堿室的堿液的質(zhì)量濃度可達(dá) 到0.5-15%;作為優(yōu)選，采用局部循環(huán)或增大膜面積的方法使酸室的酸液或堿室的堿液 的質(zhì)量濃度達(dá)到10% ；雙極膜運(yùn)行電流密度為500-1000A/m2，膜表面流速為5_8Cm/s ；(2)把雙極膜裝置堿室中的部分堿液與反滲透淡化的淡化進(jìn)水混合，混合的比例 為每升反滲透淡化的進(jìn)水添加堿液0.2-20mL，使淡化進(jìn)水的pH值升到9.2-10.9;作為 優(yōu)選，淡化進(jìn)水的pH值升到10.0-10.8 ；(3)把上述堿化后的淡化進(jìn)水用0.1-0.5微米的微濾膜過(guò)濾，然后再用雙極膜酸 室的部分酸液來(lái)調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)pH值到8.2-8.8;作為優(yōu)選，堿化后的淡化進(jìn)水用0.45微 米的微濾膜過(guò)濾，然后用酸液調(diào)節(jié)pH值到8.4-8.6 ；另外一部分酸液流經(jīng)石灰石礦床，產(chǎn)生含產(chǎn)生含碳酸氫鈣的溶液；(4)經(jīng)反滲透裝置出來(lái)的產(chǎn)水加入步驟(3)中產(chǎn)生的含產(chǎn)生含碳酸氫鈣的溶液， 加入含碳酸氫鈣的溶液后使產(chǎn)水中的碳酸氫根的濃度為5-150mg/L;作為優(yōu)選，加入含 碳酸氫鈣的溶液后使產(chǎn)水中的碳酸氫根的濃度為50-150mg/L ；(5)把雙極膜裝置堿室所產(chǎn)生的部分堿液加入到上述已加入含碳酸氫鈣溶液的產(chǎn) 水，調(diào)節(jié)上述混合后的產(chǎn)水pH至7.0-8.8 ；作為優(yōu)選，加入氫氧化鈉溶液后使產(chǎn)水pH至 7.5-8.2。本發(fā)明的一體化處理是指對(duì)原海水經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、機(jī)械過(guò)濾等常規(guī)預(yù)處理后的 海水作為預(yù)處理對(duì)象，經(jīng)本發(fā)明的一體化預(yù)處理用的雙極膜裝置進(jìn)行預(yù)處理方法后，再 用反滲透處理得到淡化產(chǎn)水，產(chǎn)水再經(jīng)本發(fā)明的一體化預(yù)處理用的雙極膜裝置進(jìn)行后處 理方法后，使產(chǎn)水在pH值、電導(dǎo)、礦物質(zhì)等各方面指標(biāo)都符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的所用一體化雙極膜裝置，以經(jīng)絮凝沉淀過(guò)濾預(yù)處理后的海水或濃度為 0.5-10%的氯化鈉溶液為進(jìn)料，經(jīng)電流作用下，產(chǎn)生酸液與堿液，本發(fā)明所用的雙極膜 裝置的陽(yáng)單極膜采用一二價(jià)分離專用膜，如CSO膜、CMO膜、CSZX2膜等，用以分離 鈉離子與鈣鎂離子，使鈣鎂離子隨濃水排出，避免了氫氧化鎂或氫氧化鈣在雙極膜或陽(yáng) 膜表面結(jié)垢。本發(fā)明的加酸調(diào)節(jié)采用雙極膜的酸室的酸液進(jìn)行調(diào)節(jié)。過(guò)濾后的海水再用雙極 膜酸液來(lái)調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)pH值到8.2-8.8，使海水中極少量溶解的碳酸鈣轉(zhuǎn)化為氯鈣，在 pH大于8的情況下，解決反滲透膜結(jié)垢的問(wèn)題。并且經(jīng)調(diào)節(jié)后海水的pH值大于8，海 水中的硼基本以硼酸鈉的形式存在，大幅提高反滲透膜對(duì)硼的截留率，從而使海水經(jīng)反 滲透處理后的產(chǎn)水中的硼含量符合飲用水要求。本發(fā)明也針對(duì)某些對(duì)硼含量要求不高的場(chǎng)合，無(wú)需調(diào)高pH值提高反滲透對(duì)硼 的脫除率，可以直接用雙極膜裝置酸室的酸液加入原海水進(jìn)行酸化，按每升海水添加酸液0.02-2mL的比例把雙極膜酸室的酸液用計(jì)量泵加入原海水中，使海水的pH值降到 5.2-6.7，解決碳酸鈣在反滲透表面結(jié)垢的問(wèn)題。 本發(fā)明利用碳酸氫根緩沖體系來(lái)調(diào)節(jié)反滲透法海水淡化產(chǎn)水的pH值能長(zhǎng)期穩(wěn) 定在7.0-8.8、鈣離子濃度為10-150mg/L，符合弱堿性、含礦物質(zhì)的飲用水要求，利用 水_ 二氧化碳_氯化鈉_碳酸氫鈣_碳酸鈣五元平衡體系計(jì)算方法計(jì)算海水淡化產(chǎn)水的pH 值調(diào)節(jié)到7.0-8.8所需的碳酸氫根的含量。經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)后，使海水淡化的產(chǎn)水中的碳酸氫根 的濃度為5-150mg/L，碳酸根的濃度為0-50mg/L，鈣離子的濃度為10_150mg/L。本發(fā)明的所用的碳酸氫根，由雙極膜裝置的酸室產(chǎn)生酸液流經(jīng)石灰石礦化床反 應(yīng)生成碳酸氫鈣而產(chǎn)生。產(chǎn)生的碳酸氫根溶液經(jīng)計(jì)量泵按計(jì)量注入海水淡化的產(chǎn)水中， 使其濃度為20-200mg/L。本發(fā)明的所用的碳酸根，由產(chǎn)水經(jīng)過(guò)加碳酸氫鈣后，繼續(xù)按計(jì)量添加雙極膜裝 置堿室的堿液與碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸根。有益效果本發(fā)明的投入少、運(yùn)行成本低、操作方便、產(chǎn)水的硼含量符合飲用 水標(biāo)準(zhǔn)、能進(jìn)行大型工程應(yīng)用的雙極膜海水淡化產(chǎn)水調(diào)質(zhì)方法與工藝，解決海水淡化發(fā) 展的技術(shù)瓶頸，且對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)輸不便的地方，也可以實(shí)現(xiàn)酸、堿在海水淡化過(guò)程中 的需求，更環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。


圖1雙極膜法海水淡化一體化處理過(guò)程的反應(yīng)式圖2雙極膜制酸堿的原理3雙極膜海水淡化高脫硼一體化處理流程圖
圖4雙極膜海水淡化普通一體化處理流程圖
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作具體說(shuō)明實(shí)施例1以經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、砂濾過(guò)濾的海水為進(jìn)水，雙極裝置為BMP2-500的裝置，采 用200*400的雙極膜40張，陽(yáng)膜采用CSO—二價(jià)分離膜40張，陰膜采用AMV膜，80張 200*400的彈性隔板，陰電極為鈦涂釕電極，陽(yáng)極用鉬電極。電流密度采用1000A/m2， 膜表面流速為5cm/S，極液采用3%的硫酸鈉溶液，采用局部循環(huán)的方法使酸室的酸液或 堿室的堿液的濃度達(dá)到10%左右。把堿室的堿液用計(jì)量泵按每升海水添加堿液IOmL的 比例把雙極膜堿室的堿液用計(jì)量泵加入原海水中，使海水的pH值升到10.4。后用0.45 微米的微濾膜過(guò)濾后，再用雙極膜酸液來(lái)調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)pH值到8.4，使海水中極少量溶 解的碳酸鈣轉(zhuǎn)化為氯鈣。經(jīng)此預(yù)處理的海水進(jìn)海水膜反滲透后，產(chǎn)水的硼脫除率達(dá)90% 以上，并無(wú)出現(xiàn)膜結(jié)垢問(wèn)題。把酸室的酸液流經(jīng)石灰石礦床，得到碳酸氫鈣溶液，再用計(jì)量泵把碳酸鈣溶液 打入海水淡化的產(chǎn)水中并混和均勻，使產(chǎn)水中的碳酸氫根的含量為80mg/L，再用計(jì)量泵 按30mg/L的比例把雙極膜堿室的堿液加入到已經(jīng)含碳酸氫根的產(chǎn)水中。經(jīng)此調(diào)節(jié)，產(chǎn) 水的pH值為7.9，并能長(zhǎng)期穩(wěn)定，鈣含量為60mg/L左右，符合飲用水要求，達(dá)到產(chǎn)水調(diào)質(zhì)目的。 實(shí)施例2以經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、砂濾過(guò)濾的海水為進(jìn)水，雙極裝置為BMP2-2500的裝置，采 用400*800的雙極膜20張，陰膜與陽(yáng)膜采用一二價(jià)分離膜20對(duì)，60張400*800的彈性隔 板，陰電極為鈦涂釕電極，陽(yáng)極用鉬電極。電流密度采用500A/m2，膜表面流速為6cm/ s，極液采用5%的硫酸鈉溶液，采用局部循環(huán)的方法使酸室的酸液或堿室的堿液的濃度 達(dá)到5%左右。把堿室的堿液用計(jì)量泵按每升海水添加堿液15mL的比例把雙極膜堿室 的堿液用計(jì)量泵加入原海水中，使海水的pH值升到10.3。后用0.45微米的微濾膜過(guò)濾 后，再用雙極膜酸液來(lái)調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)pH值到8.6，使海水中極少量溶解的碳酸鈣轉(zhuǎn)化為 氯鈣。經(jīng)此預(yù)處理的海水進(jìn)海水膜反滲透后，產(chǎn)水的硼脫除率達(dá)95%以上，并無(wú)出現(xiàn)膜 結(jié)垢問(wèn)題。把酸室的酸液流經(jīng)石灰石礦床，得到碳酸氫鈣溶液，再用計(jì)量泵把碳酸鈣溶液 打入海水淡化的產(chǎn)水中并混和均勻，使產(chǎn)水中的碳酸氫根的含量為60mg/L，再用計(jì)量泵 按20mg/L的比例把雙極膜堿室的堿液加入到已經(jīng)含碳酸氫根的產(chǎn)水中。經(jīng)此調(diào)節(jié)，產(chǎn) 水的pH值為7.6，并能長(zhǎng)期穩(wěn)定，鈣含量為50mg/L左右，符合飲用水要求，達(dá)到產(chǎn)水調(diào) 質(zhì)目的。實(shí)施例3以經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、砂濾過(guò)濾的海水為進(jìn)水，雙極裝置為BMP2-2500的裝置，采 用400*800的雙極膜20張，陰膜與陽(yáng)膜采用一二價(jià)分離膜CMO+AMV膜20對(duì)，60張 400*800的彈性隔板，陰電極為鈦涂釕電極，陽(yáng)極用鉬電極。電流密度采用800A/m2，膜 表面流速為7cm/S，極液采用6%的硫酸鈉溶液，采用局部循環(huán)的方法使酸室的酸液或堿 室的堿液的濃度達(dá)到10%左右。直接用雙極膜裝置酸室的酸液加入原海水進(jìn)行酸化，按 每升海水添加酸液0.05mL的比例把雙極膜酸室的酸液用計(jì)量泵加入原海水中，使海水的 pH值降到5.5-6.0進(jìn)行酸化處理，經(jīng)此預(yù)處理的海水進(jìn)海水膜反滲透后，并無(wú)出現(xiàn)膜結(jié)垢 問(wèn)題。把酸室的酸液流經(jīng)石灰石礦床，得到碳酸氫鈣溶液，再用計(jì)量泵把碳酸鈣溶液 打入海水淡化的產(chǎn)水中并混和均勻，使產(chǎn)水中的碳酸氫根的含量為lOOmg/L，再用計(jì)量 泵按20mg/L的比例把雙極膜堿室的堿液加入到已經(jīng)含碳酸氫根的產(chǎn)水中。經(jīng)此調(diào)節(jié)， 產(chǎn)水的pH值為7.6，并能長(zhǎng)期穩(wěn)定，鈣含量為53mg/L左右，符合飲用水要求，達(dá)到產(chǎn)水 調(diào)質(zhì)目的。
權(quán)利要求
1.一種雙極膜對(duì)反滲透法海水淡化一體化處理的方法，其特征在于包括下述步驟(1)以海水為原水，經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、砂濾過(guò)濾的海水進(jìn)入反滲透裝置的為反滲透淡化 進(jìn)水；經(jīng)過(guò)絮凝沉淀、砂濾過(guò)濾的海水進(jìn)入雙極膜裝置的為雙極膜進(jìn)水，雙極膜裝置的陰 電極為不銹鋼或鈦涂釕電極，陽(yáng)極用鈦涂釕電極或鈦鍍鉬電極或鉬電極，雙極膜裝置為 三隔室組裝；每個(gè)三隔室單元由雙極膜、陽(yáng)膜、陰膜、三張雙極膜彈性隔板組成，其中 的陽(yáng)膜為一二價(jià)分離膜；是對(duì)一二價(jià)陽(yáng)離子分離度在95%以上，膜電阻低于2歐/平 方厘米，膜厚小于0.2毫米，交聯(lián)度在30%以上的陽(yáng)膜；雙極膜裝置運(yùn)行的電流密度為 100-2000A/m2，膜表面流速為l_15Cm/s，極液為質(zhì)量濃度1_10 %的氯化鈉或硫酸鈉溶 液；(2)把雙極膜裝置堿室中的部分堿液與反滲透淡化的進(jìn)水混合，混合的比例為每 升反滲透淡化的進(jìn)水添加堿液0.2-20mL，使反滲透淡化進(jìn)水的pH值升到9.2-10.9 ；(3)把上述堿化后的反滲透淡化進(jìn)水用0.1-0.5微米的微濾膜過(guò)濾，然后再用雙極膜 酸室的部分酸液來(lái)調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)pH值到8.2-8.8 ；另外一部分酸液流經(jīng)石灰石礦床，產(chǎn)生含碳酸氫鈣的溶液；(4)經(jīng)反滲透裝置出來(lái)的反滲透產(chǎn)水加入步驟(3)中產(chǎn)生的含碳酸氫鈣的溶液，加入 含碳酸氫鈣的溶液后使反滲透產(chǎn)水中的碳酸氫根的濃度為5-150mg/L ；(5)把雙極膜裝置堿室所產(chǎn)生的部分堿液加入到上述已加入含碳酸氫鈣溶液的反滲透 產(chǎn)水，調(diào)節(jié)上述混合后的產(chǎn)水pH至7.0-8.8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中采用1-10%的氯化鈉或硫 酸鈉溶液為極液，采用局部循環(huán)或增大膜面積的方法使酸室的酸液或堿室的堿液的質(zhì)量 濃度達(dá)到0.5-15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中雙極膜運(yùn)行電流密度為 500-1000A/m2,膜表面流速為 5_8cm/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)使反滲透淡化進(jìn)水的pH值升 至Ij 10.0-10.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)堿化后的反滲透淡化進(jìn)水用 0.45微米的微濾膜過(guò)濾，然后用酸液調(diào)節(jié)pH值到8.4-8.6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟(4)中加入含碳酸氫鈣的溶液 后使反滲透產(chǎn)水中的碳酸氫根的濃度為50-150mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟(5)中加入氫氧化鈉溶液后使 產(chǎn)水 pH 至 7.5-8.2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學(xué)處理方法，具體是指一種雙極膜對(duì)反滲透法海水淡化一體化處理的方法。本發(fā)明是通過(guò)以海水為進(jìn)水，經(jīng)預(yù)處理后，分別把進(jìn)水進(jìn)入到雙極膜裝置、反滲透裝置；同時(shí)雙極膜裝置中所產(chǎn)生的酸、堿對(duì)海水進(jìn)行預(yù)處理，在海水淡化之后，又以雙極膜裝置中所產(chǎn)生的酸堿對(duì)產(chǎn)水進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是投入少、運(yùn)行成本低、操作方便、產(chǎn)水的硼含量符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)、能進(jìn)行大型工程應(yīng)用的雙極膜海水淡化產(chǎn)水調(diào)質(zhì)方法與工藝，解決海水淡化發(fā)展的技術(shù)瓶頸，且對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)輸不便的地方，也可以實(shí)現(xiàn)酸、堿在海水淡化過(guò)程中的需求，更環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于海水淡化場(chǎng)合。
文檔編號(hào)C02F9/06GK102020383SQ20101057410
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者金可勇, 金水玉, 高從堦 申請(qǐng)人:杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司