鹽水高溫電滲析淡化方法
【專利摘要】鹽水高溫電滲析淡化方法，采用高溫對鹽水進(jìn)行淡化，將鹽水通過離心泵打入超濾預(yù)處理裝置，將經(jīng)過預(yù)處理后的鹽水通過離心泵打入夾套式電加熱罐中加熱升溫至60～80℃，然后再送至裝有分子篩的吸附罐中靜置4～6小時(shí)，再送至夾套式電加熱罐加熱至60～80℃后由離心泵送至電滲析裝置的濃淡室中，并向濃淡室中加入0.05～0.1mol/L的鹽酸溶液；在電滲析裝置中配制濃度為0.2～0.3mol/L的Na2SO4溶液，將Na2SO4溶液經(jīng)離心泵打入電滲析裝置的極室，直至電滲析裝置淡化室出口產(chǎn)水電導(dǎo)率降低為500～800μs/cm時(shí)，通入淡水罐。本發(fā)明的鹽水高溫電滲析淡化方法采用超濾預(yù)處理結(jié)合高溫電滲析可對高鹽水進(jìn)行有效淡化，提高了電滲析的極限電流，減少了極化沉淀，延長了電滲析裝置的運(yùn)行周期。
【專利說明】
鹽水高溫電滲析淡化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鹽水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鹽水高溫電滲析淡化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是淡水資源缺乏的國家，海水淡化作為淡水資源的增量技術(shù)，已成為解決水資源短缺的戰(zhàn)略性選擇。自20世紀(jì)80年代后，隨著反滲透膜性能和能量回收裝置效率的提高，大型反滲透海水淡化能耗降低至3?5kWh/t之間，并以投資省、占地面積小、建設(shè)周期短等優(yōu)勢逐步取代了熱法海水淡化技術(shù)，占據(jù)了中國海水淡化市場2/3以上的市場份額，成為目前主流的海水淡化技術(shù)。但在解決淡水資源補(bǔ)給問題的同時(shí)，暴露出了許多不足之處:能量回收裝置價(jià)格昂貴、反滲透系統(tǒng)的操作壓力高達(dá)5?8MPa、管道為鋼材質(zhì)而易腐蝕、設(shè)備成本高、反滲透膜使用壽命短、設(shè)備噪音較大(>90分貝)。近年來，隨著電滲析技術(shù)的不斷進(jìn)步，電滲析海水淡化技術(shù)日趨完善成熟。
[0003]電析法就是水中的離子在直流電場的作用下，通過半透膜對鹽水中的鹽進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)鹽水淡化。最初的惰性半透膜電析法，主要用于溶膠的提純，電流效率很低。電析法脫鹽用的選擇性離子交換膜有兩種:①陽膜，只允許陽離子透過的陽離子交換膜;②陰膜，只允許陰離子透過的陰離子交換膜。通過陰膜和陽膜交替排列，在中間襯以隔板(其中安置了水流通道)，夾緊之后，在兩端加上電極，就成了電析脫離鹽水裝置。當(dāng)海水或工業(yè)鹽水流經(jīng)電析器時(shí)，在直流電場的作用下，陰離子透過陰膜向陽極方向迀移，途中被陽膜擋住去路，被水流沖洗而出；陽離子透過陽膜向陰極方向迀移，途中被陰膜擋住，也被水流沖出。透過陽膜或陰膜的水為淡水。結(jié)果，從大約一半的夾層流出的水為淡水，從另一半流出的則為濃縮的海水或工業(yè)鹽水。電析脫鹽所用的半透膜，要求電阻低、透過的選擇性高、交換容量大和水的電滲小之外，還要求有一定的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸不變和化學(xué)穩(wěn)定性高等。在電滲析脫鹽過程中，反離子(電荷與膜內(nèi)交換基團(tuán)相反的離子)在膜內(nèi)的迀移速度比在溶液里大，致使淡化夾層的內(nèi)膜半身，溶液界面上的離子濃度低于主體溶液濃度而形成濃度差。當(dāng)電流升至某值時(shí)，擴(kuò)散迀移的離子不足以補(bǔ)充界面上離子的缺額，而使界面濃度趨近于零，這時(shí)的電流稱為極限電流。如再增加電流，迫使界面上的水分子解離，由解離出的H和OH來承擔(dān)超過極限值那部分電流的輸送。這種現(xiàn)象稱為極化現(xiàn)象。這不僅使電流白白消耗在無助于脫鹽的H和OH的迀移上，而且會(huì)引起溶液的pH值發(fā)生變化，使鈣鹽鎂鹽之類的離子濃度的乘積超過溶度積，而在濃縮海水夾層的陰膜和陽膜的表面沉淀，阻塞水流通道，甚至被迫停機(jī)拆洗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種鹽水高溫電滲析淡化方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的極限電流小容易極化沉淀和能耗高的問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種鹽水高溫電滲析淡化方法，采用高溫對鹽水進(jìn)行淡化，具體步驟如下:
[0007](I)將鹽水通過離心栗打入超濾預(yù)處理裝置，除去原始海水中的懸浮物和細(xì)菌污染物，將經(jīng)過預(yù)處理后的鹽水通過離心栗打入夾套式電加熱罐中；
[0008](2)在夾套式電加熱罐中將鹽水加熱升溫至60?80°C，然后再送至裝有分子篩的吸附罐中靜置4?6小時(shí)，再送至夾套式電加熱罐加熱至60?80°C后由離心栗送至電滲析裝置的濃淡室中，并向濃淡室中加入0.05?0.lmol/L的鹽酸溶液；
[0009](3)在電滲析裝置中配制濃度為0.2?0.3mol/L的Na2SO4溶液，將Na2SO4溶液經(jīng)離心栗打入電滲析裝置的極室，控制濃淡室與極室流速為100?300L/h;
[0010](4)電滲析裝置中的電流密度控制為200?400A/m2，經(jīng)循環(huán)脫鹽，直至電滲析裝置淡化室出口產(chǎn)水電導(dǎo)率降低為500?800ys/cm時(shí)，通入淡水罐。
[0011]本發(fā)明采用高溫電滲析，可明顯地提高極限電流，防止極化沉淀和降低耗能量。例如:75C時(shí)的極限電流為25C時(shí)的2.5倍，而耗電量僅為25C時(shí)的50%。電析脫鹽是離子在電場中迀移的結(jié)果，可用于含鹽量高的海水淡化，或制造工業(yè)純水，或用于淡化苦咸水。
[0012]本發(fā)明的鹽水高溫電滲析淡化方法采用超濾預(yù)處理結(jié)合高溫電滲析可對高鹽水進(jìn)行有效淡化，提高了電滲析的極限電流，減少了極化沉淀，延長了電滲析裝置的運(yùn)行周期。
【具體實(shí)施方式】
[0013]—種鹽水高溫電滲析淡化方法，采用高溫對鹽水進(jìn)行淡化，具體步驟如下:
[0014](I)將鹽水通過離心栗打入超濾預(yù)處理裝置，除去原始海水中的懸浮物和細(xì)菌污染物，將經(jīng)過預(yù)處理后的鹽水通過離心栗打入夾套式電加熱罐中；
[0015](2)在夾套式電加熱罐中將鹽水加熱升溫至60?80°C，然后再送至裝有分子篩的吸附罐中靜置4?6小時(shí)，再送至夾套式電加熱罐加熱至60?80°C后由離心栗送至電滲析裝置的濃淡室中，并向濃淡室中加入0.05?0.lmol/L的鹽酸溶液；
[0016](3)在電滲析裝置中配制濃度為0.2?0.3mol/L的Na2S04溶液，將Na2SO4溶液經(jīng)離心栗打入電滲析裝置的極室，控制濃淡室與極室流速為100?300L/h;
[0017](4)電滲析裝置中的電流密度控制為200?400A/m2，經(jīng)循環(huán)脫鹽，直至電滲析裝置淡化室出口產(chǎn)水電導(dǎo)率降低為500?800ys/cm時(shí)，通入淡水罐。
[0018]本發(fā)明采用高溫電滲析，可明顯地提高極限電流，防止極化沉淀和降低耗能量。例如:75C時(shí)的極限電流為25C時(shí)的2.5倍，而耗電量僅為25C時(shí)的50%。電析脫鹽是離子在電場中迀移的結(jié)果，可用于含鹽量高的海水淡化，或制造工業(yè)純水，或用于淡化苦咸水。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鹽水高溫電滲析淡化方法，其特征是采用高溫對鹽水進(jìn)行淡化，具體步驟如下: (1)將鹽水通過離心栗打入超濾預(yù)處理裝置，除去原始海水中的懸浮物和細(xì)菌污染物，將經(jīng)過預(yù)處理后的鹽水通過離心栗打入夾套式電加熱罐中； (2)在夾套式電加熱罐中將鹽水加熱升溫至60?80°C，然后再送至裝有分子篩的吸附罐中靜置4?6小時(shí)，再送至夾套式電加熱罐加熱至60?80°C后由離心栗送至電滲析裝置的濃淡室中，并向濃淡室中加入0.05?0.lmol/L的鹽酸溶液； (3)在電滲析裝置中配制濃度為0.2?0.3mol/L的Na2S04溶液，將Na2S04溶液經(jīng)離心栗打入電滲析裝置的極室，控制濃淡室與極室流速為100?300L/h; (4)電滲析裝置中的電流密度控制為200?400A/m2，經(jīng)循環(huán)脫鹽，直至電滲析裝置淡化室出口產(chǎn)水電導(dǎo)率降低為500?800ys/cm時(shí)，通入淡水罐。
【文檔編號(hào)】C02F1/469GK106044971SQ201610578556
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月21日 公開號(hào)201610578556.8, CN 106044971 A, CN 106044971A, CN 201610578556, CN-A-106044971, CN106044971 A, CN106044971A, CN201610578556, CN201610578556.8
【發(fā)明人】張義春, 孫海祥, 丁忠良, 常志周, 常根嶺, 馮帥帥, 孫丹娜, 黃遠(yuǎn)寧, 張阿慧
【申請人】滄州中鐵裝備制造材料有限公司, 浩巖資源集團(tuán)有限公司