苦咸水淡化处置方式有哪些.docx

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苦咸水淡化处置方式有哪些

苦咸水淡化处置方式有哪些?

　　莱特莱德苦咸水淡化处置方式有哪些?

针对苦咸水的淡化水处置方式,别离介绍了不同方式的原理、试用性和优缺点。

通过对各类方式的对照,采纳反渗透膜法对不同含盐量的苦咸水进行脱盐淡化处置,具有较强的适应性。

膜分离技术中的反渗透法是较其他方式更为合理、有效的苦咸水淡化技术。

　　我国是一个严峻缺水的国家,人均占有水资源量约2400m3,仅为全世界人均水量的1/4,而且时空散布不均匀,水环境污染较严峻,原生劣质水散布面积广,尤其是西北干旱内陆地域,由于降水稀少,蒸发强烈,水资源天然匮乏,作为要紧供水水源的地下水,普遍含盐、含氟量高,大部份地域又没有可替代的淡水资源。

　　由于水质低劣,口感极差,乃至不能饮用,其中多项指标不符合或达不到国家《饮用水卫生标准》,表现为高浓度盐碱成份,乃至表现为高硬度、高氟、高砷、高铁锰、低碘、低硒特点,连年以来严峻阻碍了本地人民群众的生活质量和躯体健康水平。

由此可见防病改水的紧迫性与必要性。

1　要紧淡化方式的原理及其特点苦咸水的淡化事实上确实是盐水淡化[1],使盐水脱盐淡化或经处置后达到饮用水标准。

苦咸水和海水淡化方式有许多种,主若是蒸馏法、电渗析法和反渗透法。

目前苦咸水淡化大多采纳反渗透法和电渗析法,主若是反渗透法。

在海水淡化方面,主若是蒸馏法和反渗透法。

尽管现有淡化容量的70%是蒸馏法,主若是多级闪蒸,但是这种局面正在转变,反渗透法以其低投资和低能耗,大有后来者居上的趋势。

　　蒸馏法

　　蒸馏法确实是把苦咸水或海水加热使之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水的进程。

蒸馏法是最先采纳的淡化法,其要紧优势是结构较简单、操作容易、所得淡水水质好。

蒸馏法有许多种,如多效蒸发、多级闪蒸、压汽蒸馏、膜蒸馏等。

　　电渗析法

　　电渗析法的大体原理、特点和适用范围在苦咸水淡化中应用的电渗析法简称ED,是利用离子互换膜在电场作用下,分离盐水中的阴、阳离子,从而使淡水室中盐分浓度降低而取得淡水的一种膜分离技术。

电渗析装置是利用离子在电场的作用下定向迁移,通过选择透过性的离子互换膜达到除盐目的。

在外加直流电场的作用下,水中的离子作定向迁移（阳离子互换膜只许诺阳离子通过,阴离子互换膜只许诺阴离子通过）,使一种水中大部份离子迁移到另一种水中去。

该技术已比较成熟,具有工艺简单、除盐率高、制水本钱低、操作方便、不污染环境等要紧优势,但存在对水质要求较严格、需对原水进行预处置等缺点。

20世纪50年代,美国、英国开始将这种方式用于苦咸水淡化,中国在20世纪80年代将此法用于苦咸水淡化、工业用纯水和超纯水制造。

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　　电渗析法在苦咸水淡化工程中的应用特点

（1）电渗析对铁、镁、钙、钾、氯化物等溶解性无机盐类及毒理学指标砷、氟化物的去除率达66%～93%,能够知足苦咸水淡化需求;

（2）电渗析对耗氧量、NH32N、NO-32N、NO22N及硅的去除率较低,仅15%～45%,但由于原水中上述指标含量较低,去除率虽低,尚能知足生活饮用水卫生要求;

　　（3）电渗析对SO2-4的去除率为63.8%,用以淡化SO-42Na型和SO4·Cl2Na型水,很难知足生活饮用水卫生要求;

　　（4）电渗析进程的能耗与给水含盐量有紧密关系,给水含盐量越高,能耗越大,因此电渗析比较适合低盐苦咸水的淡化。

　　另外,由于电渗析不能去除水中有机物和细菌,加上设备运行能耗较大,使其在苦咸水淡化工程中的应用受到局限,因此原有电渗析装置在苦咸水淡化方面慢慢被反渗透装置所取代。

　　反渗透法

　　反渗透法的大体原理及特点用一种选择透过性膜将一个容器分为两半,在膜的双侧同时别离加入纯水和盐水,使膜双侧的液面一样高,过了一按时刻会发生盐水侧的液面在升高,纯水侧的液面在下降,这是由于水分子透过半透膜向盐水侧迁移的结果,这种现象称为渗透。

能够对水或溶液具有选择透过性的膜称为半透膜。

若是在浓溶液一边加上适当的压力,那么可使渗透停止。

当稀溶液向浓溶液的渗透停止时的压力称为渗透压。

反渗透那么是在浓溶液一边加上比自然渗透更高的压力,扭转自然渗透方向,把溶液中的离子压到半透膜的另一边,这与自然界的正常渗透进程相反,故称之为“反渗透”,这种装置称为反渗透装置。

反渗透方式能够从水中除去90%以上的溶解性盐类和99%以上的胶体微生物及有机物等。

与其他水处置方式相较具有无相态转变、常温操作、设备简单、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优势。

尤其以风能、太阳能作动力的反渗透净化苦咸水装置,是解决无电和常规能源欠缺地域人们生活用水问题的既经济又靠得住的途径。

反渗透淡化法不仅适用于海水淡化,也适合于苦咸水淡化。

现有的淡化法中,反渗透淡化法是最经济的,它乃至已经超过电渗析淡化法。

由于反渗透进程的推动力是压力,进程中没有发生相转变,膜仅起着“筛分”的作用,因此反渗透分离进程所需能耗较低。

在现有海水和苦咸水淡化中,反渗透法是最节能的。

反渗透膜分离的特点是它的“广谱”分离,即它不但能够脱除水中的各类离子,而且能够脱除比离子大的微粒,如大部份的有机物、胶体、病毒、细菌、悬浮物等,故反渗透分离法又有广谱分离法之称。

　　常规的反渗透法工艺流程

　　常规反渗透法工艺流程是:

原水→预处置系统→高压水泵→反渗透膜组件→净化水。

其中预处置系统视原水的水质情形和出水要求可采取粗滤、活性炭吸附、精滤等,精滤必不可少,是为了爱惜反渗透膜、延长其利用寿命而设立的,另外,复合膜对水中的游离氯超级灵敏,因此预处置系统中通常都配备活性炭吸附。

　　反渗透法给水预处置

　　给水预处置对反渗透法平安运行是相当重要的。

不管地表水或地下水,都含有一些可溶或不可溶的有机物和无机物。

尽管反渗透能截留这gesep全世界节能环保网些物质,但反渗透主若是用来脱盐。

若是反渗透给水中含有过量的浊度、悬浮物质,这些物质将会淤积在膜表面上,另外还可使水中硬度太高而结垢,这些将使流道堵塞,造成膜组件压差增大、产水量和脱盐率下降,乃至使膜组件报废的严峻结果。

另外不同膜材料具有不同的化学稳固性,它们对pH、余氯、温度、细菌、某些化学物质等的稳固性也有专门大的阻碍,对给水预处置的要求也不同。

一样来讲,膜组件生产厂商均会提出给水水质指标。

这些指标包括:

（1）淤泥密度指数（SDI）。

该指数能较好地反映给水中胶体、浊度和悬浮物的含量,给水预处置后,SDI越低对膜组件的利用年限越长,一样要求SDI≤4。

降低给水中的SDI,可采取絮凝、沉淀、过滤等方式。

（2）pH。

复合膜耐pH范围较宽（2～11）,而三醋酸纤维素耐pH范围较窄（3～8）,超过规定范围膜易水解。

调剂pH的另一个目的是降低给水中的碱度。

　　（3）碱度。

碱度是气宇水样中和酸的能力,能与酸中和的物质是氢氧根离子、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐和磷酸盐等,碱度与氢氧化物和碳酸盐结垢有紧密关系。

碱度太高就必需用酸中和加以破坏。

　　（4）温度。

不同膜材料的耐温能力有所不同。

如复合膜耐温可高达45℃,而三醋酸纤维膜那么不能超过35℃,水温度太高还会增加膜的压密性,膜组件产水量会大大下降。

另外较高的水温（超过25℃）会加速细菌的繁衍,这时更要注意灭菌方法。

　　（5）铁锰的含量。

铁、锰易造成膜面上污垢的沉积。

　　（6）硫酸盐。

硫酸盐（如CaSO4）不易清除,当硫酸盐和钙、镁含量较高时,必需注意加防垢剂,严格操纵水的回收率。

　　（7）硬度。

硬度要紧指钙离子和镁离子的含量,它是碳酸盐垢和硫酸盐垢的要紧成份。

通过计算水中Lange2lier饱和指数、Stiff和Davis稳固指数可判定结垢的趋势。

　　（8）余氯。

加氯灭菌也是反渗透淡化进程中不可少的进程,但不同膜材料的耐氯性有专门大的不同。

三醋酸纤维素耐氯性能较好,可耐1.0mg/L的余氯,而复合膜那么只能在低于0.1mg/L下运行。

通过加入亚硫酸氢钠能够降低余氯。

　　（9）总有机碳（TOC）。

TOC过量可能引发微生物的污染,专门是通过杀菌消毒进程,如水温较高,消毒分解的有机物,正是细菌的饵料,以致残余的细菌繁衍更快,醋酸纤维素膜对此超级灵敏。

降低给水中的TOC,可通度日性碳吸附。

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　　反渗透淡化系统的平安运行

　　尽管反渗透系统运行已证明是靠得住的,但产生的故障报导也很多,如给水预处置不妥、没有按规定操纵各类运行参数,均系操作不妥引发。

因此,反渗透淡化系统平安运行必需注意以下问题:

（1）按期测试SDI指数。

SDI太高,会造成膜组件的不可逆污染,缩短组件的寿命。

（2）操纵回收率。

回收率太高,一方面使难溶盐的组分超过溶度积而结垢,另一方面组件里的浓水流速太低,易于产生浓差极化引发结垢,同时无益于把水中胶体、悬浮物等排出。

　　（3）注意膜组件的压差。

膜组件的初期压差是很小的,如假设压差增大较快,预示膜组件被污染或结垢,必需查出缘故,并予以纠正。

　　（4）注意产水量和脱盐率的转变,通常与压差转变同时显现。

如在短时刻内,产水量和脱盐率明显转变,必需检查预处置系统运行是不是正常,如加药量是不是适合、过滤器是不是漏砂等。

　　反渗透法淡化苦咸水成效分析

（1）反渗透系统对二价及多价阳阴离子的截留成效高于单价离子（表1）。

　　阴、阳离子截留率（%）

　　阳离子　阴离子

　　Fe3+Ca2+Mg2+K+Na+　SO2-4Cl-F-HCO-3

　　100.098.899.598.596.5　98.496.496.094.7

（2）反渗透系统对水质极差的SO4·Cl2Na·Mg型和SO4·Cl2Na型苦咸水中的溶解性总固体、总硬度、铁、锰、钙、镁、钾、钠、硫酸盐、氯化物、二氧化硅等无机盐的去除率为96%～100%;总硬度、氯化物、硫酸盐、溶解性固体等指标去除率大于98%,出水水质优于国家和国际水质标准[6,7]。

　　（3）反渗透系统对人体健康危害较大的氟化物去除率为96%,六价铬去除率为92.5%。

　　（4）反渗透系统对污染性及毒理学指标、耗氧量、NH32N、NO22N、NO32N、砷去除率40%～83%,低于上述无机盐类去除率,但原水中污染性指标含量相对较低,40%～83%的去除率完全能够知足生活饮用水卫生标准要求。

　　（5）苦咸水中,微生物含量在地表水、地下水中不同较大,反渗透系统对细菌总数检测的去除率从44.6%提高到93.2%,去除成效明显。

　　（6）原水中毒理学指标及部份理化指标如铜、锌、铅、铬、镉、银、汞、硒、氰、挥发酚类、三氯甲烷、四氯化碳、苯并（a）芘、滴滴涕、六六六含量均较低,多数低于查验方式的检出下限,不做加标查验,难以从运行水质指标中确信反渗透器对它们的去除成效,但依照中国预防医学科学院环境卫生监测所1997年7月对一些反渗透装置加标查验报告来看,上述指标的去除率绝大部份达到100%。

　　反渗透法、电渗析法淡化苦咸水成效比较

　　反渗透法脱盐率及产水纯净程度都比电渗析法高,出水水质优于我国《生活饮用水卫生标准》,对高氟低矿化度苦咸水通过反渗透法淡化,出水水质可达到我国《饮用纯净水卫生标准》。

有资料说明,反渗透法淡化苦咸水的能耗———电耗、水耗均低于电渗析法,而且反渗透法设备结构紧凑、占地面积小、运行成效稳固靠得住、符合“清洁生产”要求,反渗透法是较其他方式更为合理、有效的苦咸水淡化方式。

　　结语沈阳苦咸水淡设备,沈阳海水淡化设备

　　采纳反渗透法对不同含盐量的苦咸水进行脱盐淡化,淡化进程中,系统运行稳固。

系统的脱盐率达96%以上,淡化水水质达到国家生活饮用水标准。

反渗透系统苦咸水淡扮装置具有较强的适应性,可依照原水的水质情形,调整运行参数来实现对不同含盐量的苦咸水持续进行处置。

该装置高度集成化,可望成为定型的成套设备