海水淡化可行性研究报告40电渗析技术41(编辑修改稿)

海水淡化可行性研究报告40电渗析技术41(编辑修改稿)内容摘要：

方法对比及方案选取 表 2 各种处理方法优缺点对比 处理方法 优点 缺点 反渗透法 可在一般 温度下操作，没有相变 浓缩分离同时进行； 不需投加其他物质，不改变分离物质的性质； 有效的去除水中的溶解盐、胶体等大部分有机物等杂质； 预处理要求严格； 反渗透膜需要定期更换，运行成本高； 海水温度低的情况下需加热处理； 需要高压设备； 离子交换法 淡化后的水仍会保留部分人体所需要的离子，有利于人体健康； 不排放污染环境的气、液、渣，符合环保要求； 会产生过量的再生废液； 周期较长、耗盐量大； 有机物的存在会污染离子交换树脂； 排出大量含盐废水易引起管道腐蚀； 蒸馏法 结构简单、操作容易； 所得淡水水 质好； 一次只能淡化少量的海水，不能连续生产； 蒸馏器内壁易结水垢使蒸馏能力降低； 用于蒸馏的热量不能回收重复利用； 电渗析法 不需要消耗化学药品； 设备简单、操作方便； 可以同时对电解质水溶液起淡对于不导电的颗粒没有去除能力； 图 5 电渗析进行海水淡化设备图 环境工程 7 化、浓缩、分离、提纯作用 无相变过程； 工作介质不需要再生； 方案 分析： 通过以上对比分析，我们不难看出， 采取电渗析法对 海水 进行 淡水 处理 是最经济的。 首先， 从经济效益方面说，电渗析处 水水质稳定 ， 投资费用回收时问短 ，电渗析 装置主要为一次性投资， 一般保持每年 5％ ； 的离子交换膜 更换翠就町以维持正常生产。 经济效益明显。 其次，在设备的实用性和可操作性方面，与其他海水处理方法比较， 电渗折工程施工方便 ，运行周期长 ，装置设计与系统应用灵活，操作维修方便 ，具有更好的工程实地应用性。 再次，电渗析 装置使用寿命长 ，其实用的 材料的绝缘性与抗腐蚀性都很好，不存在如 蒸馏 那样的装置严重腐蚀问题。 综合以上观点，电渗析是最佳处理方法。 2. 工艺设计 . 电渗析进水水质要求 水温： 540 OC 耗氧量 3mg/L(高锰酸钾法 )、游离氯 、铁 、锰。 浊度 : 隔板 、 隔板 、污染指数 SDI7(EDR)。 . 电渗析海水淡化处理过程原理 电渗析是利用离子交换膜在电位差推动力的作用下，从水溶液中脱除离子的一种分离技术。 如图 6 所示，电渗析器一般由阳离子交换膜和阴离子交换膜交替叠合在阳极和阴极之间组成，由一张阳膜和一张阴膜组成一个膜对，可组装成一个隔室，当氯化钠水溶液流过两膜间的隔室时，在电场作用下，溶液中带正电荷的钠离子做定向连续迁移，渗透通过带负电荷的阳离子交换膜，被阴离子交换膜阻挡；与此同时，溶液中带负电贺的氯例子连 续渗透通过阴离子交换膜。 这种反离子的定向迁移结果是每隔一室溶液中的离子浓度增加，而与其相见的另一隔室内的溶液中离子浓度下降。 一般称溶液离子浓度增加的隔室称为浓缩室，其溶液称为溶液或盐水；溶液离子浓度降低的隔室称为淡化室，其溶液称为稀溶液或淡水。 从而使离子得到了分离和浓缩，海水得到淡化。 环境工程 8 图 6 电渗析原理示意图 . 工艺设计 1000m3/d 海水淡化电渗析法 具体 工艺流程 如下： 图 7 1000m3/d 电渗析海水循环淡化工艺流程简单示意图 图 8 1000m3/d电渗析海水循环淡化工艺流 程系统图 环境工程 9 . 海水预处理 为了达到上述进水水质要求，海水预处理部分设计如下： 海水取水部分的主要设备有真空引水箱、海水泵和海水箱。 第一次开泵前需将真空引水箱加满水，启动海水泵后 ，海水便进入海水箱，海水箱中装有浮球阀以控制水箱水位。 采取上述装置的原因在于： 海水中存在一些不稳定离子，若所处环境改变后，这些离子会还原成胶状物致使原水浊度升高。 因此，在原水进入淡化装置之前设置海水箱，海水与大气充分接触逐步趋于稳定， 并在海水箱中得到初步澄清沉淀。 由于原水中含有微生物，在预处理前加次氯酸钠 (2mg/L)杀灭细菌，同时防 止和抑制微生物的滋生。 杀菌后的水加入絮凝剂 (聚合氯化铁 5mg/L)进行直流凝聚，以便后续过滤去除。 预处理部分的主要设备有原水泵，双层滤料砂滤器， 200 目捕捉器和 5 0um 精滤器。 正常运行时，启动原水泵，使海水箱的海水经三级过滤后，达到进水水质要求后分别向淡化箱、浓缩箱，极水箱供水。 . 电渗析循环淡化 我国海域海水浓度高达 34400mg/L，而一台电渗析的 原水利用率为 80%，回收 率 （产 1m3的淡水所需的海水量） 为 45℅ 75℅， 脱盐率为 45%90%。 为了达到国家标准饮用水 (800～1000mg/L )的水质标准 ， 电渗析淡化工艺采用批量循环法， 一台电渗析的 原水利用率为 80%，回收率 为 45℅ 75℅， 回收率按 60%计算则有： 水处理量为 10000m3/d，每小时处理量为： 10000/24=417 m3/h 原水利用率为 80%，回收率 60% 则每天产水量为： 417 = m3/h 折算成质量为： m3/h 1000kg/m3= 由电渗析器规格性能表查得，产水量最多的电渗析器产水量为 60t/h,为满足产水量要求，选择产水量 60t/h 的电渗析 器四组（产水量可达 240t/h）并联运行。 四个系列可以同时运行 ，在意外情况发生时 ， 如果 某系列出现问题 ，其他三组电渗析器的产水量为 180t/h， 仍然可以保证要求产水量的 90%。 我国海域海水浓度高达 34400mg/L，如果采用一台电渗析器，脱盐率按 85%计算： 每台电渗析器脱盐后，水含盐量为： 环境工程 10 34400mg/L =5160 mg/L 两台电渗析器脱盐后，水含盐量为： 5160mg/L =774 mg/L 由计算可以看出，一台电渗析器的脱盐量无法达到饮用水水质要求，所以 每系列由二台电渗析器串联 组成，以保证出水水质。 运转时，电渗析器分别由四台整流器供直流电。 便于检修，本系统共设计四个系列，每系列由二台电渗析器串联，四个系列可以同时运行，某系列出现问题 其他装置仍可保证出水。 批量循环淡化 当海水预处理部分处于正常工作状态后，其淡化箱，浓缩箱和极水箱都是满水位，这时调节好各水箱流量、压力，开启整流器，整套机组启动完毕。 通入直流电后起动工作，可把电气旋钮板至自动位置进行自动操作淡化。 通直流电后，电渗析器开始脱盐，淡水箱中的海水所含的盐不断通过电渗析器循环脱盐而迁移到浓缩箱的浓水中 去，由于刚通电时淡化箱中的是海水，含盐最高，其水电阻低，故而每台电渗析器的电流较大，随着脱盐时间的延续，淡化箱中海水的浓度不断下降，其水电阻不断上升，电渗析器的电流也随之降低，当盐量计指示该淡化水已符合产品水要求时 (800mg/L) ，这时。