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苦咸水淡化常規(guī)幾大做法文章來源：福州科境水處理工程有限公司作者：福州科境水處理發(fā)表時(shí)間：2015-09-06 16:58:16 蒸餾法 蒸餾法就是把苦咸水或海水加熱使之沸騰蒸發(fā),再把蒸汽冷凝成淡水的過程。蒸餾法是最早采用的淡化法,其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好。蒸餾法有許多種,如多效蒸發(fā)、多級(jí)閃蒸、壓汽蒸餾、膜蒸餾等。 電滲析法 1 電滲析法的基本原理、特點(diǎn)和適用范圍在苦咸水淡化中應(yīng)用的電滲析法簡稱ED ,是利用離子交換膜在電場作用下,分離鹽水中的陰、陽離子,從而使淡水室中鹽分濃度降低而得到淡水的一種膜分離技術(shù)。電滲析裝置是利用離子在電場的作用下定向遷移,通過選擇透過性的離子交換膜達(dá)到除鹽目的。在外加直流電場的作用下,水中的離子作定向遷移(陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過) ,使一種水中大部分離子遷移到另一種水中去。該技術(shù)已比較成熟,具有工藝簡單、除鹽率高、制水成本低、操作方便、不污染環(huán)境等主要優(yōu)點(diǎn),但存在對(duì)水質(zhì)要求較嚴(yán)格、需對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理等缺點(diǎn)。20 世紀(jì)50 年代,美國、英國開始將這種方法用于苦咸水淡化,中國在20 世紀(jì)80 年代將此法用于苦咸水淡化、工業(yè)用純水和超純水制造。 2 電滲析法在苦咸水淡化工程中的應(yīng)用特點(diǎn) (1) 電滲析對(duì)鐵、鎂、鈣、鉀、氯化物等溶解性無機(jī)鹽類及毒理學(xué)指標(biāo)砷、氟化物的去除率達(dá)66 %～93 % ,可以滿足苦咸水淡化需求; (2) 電滲析對(duì)耗氧量、N H32N、NO-32N 、NO22N及硅的去除率較低,僅15 %～45 % ,但由于原水中上述指標(biāo)含量較低,去除率雖低,尚能滿足生活飲用水衛(wèi)生要求; (3) 電滲析對(duì)SO2 -4 的去除率為63. 8 % ,用以淡化SO-42Na 型和SO4 •Cl2Na 型水,很難滿足生活飲用水衛(wèi)生要求; (4) 電滲析過程的能耗與給水含鹽量有密切關(guān)系,給水含鹽量越高,能耗越大,因此電滲析比較適合低鹽苦咸水的淡化。 此外,由于電滲析不能去除水中有機(jī)物和細(xì)菌,加之設(shè)備運(yùn)行能耗較大,使其在苦咸水淡化工程中的應(yīng)用受到局限,因而原有電滲析裝置在苦咸水淡化方面逐漸被反滲透裝置所取代。 反滲透法 反滲透法的基本原理及特點(diǎn)用一種選擇透過性膜將一個(gè)容器分為兩半,在膜的兩側(cè)同時(shí)分別加入純水和鹽水,使膜兩側(cè)的液面一樣高,過了一定時(shí)間會(huì)發(fā)生鹽水側(cè)的液面在升高,純水側(cè)的液面在下降,這是由于水分子透過半透膜向鹽水側(cè)遷移的結(jié)果,這種現(xiàn)象稱為滲透。能夠?qū)λ蛉芤壕哂羞x擇透過性的膜稱為半透膜。如果在濃溶液一邊加上適當(dāng)?shù)膲毫?則可使?jié)B透停止。當(dāng)稀溶液向濃溶液的滲透停止時(shí)的壓力稱為滲透壓。反滲透則是在濃溶液一邊加上比自然滲透更高的壓力,扭轉(zhuǎn)自然滲透方向,把溶液中的離子壓到半透膜的另一邊,這與自然界的正常滲透過程相反,故稱之為“反滲透”,這種裝置稱為反滲透裝置。反滲透方法可以從水中除去90 %以上的溶解性鹽類和99 %以上的膠體微生物及有機(jī)物等。與其他水處理方法相比具有無相態(tài)變化、常溫操作、設(shè)備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高和出水質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。尤其以風(fēng)能、太陽能作動(dòng)力的反滲透凈化苦咸水裝置,是解決無電和常規(guī)能源短缺地區(qū)人們生活用水問題的既經(jīng)濟(jì)又可靠的途徑。 反滲透淡化法不僅適用于海水淡化,也適合于苦咸水淡化。現(xiàn)有的淡化法中,反滲透淡化法是最經(jīng)濟(jì)的,它甚至已經(jīng)超過電滲析淡化法。由于反滲透過程的推動(dòng)力是壓力,過程中沒有發(fā)生相變化,膜僅起著“篩分”的作用,因此反滲透分離過程所需能耗較低。在現(xiàn)有海水和苦咸水淡化中,反滲透法是最節(jié)能的。反滲透膜分離的特點(diǎn)是它的“廣譜”分離,即它不但可以脫除水中的各種離子,而且可以脫除比離子大的微粒,如大部分的有機(jī)物、膠體、病毒、細(xì)菌、懸浮物等,故反滲透分離法又有廣譜分離法之稱。 常規(guī)的反滲透法工藝流程 常規(guī)反滲透法工藝流程是:原水→預(yù)處理系統(tǒng)→高壓水泵→反滲透膜組件→凈化水。其中預(yù)處理系統(tǒng)視原水的水質(zhì)情況和出水要求 可采取粗濾、 活性炭吸附、精濾等,精濾必不可少,是為了保護(hù)反滲透膜、延長其使用壽命而設(shè)立的,另外,復(fù)合膜對(duì)水中的游離氯非常敏感,因而預(yù)處理系統(tǒng)中通常都配備活性炭吸附。 反滲透法給水預(yù)處理 給水預(yù)處理對(duì)反滲透法安全運(yùn)行是至關(guān)重要的。無論地表水或地下水,都含有一些可溶或不可溶的有機(jī)物和無機(jī)物。雖然反滲透能截留這些物質(zhì),但反滲透主要是用來脫鹽。如果反滲透給水中含有過多的濁度、懸浮物質(zhì),這些物質(zhì)將會(huì)淤積在膜表面上,此外還可使水中硬度過高而結(jié)垢,這些將使流道堵塞,造成膜組件壓差增大、產(chǎn)水量和脫鹽率下降,甚至使膜組件報(bào)廢的嚴(yán)重結(jié)果。另外不同膜材料具有不同的化學(xué)穩(wěn)定性,它們對(duì)p H、余氯、溫度、細(xì)菌、某些化學(xué)物質(zhì)等的穩(wěn)定性也有很大的影響,對(duì)給水預(yù)處理的要求也不同。一般來講,膜組件生產(chǎn)廠商均會(huì)提出給水水質(zhì)指標(biāo)。 反滲透淡化系統(tǒng)的安全運(yùn)行 雖然反滲透系統(tǒng)運(yùn)行已證明是可靠的,但產(chǎn)生的故障報(bào)道也不少,如給水預(yù)處理不當(dāng)、沒有按規(guī)定控制各種運(yùn)行參數(shù),均系操作不當(dāng)引起。因此,反滲透淡化系統(tǒng)安全運(yùn)行必須注意以下問題: (1) 定期測試S D I 指數(shù)。S D I 過高,會(huì)造成膜組件的不可逆污染,縮短組件的壽命。 (2) 控制回收率。回收率過高,一方面使難溶鹽的組分超過溶度積而結(jié)垢,另一方面組件里的濃水流速過低,易于產(chǎn)生濃差極化引起結(jié)垢,同時(shí)不利于把水中膠體、懸浮物等排出。 (3) 注意膜組件的壓差。膜組件的初期壓差是很小的,如若壓差增大較快,預(yù)示膜組件被污染或結(jié)垢,必須查出原因,并予以糾正。 (4) 注意產(chǎn)水量和脫鹽率的變化,通常與壓差變化同時(shí)出現(xiàn)。如在短時(shí)間內(nèi),產(chǎn)水量和脫鹽率明顯變化,必須檢查預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行是否正常,如加藥量是否合適、過濾器是否漏砂等。 反滲透法淡化苦咸水效果 反滲透法脫鹽率及產(chǎn)水純凈程度都比電滲析法高,出水水質(zhì)優(yōu)于我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)高氟低礦化度苦咸水通過反滲透法淡化,出水水質(zhì)可達(dá)到我國《飲用純凈水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。有資料表明,反滲透法淡化苦咸水的能耗———電耗、水耗均低于電滲析法,而且反滲透法設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠、符合“清潔生產(chǎn)”要求,反滲透法是較其他方法更為合理、有效的苦咸水淡化方法。 采用反滲透法對(duì)不同含鹽量的苦咸水進(jìn)行脫鹽淡化,淡化過程中,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)的脫鹽率達(dá)96 %以上,淡化水水質(zhì)達(dá)到國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。反滲透系統(tǒng)苦咸水淡化裝置具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,可根據(jù)原水的水質(zhì)情況,調(diào)整運(yùn)行參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同含鹽量的苦咸水連續(xù)進(jìn)行處理。該裝置高度集成化,可望成為定型的成套設(shè)備。 |
