海水淡化可行性研究報告電滲析技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-10 07:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 很少的淡水室，出水稱為淡水。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水。從而使離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。 電滲析的具體工藝流程如下：圖5 電滲析進(jìn)行海水淡化設(shè)備圖當(dāng)海水流經(jīng)電滲器時，在直流電場的作用下，陰離子透過陰膜向陽極方向遷移，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遷移，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。 . 方法對比及方案選取表2 各種處理方法優(yōu)缺點(diǎn)對比處理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)反滲透法可在一般溫度下操作，沒有相變 濃縮分離同時進(jìn)行；不需投加其他物質(zhì)，不改變分離物質(zhì)的性質(zhì)；有效的去除水中的溶解鹽、膠體等大部分有機(jī)物等雜質(zhì)；預(yù)處理要求嚴(yán)格；反滲透膜需要定期更換，運(yùn)行成本高；海水溫度低的情況下需加熱處理；需要高壓設(shè)備；離子交換法淡化后的水仍會保留部分人體所需要的離子，有利于人體健康；不排放污染環(huán)境的氣、液、渣，符合環(huán)保要求；會產(chǎn)生過量的再生廢液；周期較長、耗鹽量大；有機(jī)物的存在會污染離子交換樹脂；排出大量含鹽廢水易引起管道腐蝕；蒸餾法結(jié)構(gòu)簡單、操作容易；所得淡水水質(zhì)好；一次只能淡化少量的海水，不能連續(xù)生產(chǎn)； 蒸餾器內(nèi)壁易結(jié)水垢使蒸餾能力降低；用于蒸餾的熱量不能回收重復(fù)利用；電滲析法不需要消耗化學(xué)藥品；設(shè)備簡單、操作方便；可以同時對電解質(zhì)水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用無相變過程；工作介質(zhì)不需要再生；對于不導(dǎo)電的顆粒沒有去除能力；方案分析：通過以上對比分析，我們不難看出，采取電滲析法對海水進(jìn)行淡水處理是最經(jīng)濟(jì)的。首先， 從經(jīng)濟(jì)效益方面說，電滲析處水水質(zhì)穩(wěn)定，投資費(fèi)用回收時問短，電滲析裝置主要為一次性投資， 一般保持每年5％；的離子交換膜更換翠就町以維持正常生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)效益明顯。其次，在設(shè)備的實(shí)用性和可操作性方面，與其他海水處理方法比較，電滲折工程施工方便，運(yùn)行周期長，裝置設(shè)計與系統(tǒng)應(yīng)用靈活，操作維修方便，具有更好的工程實(shí)地應(yīng)用性。再次，電滲析裝置使用壽命長，其實(shí)用的材料的絕緣性與抗腐蝕性都很好，不存在如蒸餾那樣的裝置嚴(yán)重腐蝕問題。綜合以上觀點(diǎn)，電滲析是最佳處理方法。2. 工藝設(shè)計. 電滲析進(jìn)水水質(zhì)要求水溫：540 OC 耗氧量3mg/L(高錳酸鉀法)、游離氯、鐵、錳。濁度:、污染指數(shù)SDI7(EDR)。. 電滲析海水淡化處理過程原理電滲析是利用離子交換膜在電位差推動力的作用下，從水溶液中脫除離子的一種分離技術(shù)。如圖6所示，電滲析器一般由陽離子交換膜和陰離子交換膜交替疊合在陽極和陰極之間組成，由一張陽膜和一張陰膜組成一個膜對，可組裝成一個隔室，當(dāng)氯化鈉水溶液流過兩膜間的隔室時，在電場作用下，溶液中帶正電荷的鈉離子做定向連續(xù)遷移，滲透通過帶負(fù)電荷的陽離子交換膜，被陰離子交換膜阻擋；與此同時，溶液中帶負(fù)電賀的氯例子連續(xù)滲透通過陰離子交換膜。這種反離子的定向遷移結(jié)果是每隔一室溶液中的離子濃度增加，而與其相見的另一隔室內(nèi)的溶液中離子濃度下降。一般稱溶液離子濃度增加的隔室稱為濃縮室，其溶液稱為溶液或鹽水；溶液離子濃度降低的隔室稱為淡化室，其溶液稱為稀溶液或淡水。從而使離子得到了分離和濃縮，海水得到淡化。圖6 電滲析原理示意圖. 工藝設(shè)計1000m3/d 海水淡化電滲析法具體工藝流程如下： 圖7 1000m3/d電滲析海水循環(huán)淡化工藝流程簡單示意圖圖8 1000m3/d電滲析海水循環(huán)淡化工藝流程系統(tǒng)圖. 海水預(yù)處理 為了達(dá)到上述進(jìn)水水質(zhì)要求，海水預(yù)處理部分設(shè)計如下：海水取水部分的主要設(shè)備有真空引水箱、海水泵和海水箱。第一次開泵前需將真空引水箱加滿水，啟動海水泵后，海水便進(jìn)入海水箱，海水箱中裝有浮球閥以控制水箱水位。采取上述裝置的原因在于：海水中存在一些不穩(wěn)定離子，若所處環(huán)境改變后，這些離子會還原成膠狀物致使原水濁度升高。因此，在原水進(jìn)入淡化裝置之前設(shè)置海水箱，海水與大氣充分接觸逐步趨于穩(wěn)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，在預(yù)處理前加次氯酸鈉(2mg/L)殺滅細(xì)菌，同時防止和抑制微生物的滋生。殺菌后的水加入絮凝劑(聚合氯化鐵5mg/L)進(jìn)行直流凝聚，以便后續(xù)過濾去除。預(yù)處理部分的主要設(shè)備有原水泵，雙層濾料砂濾器，200目捕捉器和5 0um 精濾器。正常運(yùn)行時，啟動原水泵，使海水箱的海水經(jīng)三級過濾后，達(dá)到進(jìn)水水質(zhì)要求后分別向淡化箱、濃縮箱，極水箱供水。. 電滲析循環(huán)淡化 我國海域海水濃度高達(dá)34400mg/L，而一臺電滲析的原水利用率為80%，回收率（產(chǎn)1m3的淡水所需的海水量）為45℅75℅，脫鹽率為45%90%。為了達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)飲用水(800～1000mg/L )的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，電滲析淡化工藝采用批量循環(huán)法， 一臺電滲析的原水利用率為80%，回收率為45℅75℅，回收率按60%計算則有：水處理量為10000m3/d，每小時處理量為：10000/24=417 m3/h原水利用率為80%，回收率60% 則每天產(chǎn)水量為：417= m3/h折算成質(zhì)量為： m3/h1000kg/m3= 由電滲析器規(guī)格性能表查得，產(chǎn)水量最多的電滲析器產(chǎn)水量為60t/h,為滿足產(chǎn)水量要求，選擇產(chǎn)水量60t/h的電滲析器四組（產(chǎn)水量可達(dá)240t/h）并聯(lián)運(yùn)行。四個系列可以同時運(yùn)行，在意外情況發(fā)生時，如果某系列出現(xiàn)問題，其他三組電滲析器的產(chǎn)水量為180t/h，仍然可以保證要求產(chǎn)水量的90%。我國海域海水濃度高達(dá)34400mg/L，如果采用一臺電滲析器，脫鹽率按85%計算：每臺電滲析器脫鹽后，水含鹽量為：34400mg/L=5160 mg/L兩臺電滲析器脫鹽后，水含鹽量為：5160mg/L=774 mg/L由計算可以看出，一臺電滲析器的脫鹽量無法達(dá)到飲用水水質(zhì)要求，所以每系列由二臺電滲析器串聯(lián)組成，以保證出水水質(zhì)。運(yùn)轉(zhuǎn)時，電滲析器分別由四臺整流器供直流電。便于檢修，本系統(tǒng)共設(shè)計四個系列，每系列由二臺電滲析器串聯(lián)，四個系列可以同時運(yùn)行，某系列出現(xiàn)問題其他裝置仍可保證出水。批量循環(huán)淡化當(dāng)海水預(yù)處理部分處于正常工作狀態(tài)后，其淡化箱，濃縮箱和極水箱都是滿水位，這時調(diào)節(jié)好各水箱流量、壓力，開啟整流器，整套機(jī)組啟動完畢。通入直流電后起動工作，可把電氣旋鈕板至自動位置進(jìn)行自動操作淡化。通直流電后，電滲
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