CN101054220A - 海咸水预处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种海咸水预处理方法，其包括以下步骤：步骤1：澄清，产生一些泥浆废水，在海咸水用“咸潮灵”净化剂，该咸潮灵净化剂是一种碱金属高铁酸盐、一种碱金属碳酸铝盐、碱金属磷酸铵复盐、分子量800－1500万的离子型碳氢聚合物，按比例复配，溶解在含胺的碱性溶液反应，缓慢降温至65－90摄氏度，保温一段时间而生成的强粘性高分子聚合物；步骤2：在离子交换设备中进行离子交换处理；步骤3：经步骤2处理的海咸水进入淡化设备淡化，得到成品淡水和浓水；步骤4：步骤3中得到的浓水，一部分作为工业用纯盐水，另一部分作为再生用纯盐水返回步骤2的离子交换设备中使离子交换树脂再生，产生再生废水。
Description
技术领域
本发明涉及一种海咸水淡化处理方法，尤其涉及一种海咸水的预处理方法。
背景技术
现有技术中，海咸水的淡化处理一般是采用如图1所示的工艺流程：
该工艺流程中的淡化，包括电渗析、反渗透、蒸馏等设备中的一种或者多种组合。该工艺流程中淡化之前的五道工序统称为海咸水的预处理。该工艺流程已经广泛应用，淡水产量从几公斤、几百几十吨、几千吨的都有实例在世界各地运转。
但是该工艺流程有着实质性的缺陷：
1、不能去除预处理水中的结垢性化合物，导致电耗高；
它使用的澄清剂，是常规的铝铁盐化合物，如硫酸铝、氯化铁、氯化铝等及其聚合物，是一种淡水才有效的澄清剂，而在高电解质浓度高电荷的海咸水中，它的电中和澄清机制十分有限，不但澄清效果十分差，而且不能大部分的去除水中结垢性化合物。虽然在工艺流程中淡化之前加入了阻垢剂，但仅仅起到将结垢性化合物络合在水中的作用，企图提高结垢性化合物在水中的溶解度，但隐患依然存在而且效果有限。淡化设备中的结垢堵塞还是经常发生，导致淡化系统经常性停机、拆洗、反冲洗。而且膜透通量降低，因而能耗高。
2、水资源利用率低；
这中工艺流程有三种废水大量排弃，包括避免结垢堵塞而排出的大量浓缩海咸水、为清洗各个过滤工序设备耗用大量淡水反冲洗而形成的反洗淡废水、澄清工序设备排出的泥浆(含水率95％以上)。这三种废水占了整个淡化系统进水量的70-80％，即每生产1吨淡水，至少有3-5吨水资源被污染而排弃。
3、废水资源不能有效利用；
上述三种废水包含了海咸水中除淡水外的全部资源及污染物，由于量大而混杂，目前尚无法低成本的净化回收，结果既浪费了资源，又污染了环境，废水排到土地中造成土地盐碱化无法恢复。
4、系统复杂投资大；
这种工艺流程预处理部分就包含5个基本工序，还需要增加辅助设备、自控系统，系统更加复杂，可靠性越差，失误事故概率高，投资高。
发明内容
本发明的目的在于克服海咸水淡化传统工艺中存在的上述缺陷，改进淡水生产工艺。
为实现上述目的，本发明提供一种海咸水预处理方法，其包括以下步骤：
步骤1：澄清，产生一些泥浆废水；在海咸水用“咸潮灵”净化剂，该咸潮灵净化剂是一种碱金属高铁酸盐、一种碱金属碳酸铝盐、碱金属磷酸铵复盐、分子量800-1500万的离子型碳氢聚合物，按比例复配，溶解在含胺的碱性溶液反应，缓慢降温至65-90摄氏度，保温一段时间而生成的强粘性高分子聚合物；
步骤2：在离子交换设备中进行离子交换处理；
步骤3：经步骤2处理的海咸水进入淡化设备淡化，得到成品淡水和浓水；
步骤4：步骤3中得到的浓水，一部分作为工业用纯盐水，另一部分作为再生用纯盐水返回步骤2的离子交换设备中使离子交换树脂再生，产生再生废水。
本发明具有以下有益效果：
1、加入了咸潮灵净化剂，淡化设备不再会结构堵塞；也不用在海咸水进入淡化设备之前加入阻垢剂；
2、由于没有结垢堵塞之忧，所有防止淡化设备结构堵赛的各种自控部件辅助工序都可以省略，简化了工艺流程，降低了投资成本和淡化成本；
3、淡化设备出来的浓水可以做工业纯盐水和再生纯盐水，综合利用了资源，无环境污染，淡水成本更低。
附图说明
图1是现有技术的海咸水的淡化处理的工艺流程图。
图2是本发明海咸水预处理方法的工艺原理流程图。
图3是本发明海咸水预处理方法的实施例一的工艺流程图。
具体实施方式
一种海咸水预处理方法，其包括以下步骤：
步骤1：澄清，产生一些泥浆废水；
在这一步骤中，在海咸水用“咸潮灵”净化剂，它们发生化学反应，生成一种高密度、沉降快、具有吸附杀菌过滤功能的泥浆废水，使海咸水一次性实现无砂澄清，去污杀菌，去除结垢性化合物。现有的各种澄清设备水池都可以实现这个步骤。
该咸潮灵净化剂是一种碱金属高铁酸盐、一种碱金属碳酸铝盐、碱金属磷酸铵复盐、分子量800-1500万的离子型碳氢聚合物，按照1∶3.8-6.8∶1-8∶0.01-0.08的比例复配，在85-150摄氏度温度下，溶解在含胺的碱性溶液反应5小时，缓慢降温至65-90摄氏度，保温5小时而生成的强粘性高分子聚合物。
步骤2：在离子交换设备中进行离子交换处理；
这是一种阴阳离子达1∶10的离子交换树脂混合物，能进一步吸附海咸水中钙镁铁等离子及溶解性有机物，使海咸水得到进一步净化，成为纯净海咸水。现有的市售离子交换塔就能适应这个工序。
步骤3：经步骤2处理的海咸水进入淡化设备淡化，得到成品淡水和浓水；
现有的各种淡化设备，如电渗析、反渗透、蒸馏等都可以套用这个过程。由于海咸水中各种悬浮物、污染物、细菌、结垢物都被澄清及离子交换步骤除净了，因此不会再发生结垢堵塞等问题，能够顺利产生成品淡水。
步骤4：步骤3中得到的浓水，一部分作为工业用纯盐水提供给工业制盐或纯碱，另一部分作为再生用纯盐水返回步骤2的离子交换设备中使离子交换树脂再生，产生再生废水；
该步骤3中淡化设备排出的浓水，含盐浓度更高、更纯净是纯净浓盐水(氯化钠浓度5-10％)，可以直接应用在工业上制盐，制纯碱或者其他工业用盐场合。该浓水还有一部分返回离子交换塔中，作用是使饱和吸附了钙镁铁的离子交换树脂再生。
步骤5：将步骤1中产生的泥浆废水和步骤4产生的再生废水经过聚合反应处理，生成复合净水剂。
澄清步骤中排出的泥浆废水含有咸潮灵净化剂中的铝铁成分，但是已经成为氢氧化物的浆料。离子交换处理步骤中的再生废水中含有海咸水中的镁钙铁硼等阳离子，将这两种废水混合，用硫酸调节至PH3-3.5左右，则这些成分就会相互聚合反应，成为一种通常使用的铁铝镁钙复合型净水剂，在废水处理中，它具有絮凝、澄清、脱色功能。请参阅图2，对本方法了解更加完整清楚。
实施例一
下面以10吨海咸水处理量的系统为例，说明本发明的具体实施方案，该方案特别适用于受海水咸潮影响的沿海内河水源处理，通俗称的咸潮水。
按照图3所示的工艺流程，组装主体设备，仪表，管阀等。
各种设备的规格及功能，请参阅下表：
| 设备名称 | 规格 | 功能 |
| 储水池 | 100-200m3 | 储存内河咸潮水 |
| 压力式澄清过滤器 | 7-13m3/小时，供水压力3kg/cm2 | 使咸潮水澄清、杀菌、去除污染物、去除部分结垢性化合物 |
| 离子交换塔 | 阳离子型树脂600立升 | 进一步净化咸潮水为纯NaCl盐水 |
| 电渗析器 | 2级或3级7-13m3/小时 | 将离子交换塔出来的纯NaCl盐水转化为淡水 |
| 反渗透器 | 2级或3级0.7-1.3m3/小时 | 将电渗析器出来的浓水浓缩成再生纯盐水和工业用纯盐水 |
| 泥浆废水和再生废水储存箱 | 2-3m3 | 储存泥浆废水和再生废水，调节PH值成为复合净水剂 |
| 成品淡水箱 | 20-30m3 | 储存淡水 |
该储水池，在本系统中对降低淡水成本十分重要，因为随着涨退潮，咸潮水含盐总量在海水值30000ppm到淡水300ppm之间变化，大多数时候在3000ppm到1500ppm之间。储水池储水10-20小时用量，在操作上避咸取淡，即咸潮水含盐量高的时候，切断储水池进水，退潮之后，恢复储水，将储水池中的水的盐分控制在500-1500ppm之间，此时淡化成本及电耗最低。
为提高操作的可靠性，本系统设备按储水池最高含盐分1500ppm设计。
从图3可以看出，本发明海咸水预处理方法，包括以下步骤：
步骤1：将海咸水送进一储水池；
如上所述，储水池储水操作上应避咸取淡，即咸潮水含盐量高的时候，切断储水池进水，退潮之后，恢复储水，将储水池中的水的盐分控制在500-1500ppm之间，此时淡化成本及电耗最低。
步骤2：澄清，产生一些泥浆废水；
在这一步骤中，在海咸水中用“咸潮灵”净化剂，它们发生化学反应，生成一种高密度、沉降快、具有吸附杀菌过滤功能的泥浆废水，使海咸水一次性实现澄清，去污杀菌，去除结垢性化合物。本实施例中的澄清设备即是上面提到的压力式澄清过滤器。
步骤3：在离子交换设备中进行离子交换处理；
本实施例用的离子交换塔有600立升阳离子型树脂，能进一步吸附海咸水中钙镁铁等离子及溶解性有机物，使海咸水得到进一步净化，成为纯NaCl盐水。
步骤4：经离子交换处理后的海咸水进入电渗析器淡化，得到成品淡水和浓水；
步骤5：从电渗析器出来的浓水进入反渗透器淡化，得到成品淡水和浓水；
步骤4和步骤5都属于淡化步骤。
步骤6：步骤5中得到的浓水，一部分作为工业用纯盐水直接使用或提供给工业制盐或纯碱，另一部分作为再生用纯盐水返回步骤3的离子交换设备中使离子交换树脂再生，产生再生废水；
该步骤5中反渗透器排出的浓水，含盐浓度更高、更纯净是纯净浓盐水(氯化钠浓度5-10％)，可以直接应用在工业上制盐，制纯碱或者其他工业用盐水场合。该浓水还有一部分返回离子交换塔中，作用是使饱和吸附了钙镁铁的离子交换树脂再生。
步骤7：将步骤2中产生的泥浆废水和步骤6产生的再生废水经过聚合反应处理，生成复合净水剂。
澄清步骤中排出的泥浆废水含有咸潮灵净化剂中的铝铁成分，但是已经成为氢氧化物的浆料。离子交换处理步骤中的再生废水中含有海咸水中的镁钙铁硼等阳离子，将这两种废水混合，用98％硫酸或者30％盐酸调节至PH3-3.5左右，则这些成分就会相互聚合反应，成为一种通常使用的铁铝镁钙复合型净水剂，在废水处理中，它具有絮凝、澄清、脱色功能。
本发明具有以下有益效果：
1、加入了咸潮灵净化剂，淡化设备不再会结构堵塞；也不用在海咸水进入淡化设备之前加入阻垢剂；
2、由于没有结垢堵塞之忧，所有防止淡化设备结构堵赛的各种自控部件辅助工序都可以省略，简化了工艺流程，降低了投资成本和淡化成本；
3、淡化设备出来的浓水可以做工业纯盐水和再生纯盐水，综合利用了资源，无环境污染，淡水成本更低。
Claims (8)
1、一种海咸水预处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1：澄清，产生一些泥浆废水；该步骤在海咸水中使用“咸潮灵”净化剂，该咸潮灵净化剂是一种碱金属高铁酸盐、一种碱金属碳酸铝盐、碱金属磷酸铵复盐、分子量800-1500万的离子型碳氢聚合物，按比例复配，溶解在含胺的碱性溶液反应，缓慢降温至65-90摄氏度，保温一段时间而生成的强粘性高分子聚合物；
步骤2：在离子交换设备中进行离子交换处理；
步骤3：经步骤2处理的海咸水进入淡化设备淡化，得到成品淡水和浓水；
步骤4：步骤3中得到的浓水，一部分作为工业用纯盐水，另一部分作为再生用纯盐水返回步骤2的离子交换设备中使离子交换树脂再生，产生再生废水。
2、根据权利要求1所述的海咸水预处理方法，其特征在于，该海咸水预处理方法还包括步骤5：将步骤1中产生的泥浆废水和步骤4产生的再生废水经过聚合反应处理，生成复合净水剂。
3、根据权利要求2所述的海咸水预处理方法，其特征在于，步骤1排出的泥浆废水含有咸潮灵净化剂中的铝铁成分，步骤4的再生废水中含有海咸水中的镁钙铁硼等阳离子，将这两种废水混合，用硫酸或盐酸调节至PH3-3.5，这些成分就会相互聚合反应，成为一种铁铝镁钙复合型净水剂。
4、根据权利要求1所述的海咸水预处理方法，其特征在于，该步骤2包括一步骤2a：：经离子交换处理后的海咸水进入电渗析器淡化，得到成品淡水和浓水；及步骤2b：从电渗析器出来的浓水进入反渗透器淡化，得到成品淡水和浓水。
5、根据权利要求1所述的海咸水预处理方法，其特征在于，在步骤1之前还有一步骤：将海咸水送进一储水池。
6、根据权利要求5所述的海咸水预处理方法，其特征在于，储水池储水操作上应避咸取淡，即咸潮水含盐量高的时候，切断储水池进水，退潮之后，恢复储水，将储水池中的水的盐分控制在500-1500ppm之间。
7、根据权利要求1所述的海咸水预处理方法，其特征在于，该离子交换设备含有阴阳离子达1∶10的离子交换树脂混合物。
8、根据权利要求1所述的海咸水预处理方法，其特征在于，该咸潮灵净化剂是碱金属高铁酸盐、碱金属碳酸铝盐、碱金属磷酸铵复盐、分子量800-1500万的离子型碳氢聚合物按照1∶3.8-6.8∶1-8∶0.01-0.08的比例复配，在85-150摄氏度温度下，溶解在含胺的碱性溶液反应5小时，缓慢降温至65-90摄氏度，保温5小时而生成的强粘性高分子聚合物。
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