CN101397152A - 盐水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供盐水的处理方法，所述方法能够使用海水等低浓度盐水来制造饮用水或工业用水等去离子水和可用于食盐电解法的高纯度食盐，易于将浓缩盐水的盐浓度抑制在与海水同等的程度，并且废弃物的量较少。本发明涉及制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，该方法使用盐水处理装置对低浓度盐水进行处理，所述盐水处理装置包括使用1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜的电渗析装置、蒸发浓缩装置以及反渗透膜装置。
Description
技术领域
本发明涉及盐水的处理方法，所述方法用于由海水或咸水等低浓度盐水来制造饮用水、和能够用于食盐电解法的高浓度盐水或固体盐。
背景技术
为获得饮用水而利用反渗透法进行的海水淡水化技术在担忧水资源不足的世界各地得到广泛应用。利用反渗透法获得的淡水是海水中透过反渗透膜的部分，未透过反渗透膜的部分通常以盐浓度为海水的2倍左右的浓缩盐水的形式被丢弃至海洋中。然而，近年来随着环境意识的提高，向海洋中丢弃浓缩盐水日渐困难。尽管如此，若对浓缩盐水进行焚烧处理则需要极大的成本，并不现实。为此，在利用反渗透法推进海水淡化的方面，浓缩盐水的处理成为很大的障碍。
另外，在利用离子交换膜的电渗析法中进行了如下的应用：使用1价离子选择透过性离子交换膜由海水浓缩食盐，或者使用非1价离子选择透过性的常规离子交换膜对浓度比海水更低的咸水等进行脱盐来得到饮用水。由于食盐制造用途和脱盐用途中所要求的膜的特性不同，因此在两者中使用的离子交换膜并不相同。
此外，在由食盐获得氢氧化钠和氯的食盐电解法中，通常将天然的日晒盐或岩盐溶解于水中，制成大致饱和的高浓度盐水，对该高浓度盐水进行精制，直至纯度高达ppb级，从而将其用于食盐电解。这样做是由于，若原料高浓度盐水中的杂质含量高，则会产生杂质对离子交换膜带来致命性损伤的问题，或者产生由食盐电解得到的氢氧化钠的纯度降低进而使用氢氧化钠制造的制品的性能降低的问题。另外，由于海水中各种成分处于以较低浓度进行溶解的状态，并且海水也未经过日晒盐结晶化那样的自然精制工序，因而难以进行杂质的除去和浓缩，因此以往没能对海水进行精制后用于食盐电解法的原料。
在专利文献1中公开了如下方法，该方法并不涉及食盐电解法，其盐水的利用率高，排出水量少，且排出水中的盐浓度低，不用担心盐浓度的副作用，能够由盐水生产含矿物质的盐并同时制造饮用水，在该方法中，利用处理槽对原海水进行处理，过滤出由于磁力的作用以及由于臭氧的注入而产生的凝集物质之后，将海水供给至反渗透膜组件，将由组件排出的浓缩盐水供给至电渗析槽，将由电渗析槽排出的浓缩盐水供给至蒸发器，在蒸发器中蒸发浓缩盐水干燥成固体盐，使由电渗析槽排出的脱盐水返回至反渗透膜组件中，将由反渗透膜组件排出的透过水以及由蒸发器得到的蒸发水作为饮用水供给(参照专利文献1)。但是，若如此地通过电渗析工序和反渗透工序来形成循环，则2价离子浓度会在循环中上升，出现装置内部易于析出2价盐导致设备运转不稳定的问题。
专利文献1：日本特开平09-290260号公报
发明内容
本发明的课题在于提供一种实用的盐水处理方法，该方法可利用海水之类的低浓度盐水来制造能够用作饮用水或工业用水的去离子水、和能够用于食盐电解法的高纯度食盐，并且，该方法将废弃水的盐浓度抑制在与海水同等的程度，而不是像反渗透法所生成的浓缩盐水那样的高浓度，因而容易对所生成的废弃水进行废弃，并且，不仅废弃物的产生量少，而且装置内部不易产生盐的析出等问题。
本发明涉及一种制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，该方法使用盐水处理装置对低浓度盐水进行处理，所述盐水处理装置包括使用1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜的电渗析装置、蒸发浓缩装置以及反渗透膜装置。
此处，所述方法优选包括电渗析脱盐工序、蒸发工序以及反渗透工序，在所述电渗析脱盐工序中，所述盐水处理装置将低浓度盐水送至使用1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜的电渗析装置的稀释室中，进行脱盐处理；在所述蒸发工序中，对由所述电渗析装置得到的浓缩水进行蒸发浓缩，得到可用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水；在所述反渗透工序中，利用反渗透膜对由所述电渗析装置得到的稀释水进行过滤，得到去离子水，同时将未透过所述反渗透膜的未透膜水排出至系统外。
此外，优选所述低浓度盐水在经过了利用多孔过滤膜进行过滤的多孔过滤工序后再进行所述电渗析脱盐工序，还优选在经过了进行砂滤的砂滤工序后再进行所述多孔过滤工序。还优选在即将进行所述多孔过滤工序之前进行利用废热对所述低浓度盐水进行加温的升温工序。并且优选所述反渗透工序以两个阶段进行反渗透过滤，将第二阶段的未透膜水作为第一阶段的待处理水。并且优选设有对所述反渗透工序的第一阶段的未透膜水进行凝集沉淀处理除去2价离子的凝沉工序。并且优选设有利用由所述蒸发工序得到的固体盐或高浓度盐水进行电解处理得到碱和氯的食盐电解工序。并且优选所述高浓度盐水以氯化钠浓度计为250g/l以上。
利用低浓度盐水通过反渗透法进行淡水化时会产生废弃盐水，本发明可以将该废弃盐水的盐浓度抑制在与海水同等的程度。此外，由于反渗透时的渗透压低，因而可将反渗透装置的运转成本抑制在较低水平。由于在淡水化的同时会得到可用于食盐电解的水平的高纯度的高浓度盐水，因而可使将淡水化与食盐电解结合在一起的设备有效运转，还可降低必要的原料成本。并可降低废弃物的量。另外，在各装置内部和膜表面不会发生2价盐的析出等，可以长期稳定地运转。
附图说明
图1为显示用于实施本发明的设备构成例的概况的框图。
图2为显示用于实施本发明的另一设备构成例的概况的框图。
图3为显示用于实施本发明的又一设备构成例的概况的框图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的优选实施方式。图1为显示用于实施本发明的设备的构成例的概况的框图。在图1中，作为原料使用的是海水，也可以使用与海水或咸水等具有同等程度的盐分浓度的低浓度盐水。低浓度盐水以食盐为主体，具有0.5～5重量％左右的盐浓度(海水约为3.5重量％)，由于含有盐分而不能直接用作饮用水或工业用水，另一方面，若用于食盐电解法，则其不仅盐浓度过低，而且其组成中还含有各种无用的成分。从原料盐浓度及原料易于供应的方面考虑优选海水。下面以海水的情况进行说明。
首先将海水1导入砂滤装置10中，经砂滤工序除去海水中的垃圾类以及微生物等比较大的夹杂物。由此可尽量防止在接下来的多孔过滤工序中的膜的堵塞或污垢。砂滤装置的规格及使用条件没有特别限制，可以以常规的使用条件来使用公知的砂滤装置。另外，在砂滤装置10的前段可以进一步设有凝集沉淀工序。由此可以减少砂滤装置10的负担，更不易在后段发生问题。
经砂滤得到的过滤水11优选根据需要进行利用废热加热装置20进行加温的废热加热工序。在本例中，利用向该盐水处理设备供电的发电站(未图示)产生的废热21进行加热。这样即使在冬季等海水温度较低的情况下，也能提高随后各工序的处理效率，并且能够通过对废热进行有效利用来提高设备总体的能量效率。废热加热工序也取决于海水温度，但优选通过对过滤水11进行加热而将液温调整至15℃～35℃。更优选液温为20℃～30℃。废热加热装置的规格及使用条件没有特别限制，可以使用公知的热交换器、套管装置、加热蒸气吹入槽等。
接下来，将加热后的过滤水导入至多孔过滤装置30中，经多孔过滤工序获得过滤水32。由此可预先除去在后段的电渗析装置40或反渗透装置80等中产生堵塞或污垢的较小的不溶物。作为多孔过滤装置30中所用的多孔过滤膜，可以使用精密过滤膜或超滤膜。优选膜的每单位面积的流量大的精密过滤膜。从除去性能和透过水量的平衡的方面考虑，多孔过滤膜的平均孔径优选为0.01μm～1μm。除平均孔径以外，多孔过滤装置30的规格及使用条件没有特别限制，可以以常规的使用条件使用公知的多孔过滤装置。另外，未透过多孔过滤膜的未透膜水31可以直接全部丢弃至海中，但优选将至少一部分回流在砂滤装置10的取水侧。由此可以提高海水的利用率。
接下来，将由多孔过滤装置30得到的过滤水32供给至电渗析装置40的稀释室侧，进行电渗析脱盐工序。电渗析装置40中所用的离子交换膜使用海水浓缩用的1价离子选择透过性的离子交换膜。由此，过滤水32中含有的钠离子、钾离子、氯离子等1价离子透过膜，转移至浓缩水42中，而同样在海水中含有的钙离子、镁离子、硫酸根离子等2价离子却几乎不会透过离子交换膜，仍残存在稀释水41中。由此，在电渗析装置内不易发生由2价离子的浓缩所致的沉淀，可以较高地设定浓缩倍率。另外，可以防止接下来的蒸发浓缩工序中产生结垢，并易于维护。
在电渗析脱盐装置40中，1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜隔着间隔物交互层叠构成膜堆(stack)，以在各膜间形成液体流动的稀释室和浓缩室，并在膜堆两侧设有阴极室和阳极室。以阴离子交换膜与阳极侧隔开、以阳离子交换膜与阴极侧隔开的室为稀释室，以阳离子交换膜与阳极侧隔开、以阴离子交换膜与阴极侧隔开的室为浓缩室。将过滤水32供给至膜堆的稀释室中，在阴极和阳极之间通直流电流，使用海水浓缩用的运转条件进行脱盐运转。即，通过所谓的海水浓缩用的电渗析装置和运转条件来进行脱盐处理。
由此，在浓缩室侧，食盐和KCl被浓缩，得到总盐浓度为150～220g/l左右的浓缩水42。对于浓缩水的盐浓度来说，从保持电流效率与随后的蒸发浓缩工序中的负荷的降低这两者的平衡的方面考虑，优选制成盐浓度为该范围的浓缩水。并且，在稀释室侧，食盐浓度大幅减少，得到钙离子、镁离子及硫酸根离子等海水中所含有的2价离子基本上残留下来的稀释水41。此时，由于电渗析脱盐工序中使用的离子交换膜是比多孔过滤膜更为致密的膜，因而在过滤水32中可能对食盐电解具有影响的微小的固体成分等不会透过离子交换膜，而残存在稀释水41中。
由电渗析装置40的浓缩室侧得到的浓缩水42接下来利用蒸发浓缩装置50进行加热，经蒸发浓缩工序使水分蒸发，进行浓缩，从而得到可直接用于食盐电解的浓度为250g/l～320g/l的高浓度盐水或固体盐52。在蒸发浓缩装置50中，从能量效率的观点考虑优选在得到高浓度盐水之前终止处理，但是直至电渗析装置40为止所完成的处理中并未能将钾离子和钠离子分离，因而向食盐电解装置60中送入的是钾离子含量较多的高浓度盐水。从经食盐电解所得到的高浓度碱溶液61的氢氧化钠纯度的观点考虑，在即使含有钾离子时作为氢氧化钠制品也没有问题的情况下，也可以将所得到的高浓度盐水用于食盐电解。
另一方面，在优选氢氧化钠中不含钾离子的情况下，优选在蒸发浓缩装置50中进一步蒸发水分以得到结晶。通过对所得到的结晶的表面进行清洗可以减少钾离子，可以提高氢氧化钠的纯度。如此得到的高浓度盐水或固体盐仅含有除了可透过多孔过滤膜外还可透过1价离子选择透过性离子交换膜的成分，因而根据需要仅进行固体盐清洗处理、以及基于比较简单的离子交换的前处理就可用于食盐电解。
对于蒸发浓缩装置50的规格及运转条件来说，利用公知的蒸发浓缩装置并设定运转条件以使所得到的高浓度盐水52的浓度为250g/l以上即可。通过使其浓度为该范围，可以无干扰地有效地进行蒸发浓缩运转，并可以得到能够在后续的食盐电解工序中毫无问题地使用的高浓度盐水或固体盐。由于浓缩水42已由前段的电渗析装置40浓缩至相当大的浓度，因而将蒸发浓缩装置50的处理负荷保留在较小的范围。另外，在蒸发浓缩装置50中由浓缩水分离出的水蒸气可根据需要进行热量回收而成为冷凝的蒸馏水51，作为去离子水93的一部分用于饮用水或工业用水等。另外，此处所说的去离子水可以是所谓的纯水或蒸馏水，也可以是盐浓度为500ppm程度以下的可用作饮用水或工业用水的程度的含有杂质的水。
对于由蒸发浓缩装置50得到的高浓度盐水、或是由蒸发浓缩装置50得到的固体盐经清洗、溶解而进行了浓度调整的高浓度盐水，优选经使用螯合型离子交换树脂的离子交换工序除去从1价离子选择性透过膜漏过来的2价离子等，供给至食盐电解装置60的阳极室侧进行电解食盐的食盐电解工序。由此得到作为工业原料的氯气62和以氢氧化钠为主成分的高浓度碱溶液61。
食盐电解装置60依照常规方法将耐氯性阳离子交换膜夹在阳极室和阴极室之间来构成，可以将高浓度盐水送至该阳极室、将20质量％～34质量％浓度的氢氧化钠送至阴极室并在阳极和阴极之间通电来进行电解处理。食盐电解装置60的规格及运转条件可以依照公知的规格和运转条件。
通过食盐电解，高浓度盐水中的钠离子透过阳离子交换膜而转移至阴极室，成为氢氧化钠(其为高浓度碱溶液61的主成分)的构成成分。另外，氯离子变成氯气62由阳极室中分离出。通过电解处理，高浓度盐水的盐浓度降低，高浓度盐水变成淡盐水63(浓度降低盐水)从食盐电解装置60中排出。
从提高原料的利用率的观点出发，优选使淡盐水63循环流入蒸发浓缩装置50中；而由于含有游离氯，因而从防止挨着设于食盐电解装置60之前的螯合型离子交换树脂的劣化或蒸发浓缩装置的腐蚀的必要性的方面考虑，优选设置脱氯处理工序。脱氯处理装置70优选由用于在减压或充气下进行脱氯处理的填充塔以及用于从经脱氯处理的全部或部分待处理水中除去硫酸根离子的纳滤膜分离装置所构成。
在脱氯处理中，先向淡盐水63中供给盐酸将pH调整至1.3～1.6的程度后，供给至减压或充气下的填充塔中进行物理化学脱氯，接着投入作为试剂的氢氧化钠，中和至pH为碱性(pH＝10～11)。接下来投入作为还原剂的亚硫酸钠，进行充分搅拌。由此使残存的氯与氢氧化钠反应，最终生成硫酸钠和食盐。
接下来，可以将所得到的待处理水直接返送至蒸发浓缩装置50中，然而优选将待处理水的全部或一部分送至纳滤膜分离装置中，进行除去至少部分硫酸根离子的处理。由此可降低蒸发浓缩装置50内发生结垢的可能性，同时可延长挨着设于食盐电解装置60之前的盐水过滤装置元件的寿命，此外，可降低利用螯合型离子交换树脂进行的盐水精制工序中所需投入的钡盐等的量，降低离子交换膜的负荷。从现有盐水精制工序的处理容量与新设置纳滤膜装置这一点之间的平衡的方面考虑，利用纳滤膜分离装置进行处理的待处理水的比例优选为全部待处理水的5质量％～80质量％，该比例更优选为20质量％～50质量％。
此处所说的纳滤膜是位于反渗透膜和超滤膜中间的一种膜，其具有大量孔径小于超滤膜的孔，是具有通过对待处理液施加压力使1价离子透过而难以使2价离子透过的特性的分离膜。纳滤膜分离装置的运转条件和装置规格可以根据常规方法适当确定，当然也可以按照在纳滤膜分离装置内不产生沉淀等的方式来确定。由此得到去除了硫酸根离子的待处理水71。另外，硫酸根离子的分离也可以不使用纳滤膜分离装置而使用色谱分离装置来进行，从处理的可靠性的方面考虑优选使用纳滤膜分离装置。
利用纳滤膜由待处理水中分离出的分离水72可以与未透膜水81混合，进行上述的排出处理即可。由此，蒸发浓缩装置50和食盐电解装置60所形成的循环内不会产生硫酸根离子的蓄积，在蒸发浓缩装置50内不会产生结垢，可以持续稳定地运转。
尽管与高浓度盐水52相比，透过了纳滤膜的待处理水71的盐浓度较低，但其仍含有较多的食盐，因而再次回流至蒸发浓缩装置50进行循环利用。这样虽稍微增加了蒸发浓缩装置50的处理负荷，但由于事先利用电渗析装置40降低了蒸发浓缩处理50的负荷，因而可以没有特别问题地进行蒸发浓缩运转。此时，由于通过脱氯处理除去了淡盐水63中含有的氯，因而蒸发浓缩装置不会发生腐蚀。并且由于通过脱氯处理也除去了所生成的硫酸根离子，因而循环利用淡盐水63时，硫酸根离子不会在系统内蓄积，不会发生结垢等问题。
另外，由电渗析装置40的稀释室侧得到的稀释水41依次供给至反渗透装置80和90，经反渗透工序进行反渗透处理。此处的反渗透工序由两个阶段构成，在第一阶段的反渗透装置80中，稀释水41中所含有的盐分几乎不能透过膜，因而过滤水82中不含有盐分，然而部分硼会透过膜，所以过滤水82中含有硼，使其难以满足水质标准，因而设置第二阶段的反渗透装置90，从而进一步从过滤水82中除去所含有的硼，使其满足水质标准，由此得到作为能够用作饮用水或工业用水的去离子水93的过滤水92。在过滤水82中，使在第二阶段的反渗透装置90中未透过膜的未透膜水91返回至第一阶段的反渗透装置80的供给侧。由此可提高反渗透工序的水利用率。另外，通过使未透膜水91回流至第一阶段，尽管在由第一阶段和第二阶段构成的循环中有硼的滞留，但是滞留的硼被混合到第一阶段的未透膜水81中，随时被排出循环外。由此可防止未透过一价离子选择透过性离子交换膜而残存的2价离子或硼在系统内蓄积而产生问题，因而第一阶段的未透膜水81可不必回流至系统内就放流到外部。因此可稳定地进行长期运转。
利用该反渗透工序将稀释水41的大致3～5成的水分作为可用作饮用水或工业用水的过滤水92分离出来，残留的5～7成的部分为未透膜水81。对于未透膜水81来说，其体积大小是由稀释水41的体积仅减少相当于过滤水92的体积，而稀释水41中所含有的盐几乎完全残留在其中，因而其是稀释水进一步浓缩的状态。反渗透工序中的水利用率优选在两个阶段的合计为20～60％左右。
反渗透工序的装置、膜的规格及运转压力或利用率等运转条件可以使用公知的规格和运转条件，没有特别限制，然而由于利用多孔过滤工序会由过滤水中除去抑制生物膜形成的微生物，因而在反渗透膜表面易于形成生物膜，在形成生物膜时会对膜的性能产生恶劣影响。为了抑制生物膜的形成，优选在反渗透工序之前在稀释水41中添加次氯酸钠等进行氯处理，反渗透膜优选使用耐氯性的醋酸纤维素类反渗透膜。
另外，对于在第一阶段的反渗透装置80中未透过膜的未透膜水81来说，其具有如下组成：食盐浓度低、2价离子浓度高、总盐浓度与海水为同等程度、与来自第二阶段的回流成分合并后的硼浓度稍高于海水。该未透膜水81可以直接放流至海洋中，也可根据需要供给至图1所示的凝集沉淀装置100中，经凝集沉淀工序添加试剂101沉淀除去2价离子，分离为排出水102和沉淀残渣103。
上述盐水的处理方法可以没有浪费地对海水中的食盐和水进行有效利用，另外由处理过程确实地排出了2价离子，降低了发生运转故障的可能性。另外，海水中含有的硼也能随时被排出。因此不易出现产生由废弃物的蓄积所致的结垢以及饮用水等的品质降低的问题。此外在食盐电解中也不易发生问题。另外，利用使用低浓度盐水的反渗透法进行淡水化时会产生废弃盐水，上述盐水的处理方法可以将该废弃盐水的浓度抑制在与海水同等的程度，可以降低反渗透时的渗透压，因而可将反渗透装置的运转成本抑制在低水平。由于海水的大部分被有效利用，因而降低了放流或排出到外部的废弃物的量。此外还可以在制造饮用水或工业用水的同时得到可用于食盐电解的水平的高纯度的高浓度盐水，因而可使将淡水化与食盐电解结合在一起的设备有效运转，并可降低必要的原料成本。
另外，在上述的示例中，对海水先利用电渗析装置进行了处理，接着利用反渗透膜装置进行了处理；反过来，也可对海水先利用反渗透膜装置进行处理，接着利用电渗析装置进行处理。这种情况下，图1中变成了将过滤水32供给至反渗透装置80，将由反渗透装置80排出的未透膜水81供给至电渗析装置40，由电渗析装置40排出的稀释水41经凝集沉淀装置100成为排出水102。除此之外的其它构成与图1中相同。这种情况下，由于在电渗析装置中使用了1价离子选择透过性的阳离子交换膜和阴离子交换膜，由处理过程确实地排出了2价离子，降低了发生运转故障的可能性，能够由蒸发浓缩装置50得到可用于食盐电解的水平的高纯度的高浓度盐水。
实施例
下面使用实施例更具体地说明本申请的发明。
(实施例1)
砂滤装置使用三机工业社制造的砂滤装置(商品名DynaSand Filter)，多孔过滤膜(MF)使用旭化成化学(株)制造的多孔过滤膜(商品名MicrozaUNA-620A)，膜面积合计为100m2，电渗析用的1价离子选择透过性离子交换膜使用(株)ASTOM制造的阳离子交换膜(商品名Neosepta、CIMS)、阴离子交换膜(商品名Neosepta、ACS)，交换膜的膜面积合计为220m2，第一阶段的反渗透膜(RO)使用1根东洋纺织(株)制造的反渗透膜(商品名HU10155EI)，第二阶段的反渗透膜(RO)使用2根FILMTEC社制造的反渗透膜(商品名BW30-400)。并分别准备适于各分离膜的膜处理装置，构成图2所示的盐水处理设备。
以108342kg/天的流量对海水(海水温度15℃～35℃，平均海水温度25℃)进行取水，连续进行以下的处理。首先使液体通过砂滤装置10，使所得到的过滤水11通过多孔过滤膜装置30，以0.1MPa的压力进行多孔过滤。将其中的未透膜水31全量放流至海洋中，将过滤水32通入电渗析装置40的稀释室。另外，在运转的最初向电渗析装置40的浓缩室中通入15重量％的食盐溶液，在3A/dm2的条件下在阳极和阴极之间通直流电，进行脱盐运转。将由浓缩室得到的浓缩水转移至由三效罐构成的蒸发浓缩装置中，进行蒸发浓缩，直至分离出盐卤得到固体盐。对盐卤进行废弃处理。另外，将由蒸发浓缩装置得到的水蒸气冷却制成蒸馏水，与去离子水混合。
另外，将由电渗析装置40的稀释室得到的稀释水41通入第一阶段的反渗透装置80中，将所得到的过滤水82接着通入第二阶段的反渗透装置90中。将第二阶段的反渗透装置90的未透膜水91与稀释水41混合，回流至第一阶段。并且，由于第一阶段的未透膜水81被浓缩至盐浓度为5.0％，直接放流至海洋中。将第二阶段的过滤水92与蒸馏水混合，制成去离子水。分别对运转压力进行设定，以使反渗透工序的第一阶段的回收率(所得到的过滤水重量相对于经处理的水重量的比)为50％，第二阶段的回收率为90％。
从运转开始经过一天后的各阶段的盐浓度和流量的值汇总于表1。另外，此处所说的盐浓度是利用适于各盐的滴定法对所含有的各盐的浓度进行测定并由其合计而求得的值。其中，去离子水93的硼浓度为1mg/l以下。相对于108342kg/天的海水，总共得到48781kg/天的去离子水，得到922kg/天的可用于食盐电解的纯度为99.5％的食盐(干燥物)。海水利用率(即所得到的去离子水的重量相对于所使用的海水的重量的比率)大致为45％。另外，放流至海洋中的仅为3.5～5％这样低浓度的盐水。使用所得到的食盐利用螯合型离子交换树脂进行离子交换处理后进行了通常的食盐电解处理，结果能够顺利地进行食盐电解而没有发生特别的问题。进一步连续进行了一周的总体运转，结果可以持续稳定地运转。
(实施例2)
在实施例1的盐水处理设备中，进一步在砂滤装置装置10与多孔过滤装置30之间设置废热加热装置20，利用向设备供给电力的发电站产生的废热21来加热过滤水11；使多孔过滤装置30的未透膜水31的一部分回流至砂滤装置10的入口进行以有效利用热量和海水；海水处理量为480000kg/天，膜面积与海水处理量成比例地增大；设定反渗透装置中的回收率以使第一阶段和第二阶段合计为28％，除上述差别外，均与实施例1中的规格相同，构成图3所示的膜处理设备。利用废热加热装置20使多孔过滤装置30入口处的平均海水温度为22℃。使用该盐水处理设备与实施例1同样地进行海水处理试验。从运转开始经过3日后的各阶段的盐浓度和流量与各盐浓度的值汇总于表2。
(实施例3)
在实施例2的盐水处理设备中，进一步设置由第一阶段的反渗透装置80的未透膜水81中除去2价离子的凝集沉淀装置100，并设置食盐电解装置60和脱氯装置70，除此以外，构成与实施例2的盐水处理设备相同的盐水处理设备。该设备的概况构成如图1所示。
在凝集沉淀装置100中，向未透膜水81中添加过量的氢氧化钠，使镁离子沉淀，接下来添加碳酸钠和碳酸钡来沉淀钙离子和硫酸根离子，利用离子交换树脂除去硼，之后进行脱碳酸，成为海洋排出水。
作为食盐电解装置60，使用氟系离子交换膜(旭化成化学社(株)制造，商品名ACIPLEX-F4401)作为食盐电解用离子交换膜，利用常规方法构成食盐电解装置60。
在脱氯装置70中，向由食盐电解装置60排出的淡盐水63中添加浓度为20％的盐酸水溶液，将pH调整为1.3～1.6，真空减压的同时进行物理脱氯-化学脱氯，接下来添加浓度为20％的氢氧化钠水溶液，将pH调整为10，接着向淡盐水63中添加浓度为10％的亚硫酸钠水溶液并充分搅拌，使氧化还原电位(ORP)为-50mV以下。将如此得到的处理水通入纳滤膜分离装置，得到除去了硫酸钠的待处理水71和未透过纳滤膜的分离水72。将待处理水71再次移送至蒸发浓缩装置50中，将分离水72移送至凝集沉淀装置100中。另外，作为脱氯装置的纳滤膜使用FILMTEC社制造的超低压反渗透膜(商品名NF270)。
使用该盐水处理设备进行了海水处理。其结果，与实施例2相同的部分得到了与实施例2大致相同的结果，在食盐电解中，稳定地得到了32质量％的氢氧化钠、氯气和氢气而没有出现特别的问题。另外，在蒸发浓缩装置50中没有观察到结垢的产生等。在凝集沉淀前后的流量和盐浓度的数据示于表3。可知2价离子有所减少，降低了对环境的负荷，作为盐水处理设备，表明可进一步降低对环境的影响，能够稳定地运转。
表3
Claims (11)
1.一种制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，该方法使用盐水处理装置对低浓度盐水进行处理，所述盐水处理装置包括使用1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜的电渗析装置、蒸发浓缩装置以及反渗透膜装置。
2.如权利要求1所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，所述方法包括电渗析脱盐工序、蒸发工序以及反渗透工序，在所述电渗析脱盐工序中，所述盐水处理装置将低浓度盐水送至使用1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜的电渗析装置的稀释室中，进行脱盐处理；在所述蒸发工序中，对由所述电渗析装置得到的浓缩水进行蒸发浓缩，得到可用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水；在所述反渗透工序中，利用反渗透膜对由所述电渗析装置得到的稀释水进行过滤，得到去离子水，同时将未透过所述反渗透膜的未透膜水排出至系统外。
3.如权利要求2所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，所述低浓度盐水在经过了利用多孔过滤膜进行过滤的多孔过滤工序后被送至所述电渗析脱盐工序中。
4.如权利要求3所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，所述低浓度盐水在经过了进行砂滤的砂滤工序后再进行所述多孔过滤工序。
5.如权利要求3或4所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，该方法设有如下的升温工序：在即将进行所述多孔过滤工序之前利用废热对所述低浓度盐水进行加温。
6.如权利要求1～5任意一项所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，所述反渗透工序以两个阶段进行反渗透过滤，将第二阶段的未透膜水作为第一阶段的待处理水。
7.如权利要求6所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，该方法设有如下的凝沉工序：对所述反渗透工序的第一阶段的未透膜水进行凝集沉淀处理，除去2价离子。
8.如权利要求1～7任意一项所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，该方法设有如下的食盐电解工序：利用由所述蒸发工序得到的固体盐或高浓度盐水进行电解处理，得到碱和氯。
9.如权利要求1～8任意一项所述的制造去离子水、和能够用于食盐电解的固体盐或高浓度盐水的方法，其特征在于，以氯化钠计，所述高浓度盐水浓度为250g/1以上。
10.一种盐水处理装置，其特征在于，其包括使用1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜的电渗析装置、蒸发浓缩装置以及反渗透膜装置。
11.如权利要求10所述的盐水处理装置，其特征在于，低浓度盐水的供给管线与使用1价离子选择透过性阳离子交换膜和1价离子选择透过性阴离子交换膜的电渗析装置的稀释室相连接，电渗析装置的浓缩水排出管线与蒸发浓缩装置相连接，电渗析装置的稀释水排出管线与反渗透膜装置相连接。
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