CN102107970A - 海水深度预处理的电解吸附法及综合利用方法 - Google Patents

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衣守志
苗迪
马颖颖
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Abstract

本发明公开了一种海水深度预处理的电解吸附法及综合利用方法，包括砂滤过程、电解吸附过程、沉降及副产过程三个步骤。在无隔膜情况下，通过对砂滤后的海水的直接电解得到氢氧化镁沉淀并利用其吸附海水中的悬浮物、微生物、有机质等，加入高效微量助凝剂，从而达到降低海水的浊度、污泥密度指数(SDI)、化学耗氧量(COD)以及微生物含量等目的，同时可得到氢气、氯气、次氯酸钠及酸性废水中和剂浆料等副产品，综合效果好。该技术的实施将带动我国海水淡化、海水利用、制盐行业及相关环保产业的发展。本发明方法新颖、工艺简单，反应条件温和易控制，其理论和实践应用的意义重大，将为海水淡化技术带来革命性变化。

Description

海水深度预处理的电解吸附法及综合利用方法
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，特别适合采用反渗透对海水进行淡化处理时的预处理方法。
背景技术
随着世界各国经济的高速发展以及人口的迅速增长和集中，淡水资源缺乏已成为全球性的问题。人们认识到向海洋索取水，对海水进行淡化处理，是人类解决淡水短缺的重要途径。
反渗透海水淡化技术(SWRO)是目前国内外使用最普遍的方法，该技术的特点是整个过程中无水相变化，故无须热源，且耗电量比蒸馏法少，因此它是一种低能耗海水淡化方法。并且与其它几种淡化技术相比其具有占地少、建造周期短、操作简单、比投资小、能耗相对较低和起动运行快等特点。有文献报道海水反渗透技术已使淡化的能耗下降了近一半，产水的出厂价也几乎下降了一半，因此21世纪的海水淡化市场中SWRO将是主要的海水淡化方法。为了防止污染反渗透膜淡化性能，要求对海水进行严格的预处理。对海水进行预处理是减缓膜污染、延长膜的使用时间，保证反渗透系统长期稳定运行的关键。如果水中的悬浮物、胶体物质和可溶性有机高分子聚集在膜的表面会使膜受到污染；微生物和细菌会使膜受到侵蚀；微生物和细菌的残体还会以固体形式析出，使膜性能变坏；水的温度、pH值、余氯含量、压力等参数的劣化会引起膜的水解、氧化；由溶质引起的膜结构变化还会导致膜的透水率下降。因此，海水预处理是当前亟待解决的问题。
国内有些沿海地区已开展了海水淡化示范工程建设，但专门海水淡化深度预处理的研究报道并不多。有的也都是单独采用无机絮凝剂进行絮凝预处理，而且传统的无机絮凝剂腐蚀性极强，对装置造成严重腐蚀，处理后的水质浊度指标仍很难达到要求，使后处理负担加重，直接影响海水淡化和其它海水利用成本，且易造成二次污染。
发明内容
本发明的目的是针对现有的海水淡化技术所存在的上述问题，提供一种全新的海水淡化的预处理方法，操作简单，反应条件易控，无二次污染，有极强的综合利用效果。
本发明的海水淡化的预处理方法包括以下步骤：
1)砂滤过程：将海水引入砂滤装置中，利用物理方法使海水中的大颗料悬浮物首先被拦截下来；
2)电解吸附过程：采用不溶性电极，砂滤后的海水在无隔膜容器中进行直接电解，使海水中的镁离子与电解阴极所得氢氧根结合，生成氢氧化镁并吸附海水中的悬浮物、微生物、有机质等，从而达到降低海水的浊度、污泥密度指数(SDI)、化学耗氧量(COD)以及微生物含量等目的；
3)沉降及副产过程：加入微量助凝剂促进氢氧化镁沉降，上清液可用于海水淡化，沉降物可作酸性废水中和剂，同时可得到氢气、氯气及次氯酸钠等副产物。
在上述的电解吸附过程中，所述的不溶性电极为DSA电极、铂电极、钛电极、石墨电极中的一种。
在上述的海水淡化预处理及综合利用方法中，所述的助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。
在上述的海水淡化预处理及综合利用方法中，处理后的海水可用于海水淡化、海水直接利用以及相关的制盐行业；同时副产氢氧化镁浆料适用于酸性废水中和、烟气脱硫，氢气可作为能源回收，氯气及次氯酸钠等可作防污消毒之用。本发明的优点在于：
1、方法新。这是电化学方法在海水预处理技术及产品综合开发的首次应用，电化学方法本身具有其它方法不可比拟的优越性，对本领域内其他研究工作具有一定启发作用。
2、操作简单，成本低。直接电解方法是利用其电解过程中产生的物质作为吸附剂，杀菌剂达到净化海水目的的，因此避免添加其它化学物质带来的后续工作。整个过程，无膜参与，降低了处理成本。
3、综合效果好。通过电解方法，我们不仅可以有效降低海水浊度、SDI、COD数值以及微生物含量，同时还可以达到多种产品制备的目的，例如：制氢、制氯等等。特别是控制电解条件，利用均相沉淀法制备具有广泛应用价值的超细氢氧化镁等。
附图说明
图1是本发明的工作流程图
1为砂滤过程，2为电解吸附过程，3为沉降过程，4为经预处理后的海水，5为加入助凝剂过程，6为产生氢气过程，7为产生氯气和相关产物过程，8为产生酸性废水中和剂过程，9为阴极，10为阳极，11为沉淀物，12为上清液。
具体实施方式
本实施便于工作中所应用的海水为渤海湾水系，水体浊度较高，因此在采用反渗透膜进行淡化处理时，需要把浊度等降低，防止堵塞反渗透膜，造成膜的频繁更换而影响海水淡化的正常运行。基于此因，本发明所提供的海水淡化的预处理方法及其装置尤为重要。
实例一
为考察铂电极电解时间对海水除浊效果的影响，量取50ml砂滤后的海水，在室温下以恒电压3.5V直接电解后，加入0.15ppm的聚丙烯酰胺(PAM)，调节搅拌速度，在120r/min下搅拌30S，静置10h，测量其浊度。原海水浊度：63.00NTU，pH值：8.13，水温：14℃，处理结果见下表。
表一铂电极电解时间对海水的除浊效果
  试验序号   1   2   3   4   5   6   7
  电解时间(min)   30   60   120   240   480   600   720
  剩余浊度(NTU)   5.90   5.31   3.43   1.16   0.73   1.15   1.92
从表一可看出，用铂电极电解时间为240-480分钟海水的除浊效果较好。
实例二
为考察碳电极电解时间对海水除浊效果的影响，量取50ml砂滤后的海水，在室温下以恒电压3.5V直接电解后，加入0.15ppm的聚丙烯酰胺(PAM)，调节搅拌速度，在120r/min下搅拌30S，静置10h，测量其浊度。原海水浊度：43.04NTU，pH值：8.09，水温：14℃，处理结果见下表。
表二碳电极电解时间对海水的除浊效果
  试验序号   1   2   3   4   5   6   7
  电解时间(min)   20   40   60   120   240   360   480
  剩余浊度(NTU)   4.50   2.72   1.34   0.85   0.49   0.93   2.88
从表二可看出，用碳电极电解时间为120-360分钟海水的除浊效果较好。
实例三
为考察用铂电极下不同电压对海水的除浊效果的影响，量取50ml砂滤后的海水，在室温下用直接电解5小时后，加入0.15ppm的聚丙烯酰胺(PAM)，调节搅拌速度，在120r/min下搅拌30S，静置10h，测量其浊度。原海水浊度：40.44NTU，pH值：8.11，水温：14℃，处理结果见下表。
表三铂电极下不同电压对海水的除浊效果
 试验序号   1   2   3   4
 电压(V)   2.0   3.0   3.5   4.0
 剩余浊度(NTU)   6.05   1.44   0.85   0.73
从表三可看出，用铂电极电解电压4V时海水的除浊效果较好。
实例四
为考察用碳电极下不同电压对海水的除浊效果的影响，量取50ml砂滤后的海水，在室温下直接电解5小时后，加入0.15ppm的聚丙烯酰胺(PAM)，调节搅拌速度，在120r/min下搅拌30S，静置10h，测量其浊度。原海水浊度：40.44NTU，pH值：8.11，水温：14℃，处理结果见下表。
表四不同电压对海水的除浊效果
 试验序号   1   2   3   4
 电压(V)   2.0   3.0   3.5   4.0
 剩余浊度(NTU)   3.22   1.67   0.23   6.30
从表四可看出，用碳电极电解电压3.5V时海水的除浊效果较好。
实例五
为考察不同的电极对海水的除浊效果的影响，量取100ml砂滤后的海水，在室温下直接电解5小时后，加入0.15ppm的聚丙烯酰胺(PAM)，调节搅拌速度，在120r/min下搅拌30S，静置10h，测量其浊度。原海水浊度：49.30NTU，pH值：8.01，水温：14℃，处理结果显示采用铂电极效果较好。

Claims (4)

1.一种海水淡化的预处理及综合利用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)砂滤过程：将海水引入砂滤装置中，利用物理方法使海水中的大颗料悬浮物首先被拦截下来；
(2)电解吸附过程：采用不溶性电极，砂滤后的海水在无隔膜容器中进行直接电解，使海水中的镁离子与电解阴极所得氢氧根结合，生成氢氧化镁并吸附海水中的悬浮物、微生物、有机质等，从而达到降低海水的浊度、污泥密度指数(SDI)、化学耗氧量(COD)以及微生物含量等目的。
(3)沉降及副产过程：加入微量助凝剂促进氢氧化镁沉降，上清液可用于海水淡化，沉降物可作酸性废水中和剂，同时可得到氢气、氯气及次氯酸钠等副产物。
2.如权利1所述的海水淡化预处理及综合利用方法，其特征在于：所述的不溶性电极为DSA电极、铂电极、钛电极、石墨电极中的一种。
3.如权利1所述的海水淡化预处理及综合利用方法，其特征在于：所述的助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。
4.如权利1、2、3所述，深度除浊后的海水可用于海水淡化、海水直接利用以及相关的制盐行业；同时副产氢氧化镁浆料适用于酸性废水中和、烟气脱硫，氢气可作为能源回收，氯气及次氯酸钠等可作防污消毒之用。
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN107445358A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 蔡顺豪 一种微电渗析海水化淡装置
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CN107445358A (zh) * 2016-05-30 2017-12-08 蔡顺豪 一种微电渗析海水化淡装置
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