CN108675511A - 一种深海矿化液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深海矿化液的制备方法，以海平面300m以下的海洋深层水为原料，通过超滤预处理除去深层海水中的有机物杂质，再对预处理后的深层海水进行反渗透浓缩处理，然后将得到的反渗透浓缩浓液进行电渗析处理，最后得到深海矿化液。本发明所获得的深海矿化液除含有普通饮用水中所含有的钾、钠、钙、镁等普通矿物质外，还含有一些对人体有生物活性的微量元素，加之深层海水的分子团簇小，也更容易被人体吸收，满足机体均衡摄入各种矿物元素的需求。所采用原料的深层海水资源丰富、洁净无污染，产业化前景良好，易于产业化应用。

Description

一种深海矿化液的制备方法
技术领域
本发明涉及海水综合利用技术，具体涉及到一种以深层海水为原料的矿化液的制备方法。
背景技术
目前矿化液的原料水源有天然矿泉水、自来水、地下水等。由于天然矿泉水水资源短缺，市售的矿化液主要是对自来水、地下水等进行预处理后，人工添加矿物质元素后制得的。另外在加工过程中需要加入絮凝剂、消毒剂等各种化学试剂，上述试剂在产品中可能有所残留，影响产品水质。
深层海水是指海平面200米以下阳光照射不到的海水，占地球海水总量的95％，是地球上尚未被人类充分认识和利用的潜在战略资源之一。深层海水中含有镁、钙等60多种矿物质和生物所必需的微量元素，含量丰富、成分稳定，易于吸收；而且与表层水相比，深层水远离人类现代文明的影响，不受陆地、大气化学物质、病菌的污染，几乎不存在垃圾，且其中粒状悬浮物浓度低，具有较高的提取、加工及应用优势。
深层海水水质优良、资源丰富，为矿化液的制取提供潜在的优质原料。但是，现有技术中尚无利用深层海水制取矿化液的方法。
发明内容
针对现有矿化液制取中，存在原料水资源短缺和水污染严重，需要人工添加化学元素、工艺繁琐等缺点，本发明推出一种以深层海水为原料制取深海矿化液的方法，通过反渗透浓缩和电渗析分离实现从深层海水中制取矿化液。
本发明涉及的一种深海矿化液的制备方法，技术步骤包括超滤预处理、反渗透浓缩和电渗析分离。
S1、超滤预处理
取海面以下300～1000m处的深层海水进行超滤预处理，除去悬浮物、大分子杂质等，保留了深层海水中的微量元素；预处理采用中空纤维超滤膜过滤技术，截流分子量为8000，操作压力为0.5MPa。
所取深层海水的硬度为4500～5500mg/L，盐度为30～35‰，镁离子浓度为1100～1300mg/L，钙离子浓度为300～350mg/L，钠离子浓度为9300～9500mg/L，硫酸根离子浓度为2100～2300mg/L，氯离子浓度为15000～17000mg/L。
S2、反渗透浓缩
将S1超滤预处理的深层海水通过反渗透膜进行分离浓缩处理，得到反渗透浓缩液和脱盐淡水；反渗透的操作压力不超过4MPa，温度不超过40℃。
所获得反渗透浓缩液的硬度为9000～10000mg/L，盐度为45～50‰，镁离子浓度为2000～2200mg/L，钙离子浓度为600～650mg/L，钠离子浓度为13000～14500mg/L，硫酸根离子浓度为3600～3800mg/L，氯离子浓度为25000～27000mg/L。
S3、电渗析分离
将S2反渗透浓缩液采用选择性电渗析技术进行电渗析分离处理，实现钙离子、镁离子的浓缩，得到电渗析浓缩液和深海矿化液。反渗透膜组件选用一价阳离子选择性膜和常规阴离子膜，电渗析浓缩液池中预先加入反渗透的脱盐淡水，电渗析脱盐池中加入反渗透浓缩液。
所获得深海矿化液的硬度为9000～10000mg/L，盐度为100～110‰，镁离子浓度为1600～1850mg/L，钙离子浓度为450～550mg/L，钠离子浓度为5000～5300mg/L，硫酸根离子浓度为4000～4700mg/L，氯离子浓度为11000～14000mg/L。
本发明以深层海水为原料，采用超滤、反渗透和电渗析技术制备得到一种深海矿化液，制备工序简单、制备过程中无药剂添加、绿色环保，在去除大分子杂质的同时保留深层海水中的有益矿物质元素。所采用原料的深层海水资源丰富、洁净无污染，产业化前景良好，易于产业化应用；采用选择性电渗析技术，在大幅提高钙镁离子浓度的同时，降低了硫酸根离子的含量，防止在矿化液中产生硫酸钙等沉淀，因此能够得到特性区别于一般矿化液的产品。以本发明技术制备的深海矿化液为基础，进行相关产品的二次开发，可促进我国美容化妆品、食品及饮料及生活保健品向绿色、高品质、高附加值方向发展。
附图说明
图1为一种深海矿化液的制备方法流程示意图。
图中标记说明：
S1、超滤预处理，S2反渗透浓缩，S3、电渗析分离。
具体实施方式
通过实施例本发明的技术方案作进一步说明。
S1、超滤预处理
取海面以下500m处的深层海水10L，对其进行分析检测，深层海水的硬度为5000mg/L，盐度为32‰，镁离子浓度为1200mg/L，钙离子浓度为345mg/L，钠离子浓度为9500mg/L，硫酸根离子浓度为2200mg/L，氯离子浓度为16500mg/L。
将所取深层海水进行超滤预处理，除去悬浮物、大分子杂质等；预处理采用中空纤维超滤膜过滤技术，截流分子量为8500，操作压力为0.5MPa。
S2、反渗透浓缩
将S1超滤预处理的深层海水通过反渗透膜进行分离浓缩处理，得到反渗透浓缩液6L和脱盐淡水4L；反渗透的操作压力为3.8MPa，温度35℃。
所获得反渗透浓缩液的硬度为9200mg/L，盐度为46‰，镁离子浓度为2100mg/L，钙离子浓度为620mg/L，钠离子浓度为14000mg/L，硫酸根离子浓度为3800mg/L，氯离子浓度为26000mg/L。
S3、电渗析分离
将S2反渗透浓缩液进行电渗析分离处理，得到电渗析浓缩液4.2L和深海矿化液4.8L。反渗透膜组件选用一价阳离子选择性膜和常规阴离子膜，电渗析浓缩液池中预先加入反渗透的脱盐淡水3L，电渗析脱盐池中加入反渗透浓缩液6L。
所获得深海矿化液的硬度为9500mg/L，盐度为110‰，镁离子浓度为1800mg/L，钙离子浓度为500mg/L，钠离子浓度为5220mg/L，硫酸根离子浓度为4600mg/L，氯离子浓度为12000mg/L。

Claims (5)

1.一种深海矿化液的制备方法，其特征在于，技术步骤包括超滤预处理、反渗透浓缩和电渗析分离；
所述超滤预处理，取海面以下300～1000m处的深层海水采用中空纤维超滤膜过滤技术进行超滤预处理，除去悬浮物、大分子杂质等；
所述反渗透浓缩，将超滤预处理的深层海水通过反渗透膜进行分离浓缩处理，得到反渗透浓缩液和脱盐淡水；
所述电渗析分离，将反渗透浓缩液采用选择性电渗析技术进行电渗析分离处理，实现钙离子、镁离子的浓缩，得到电渗析浓缩液和深海矿化液。
2.根据权利要求1所述的一种深海矿化液的制备方法，其特征在于，所述超滤预处理所采用的中空纤维超滤膜截流分子量为8000，操作压力为0.5MPa。
3.根据权利要求1所述的一种深海矿化液的制备方法，其特征在于，所述反渗透浓缩中，反渗透操作压力不超过4MPa，温度不超过40℃。
4.根据权利要求1所述的一种深海矿化液的制备方法，其特征在于，所述电渗析分离中，选用一价阳离子选择性膜，一价常规阴离子膜。
5.根据权利要求1所述的一种深海矿化液的制备方法，其特征在于，所述电渗析分离中，将反渗透处理得到的淡水加入电渗析浓缩液池，将反渗透浓缩液加入电渗析脱盐液池。
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