CN111196607B - 制盐方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理领域，公开了一种制盐方法和系统。该方法包括：以高溶解度盐的饱和溶液作为电渗析浓水进水、以含高溶解度盐的原料水溶液作为电渗析淡水进水进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水；其中，含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量不小于10重量％。本发明的方法避免了使用热法蒸发、热法结晶等高能耗的结晶方式，能够大幅度降低结晶过程的投资和能耗成本。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种制盐方法和制盐系统。
背景技术
随着我国经济的迅速发展，工业生产巨大的水资源消耗量与水资源不足的矛盾及大量的水污染物排放与水环境容量有限的矛盾日益凸显。石油化工、煤化工、电力和钢铁等为主要的耗水行业，且在大量消耗水资源的同时会产生大量的含盐废水。提高含盐废水的处理效率，提高水资源的利用效率，同时降低含盐废水排放量，是工业生产降耗、减排的重要课题。
近年来，含盐废水一般通过以反渗透和/或电渗析(含倒极电渗析)等为主的膜法脱盐处理后回用，虽然在一定程度上提高了水的利用效率，但目前仍有大量的浓水外排或需进一步的后续处理。而在一些没有纳污水体的地区，甚至要求做到零液体排放。另外，零液体排放处理过程中所产生的固体主要是结晶盐，为进一步提高结晶盐的利用价值或降低固体的处理成本，还需在浓缩过程中增加分盐工艺。
对于典型的含有氯盐、硫酸盐的高盐浓度工业废水，为了实现零液体排放，一般需要先利用纳滤工艺进行分盐处理。对于所产生的纳滤浓水，可通过降温结晶或蒸发结晶获得硫酸盐固体和回用水；对于所产生的主要含氯盐的纳滤产水，需要进一步经膜浓缩处理，膜浓缩后的浓水进一步采用热法蒸发和热法结晶工艺处理，得到蒸馏水和固体盐。其中，现有的膜浓缩处理常用的方法是反渗透和倒极电渗析。常规反渗透浓缩技术受渗透压的限制，一般只能将水的含盐量浓缩到50,000-70,000mg/L。而电渗析由于能耗与水的含盐量直接相关，含盐量越高，能耗越高，因此大多数电渗析仅用于对含盐量较低(5,000mg/L以下)的水进行脱盐处理。进一步地，后续的热法蒸发工艺进一步起浓缩作用，蒸发器中一般不直接产生高溶解度盐(如氯化钠等)的固体，每蒸发一吨水的能耗为20-40度电(机械蒸汽压缩)或0.3-0.5吨蒸汽(多效蒸发)，能耗较高。而更进一步处理蒸发浓水的热法结晶工艺，由于浓度更高，且通常采用强制循环避免结晶过程中产生结垢问题，每蒸发一吨水的能耗高达100-150度电或0.5-1.0吨蒸汽，能耗极高。
综上，在制盐方法中，传统热法过程特别是热法结晶的投资与能耗成本高昂，已经成为企业的沉重负担。因此有必要提出一种全新的制盐工艺，以大幅度降低制盐过程的投资和能耗成本。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的制盐过程投资高、能耗大的问题，提供一种填充床电渗析制盐方法和制盐系统。本发明的方法通过采用极端条件下的填充床电渗析处理，避免了使用热法蒸发、热法结晶等高能耗的结晶方式，能够大幅度降低制盐过程的投资和能耗成本。
本发明通过离子交换树脂或纤维对盐的选择性及电渗析直接结晶技术，通过选择合适的离子交换树脂或纤维作为填充剂，建立一种离子交换树脂或纤维填充床电渗析直接结晶的制盐方法及系统，避免了传统分盐结晶工艺中纳滤分盐后需两级结晶工艺分别生产结晶盐的复杂流程，同时避免了高能耗的热法结晶的使用。因此，本发明简化了制盐工艺，并可大幅度降低分盐结晶投资成本和能耗。
电渗析(包括倒极电渗析)作为一种常规的脱盐方法，被广泛应用于低浓度地表水、地下水或废水的脱盐处理中，也被少量应用于海水或浓度相当于海水的盐水的浓缩上。在这些常规电渗析处理中，电渗析浓水进水和电渗析淡水进水一般为相同的一股水，为了避免碳酸钙、硫酸钙等低溶解度盐造成膜的结垢现象，通常采用控制浓缩倍数、调节pH值、添加阻垢剂或预处理脱除的方法防止它们在浓水中出现结晶。而对于氯化钠、硫酸钠等高溶解度盐来说，它们在浓水中的绝对浓度虽然较高，但由于其溶解度极高，常规电渗析过程中这些高溶解度盐的浓度远低于它们在水中的饱和浓度，因此不会考虑它们的结晶与结垢问题。
上述常规电渗析过程的目的仅仅旨在脱盐和部分浓缩，在回收一部分淡水的同时，减少浓水的体积，即使是对低溶解度盐也要避免其结晶，更不用说得到高溶解度盐的固体盐了。因此，在上述常规工艺中，为了获得固体盐，需进一步进行后续的热法蒸发工艺和热法结晶工艺，从而造成制盐过程的投资和能耗极高。
在以脱盐为目的的常规电渗析应用中，过程能耗与盐水中需要迁移的离子数量(盐浓度)几乎成正比，其经济性的比较对象主要是反渗透工艺。因此，常规电渗析的应用主要集中在低浓度盐水的脱盐处理与浓缩上，其中电渗析浓水进水和电渗析淡水进水一般为相同的一股水，电渗析浓水出水浓度也远未达到饱和，即不以得到固体盐为目的，客观上也无法得到固体盐。
当电渗析的上述常规操作模式被突破后，具体来说，在以高溶解度盐的饱和溶液作为电渗析浓水进水、以高溶解度盐的含量不小于10重量％的含高溶解度盐的原料水溶液作为电渗析淡水进水这一极端运行模式下，不仅能够得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水，而且其中电渗析浓水出水变为高溶解度盐含量较电渗析浓水进水增高的固液混合饱和溶液，即电渗析浓水出水中已形成高溶解度盐的结晶固体，电渗析淡水出水为高溶解度盐含量较原料水溶液降低的水溶液。
填充床电渗析是离子交换和电渗析相结合而产生的新技术，也称为电去离子(Electrode-ionization，简称EDI)技术。但常规EDI技术主要用于制备纯水和超纯水，即在混床、极化状态下(水被解离为H+和OH-)操作，可实现低浓度离子的吸附捕获和树脂的连续电再生，从而达到深度脱盐和连续去离子的目的。该技术克服了离子交换法间歇操作和需要消耗酸碱再生树脂的缺点。
本发明人在研究中发现，在上述极端运行模式下，电渗析过程中离子迁移的同时伴随着水的迁移，会降低结晶盐的产量，降低结晶的效率。进一步研究发现，当在上述极端运行模式下，在电渗析单元的淡室中填充具有离子传输作用的离子交换树脂或离子交换纤维，利用离子在离子交换树脂或离子交换纤维素中的迁移速率远大于其周围溶液中离子通过膜的迁移速率，树脂颗粒之间以及树脂颗粒与膜之间的接触对离子的迁移有显著促进作用的原理，使待分离组分在电场作用下优先通过“树脂链”发生传递和跨膜迁移，从而控制水的迁移，提高电渗析直接结晶的效率。
本发明采用极端条件下的填充床电渗析处理，避免了使用热法结晶等高能耗的结晶方式，能够大幅度降低制盐过程的投资和能耗成本，提高了电渗析直接结晶的效率。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种制盐方法，该方法包括：
以高溶解度盐的饱和溶液作为电渗析浓水进水、以含高溶解度盐的原料水溶液作为电渗析淡水进水进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水；
其中，含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量不小于10重量％。
第二方面，本发明提供了一种制盐系统，该系统包括填充床电渗析单元和分盐单元，其中，
所述填充床电渗析单元用于对作为电渗析浓水进水的高溶解度盐的饱和溶液、作为电渗析淡水进水的含高溶解度盐的原料水溶液进行填充床电渗析处理，以得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水；
所述分盐单元用于将来自所述填充床电渗析单元的电渗析浓水出水进行分盐处理，以得到所述高溶解度盐的固体和所述高溶解度盐的饱和溶液。
本发明中，制盐对象是高溶解度盐(如在25℃时的溶解度为30-80g/100g水的盐，具体例如氯化钠)，在分盐处理时，无需进行蒸发结晶、热法结晶或冷冻结晶等高能耗和高投资成本的处理，通过低能耗和低投资成本的固液分离处理和/或结晶分离处理即能实现，换言之，本发明的制盐方法与现有技术中高溶解度盐的结晶还必须依赖于蒸发结晶、热法结晶等高耗能结晶方式的方法不同，其突出优势在于利用极端条件进行填充床电渗析处理，使得到的填充床电渗析浓水出水中含有固相盐，从而使得该制盐过程不再需要蒸发水，能耗和投资成本大幅降低。
根据本发明的一种优选实施方式，以高溶解度盐的饱和溶液作为电渗析浓水进水、以含高溶解度盐的原料水溶液(高溶解度盐的含量不小于10重量％)作为电渗析淡水进水进行填充床电渗析处理，得到已有固体高溶解度盐形成的电渗析浓水出水和电渗析淡水出水，将电渗析浓水出水进行固液分离处理，得到高溶解度盐的固体，无需进行蒸发处理，能耗和投资成本大幅降低。
根据本发明的另一种优选实施方式，以高溶解度盐的饱和溶液作为电渗析浓水进水、以含高溶解度盐的原料水溶液(高溶解度盐的含量不小于10重量％)作为电渗析淡水进水进行填充床电渗析处理，得到已有固体高溶解度盐形成的电渗析浓水出水和电渗析淡水出水，将电渗析浓水出水进行分盐处理，得到高溶解度盐的固体和含高溶解度盐的固体的固液混合饱和溶液，并通过将至少部分含高溶解度盐的固体的固液混合饱和溶液循环回填充床电渗析处理来避免电渗析的结垢问题。
附图说明
图1是本发明的一种实施方式的制盐方法的流程示意图；
图2是本发明的一种填充床电渗析膜堆的示意图；
图3是本发明填充床电渗析的淡室中离子交换树脂或离子交换纤维填充方式的示意图。
附图标记说明
1：淡室；2：浓室；3：极室；4：阴离子交换膜；5：阳离子交换膜；6：隔网；7：夹紧装置。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种制盐方法，包括：
以高溶解度盐的饱和溶液作为电渗析浓水进水、以含高溶解度盐的原料水溶液作为电渗析淡水进水进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水；
其中，含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量不小于10重量％。
本发明中，本领域技术人员应该理解的是：经填充床电渗析处理后，原料水溶液中的部分高溶解度盐及一定的水会迁移至浓水侧的饱和溶液中，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水，所述电渗析浓水出水为高溶解度盐含量较电渗析浓水进水增高的固液混合饱和溶液，所述电渗析淡水出水为高溶解度盐含量较原料水溶液降低的水溶液。其中，“高溶解度盐含量较电渗析浓水进水增高”中的“高溶解度盐含量”包括固液混合饱和溶液中溶解状态的高溶解度盐和以固体形式析出的固相盐。
本发明中，优选情况下，高溶解度盐在25℃时的溶解度为30-80g/100g水。所述高溶解度盐的具体实例为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾和硝酸钾中的一种或多种。进一步优选地，所述原料水溶液为主要含单一高溶解度盐的原料水溶液，更优选地，所述高溶解度盐为氯化钠。其中，“主要”是指以原料水溶液中所有盐的重量为基准，该单一高溶解度盐的含量至少为90重量％。
本发明中，优选情况下，所述填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为20-50mA/cm2，进一步优选为30-40mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.1-1V，进一步优选为0.3-0.7V；所述填充床电渗析浓水进水和所述填充床电渗析淡水进水的流速比为1：0.3-5，进一步优选为1：0.5-2.5。
本发明中，所述填充床电渗析处理中，淡室所采用的填充物选自离子交换树脂中的一种或多种，或者选自离子交换纤维中的一种或多种。所述离子交换树脂、离子交换纤维均可商购获得。
本发明中，所述离子交换纤维具体为强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维、弱碱性阴离子交换纤维。所述离子交换树脂具体为强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂。
本发明中，所述填充床电渗析处理中，淡室所采用的填充物的填充方式可以为离子交换树脂或离子交换纤维以单一填充物的方式填充在所述淡室中，如图3中的a所示。
按照一种实施方式，所述填充床电渗析处理中，淡室所采用的填充物为离子交换树脂，所述离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂中任选两种的组合，具体为强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂的组合、强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的组合、弱酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂的组合、弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的组合。
优选情况下，所述离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。所述强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的填充体积比可以为1：0.5-2，进一步优选为1：0.8-1.5。
按照另一种实施方式，所述填充床电渗析处理中，淡室所采用的填充物为离子交换纤维，所述离子交换纤维为强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维中任选两种的组合；具体为强酸性阳离子交换纤维和强碱性阴离子交换纤维的组合、强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的组合、弱酸性阳离子交换纤维和强碱性阴离子交换纤维的组合、弱酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的组合。
优选情况下，所述离子交换纤维为强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维。所述强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的填充体积比可以为1：0.5-2，进一步优选为1：0.8-1.5。
本发明中，对所述填充物的填充方式没有特别限定，本领域技术人员可以采用本领域的常规技术手段进行操作。优选地，以上两种实施方式中，所选择的两种填充物的填充方式可以为以下之一：
(1)两种填充物以均匀混合的方式填充在所述淡室中(如图3的b所示)；
(2)两种填充物以横向分层的方式填充在所述淡室中(如图3的c所示)；
(3)两种填充物以纵向分层的方式填充在所述淡室中(如图3的d所示)；
所述横向分层和纵向分层中，两种填充物以逐层交替填充。
具体地，如果所选择的两种离子交换树脂或纤维的密度相接近，可以采用均匀填充或者横向分层的填充方式；如果所选择的两种离子交换树脂或纤维的密度相差较大，则一般采用纵向分层的填充方式。
根据本发明，所述填充床电渗析处理中，离子能够优先通过“树脂或纤维链”进行跨膜传递，从而减少离子迁移过程中伴随的水迁移。
本发明中，优选情况下，该方法还包括：将所述电渗析浓水出水进行分盐处理，以得到所述高溶解度盐的固体和所述高溶解度盐的饱和溶液。
本发明中，优选情况下，所述分盐处理包括固液分离处理和/或结晶分离处理。
优选地，所述固液分离处理的方式为离心分离、过滤分离或沉淀分离。
优选地，所述结晶分离处理的方式为将所述电渗析浓水出水引入一定容积的结晶分离装置中停留一定时间，使其充分结晶并实现至少部分固液分离。所述结晶分离处理的条件包括：停留时间为0.1-3h，进一步优选为0.3-2h。本发明的结晶分离处理中的结晶过程为常温下进行的晶种强化自然结晶过程，无需蒸发水。
优选情况下，在维持高溶解度盐悬浮的状态下，将所述电渗析浓水出水进行结晶分离处理，即结晶分离处理中的结晶过程在晶种作用下进行。
本发明中，优选情况下，所述电渗析浓水进水为含有高溶解度盐的固体的固液混合饱和溶液，所述固液混合饱和溶液中高溶解度盐的固体的含量为0-30重量％，进一步优选为1-20重量％，更优选为3-10重量％。本领域技术人员应该理解的是，固液混合饱和溶液中高溶解度盐的固体的含量为0时，该固液混合饱和溶液为该高溶解度盐的均相饱和溶液。
本发明中，优选情况下，所述含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量为10-30重量％，进一步优选为10-20重量％。此时，电渗析浓水侧与淡水侧的浓度相差较小，由于渗透压产生的水的自发迁移较小，有利于结晶过程的进行。
本发明中，优选情况下，至少部分所述电渗析浓水进水为所述分盐处理得到的所述高溶解度盐的饱和溶液。
本发明中，优选情况下，该方法还包括：将所述分盐处理得到的高溶解度盐的固体进行干燥处理，制得所述高溶解度盐的精制盐产品。
第二方面，本发明提供了一种制盐系统，该系统包括填充床电渗析单元和分盐单元，其中，
所述填充床电渗析单元用于对作为电渗析浓水进水的高溶解度盐的饱和溶液、作为电渗析淡水进水的含高溶解度盐的原料水溶液进行填充床电渗析处理，以得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水；
所述分盐单元用于将来自所述填充床电渗析单元的电渗析浓水出水进行分盐处理，以得到所述高溶解度盐的固体和所述高溶解度盐的饱和溶液；
其中，含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量不小于10重量％。
需要说明的是，本发明的制盐系统中不包括任何的蒸发单元或热法结晶单元。
本发明中，优选情况下，所述分盐单元包括固液分离处理单元和/或结晶分离处理单元。
根据本发明，所述填充床电渗析单元由填充床电渗析膜堆，配套管路和水池组成。如图2所示，所述填充床电渗析膜堆包括：若干交替排列的阴、阳离子交换膜，淡室隔板和浓室隔板，以及膜堆两侧的电极板和夹紧装置。以上部分共同构成了电渗析膜堆的淡室、浓室和极室。
本发明中，所述填充床电渗析单元中，淡室所采用的填充物选自离子交换树脂中的一种或多种，或者选自离子交换纤维中的一种或多种。
在本发明中，所述离子交换纤维具体为强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维、弱碱性阴离子交换纤维。所述离子交换树脂具体为强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂。
本发明中，如图3所示，所述填充床电渗析单元中，淡室所采用的填充物的填充方式可以为离子交换树脂或离子交换纤维以单一填充的方式填充在所述淡室中，如图3中的a所示。
按照一种实施方式，所述填充床电渗析单元中，淡室所采用的填充物为离子交换树脂，所述离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂中任选两种的组合，具体为强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂的组合、强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的组合、弱酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂的组合、弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的组合。
优选情况下，所述离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。所述强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的填充体积比可以为1：0.5-2，进一步优选为1：0.8-1.5。
按照另一种实施方式，所述填充床电渗析单元中，淡室所采用的填充物为离子交换纤维，所述离子交换纤维为强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维中任选两种的组合；具体为强酸性阳离子交换纤维和强碱性阴离子交换纤维的组合、强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的组合、弱酸性阳离子交换纤维和强碱性阴离子交换纤维的组合、弱酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的组合。
优选情况下，所述离子交换纤维为强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维。所述强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的填充体积比可以为1：0.5-2，进一步优选为1：0.8-1.5。
本发明中，对所述填充物的填充方式没有特别限定，本领域技术人员可以采用本领域的常规技术手段进行操作。优选地，以上两种实施方式中，所选择的两种填充物的填充方式可以为以下之一：
(1)两种填充物以均匀混合的方式填充在所述淡室中(如图3的b所示)；
(2)两种填充物以横向分层的方式填充在所述淡室中(如图3的c所示)；
(3)两种填充物以纵向分层的方式填充在所述淡室中(如图3的d所示)；
所述横向分层和纵向分层中，两种填充物以逐层交替填充。
具体地，如果所选择的两种离子交换树脂或纤维的密度相接近，可以采用均匀填充或者横向分层的填充方式；如果所选择的两种离子交换树脂或纤维的密度相差较大，则一般采用纵向分层的填充方式。
本发明中，在填充床电渗析单元中，可以根据淡室中离子交换树脂或离子交换纤维的填充量改变隔板厚度，实现浓淡室等流阻，提高流道内、隔室间和隔室内液流的均匀分配，提高并稳定填充床电渗析器的效能。所述淡室的隔板厚度可以根据单个淡室所需要的填充离子交换树脂或离子交换纤维的数量确定，通常为2-50mm。
本发明中，所述填充床电渗析单元中可以根据实际需要增加或减少填充床电渗析淡室的数量，相应地，所述淡室和/或浓室隔板的对数也随之增加或减小。
本发明中，优选情况下，所述分盐单元与所述填充床电渗析单元相连，用于将来自所述分盐单元的高溶解度盐的饱和溶液供给至所述填充床电渗析单元。
本发明中，优选情况下，该系统还包括干燥处理单元，用于将来自所述分盐单元的高溶解度盐的固体进行干燥处理，以得到所述高溶解度盐的精制盐产品。
本发明对于电渗析单元、结晶分离单元、固液分离处理单元和干燥处理单元的组成和结构没有特别的限定，可以分别为现有的能够用于电渗析处理、结晶分离处理、固液分离处理和干燥处理的相应单元，具体选择为本领域所熟知，本发明不再赘述。
本发明第一方面所述的制盐方法可通过本发明所述的制盐系统进行。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但并不因此限制本发明。
以下实施例和对比例中，如无特别说明，采用的各方法均为本领域的常用方法。
采用电感耦合等离子体(ICP)法和离子色谱(IC)确定水中的各组分及其含量。
实施例1
本实施例结合图1来说明本发明的制盐方法。
采用合成含盐水模拟原料水(氯化钠的含量为20重量％)，其组成如表1所示。
表1
| 项目 | Na<sup>+</sup> | Cl<sup>-</sup> |
| 单位 | mg/L | mg/L |
| 数值 | 98290 | 151709 |
本实施例中所使用的填充床电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室中填充体积比1:1的强酸性阳离子交换树脂(购自北京满仓科技有限公司，牌号为AMBERLITEIR-120，下同)和弱碱性阴离子交换树脂(购自北京满仓科技有限公司，牌号为AMBERLITE MB-150，下同)，填充方式为均匀混合填充；固液分离单元包括一个沉降罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(氯化钠固体的含量为5重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出氯化钠结晶盐240g，将上清液(含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液，且氯化钠固体的含量为5重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为49.5Wh，氯化钠结晶盐的产量为240g，单位氯化钠的结晶盐的能耗为0.206kWh/kg，以原水计的单位能耗为52.1kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有明显优势。
实施例2
本实施例结合图1来说明本发明的制盐方法。
采用合成含盐水模拟原料水(氯化钠的含量为10重量％)，其组成如表2所示。
表2
| 项目 | Na<sup>+</sup> | Cl<sup>-</sup> |
| 单位 | mg/L | mg/L |
| 数值 | 43684 | 67426 |
本实施例中所使用的填充床电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室的填充同
实施例1；固液分离单元包括一个结晶罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(氯化钠固体的含量为3重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和电渗析膜堆之间循环，将表2所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速为0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为32mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在结晶罐中进行结晶分离处理，停留时间为1.5h，得到250g氯化钠结晶盐和含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(固液混合饱和溶液中氯化钠固体的含量为3重量％)，将含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液以循环流速0.5m3/h返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为43.5Wh，氯化钠结晶盐的产量为250g，单位氯化钠结晶盐的能耗为0.174kWh/kg，以原水计的单位能耗为49kWh/m3。。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有明显优势。
实施例3
本实施例结合图1来说明本发明的制盐方法。
采用合成含盐水模拟原料水(氯化钠的含量为25重量％)，其组成如表3所示。
表3
| 项目 | Na<sup>+</sup> | Cl<sup>-</sup> |
| 单位 | mg/L | mg/L |
| 数值 | 131054 | 202279 |
本实施例中所使用的填充床电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室的填充同
实施例1；固液分离单元包括一个结晶罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(氯化钠固体的含量为8重量％)作为填充床电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表3所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速为1m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为42mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在结晶罐中进行结晶分离处理，停留时间为1h，得到240g氯化钠结晶盐和含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(固液混合饱和溶液中氯化钠固体的含量为8重量％)，将含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液以循环流速0.5m3/h返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为60Wh，氯化钠结晶盐的产量为240g，单位氯化钠结晶盐的能耗为0.25kWh/kg，以原水计的单位能耗为48.6kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有明显优势。
实施例4
本实施例结合图1来说明本发明的制盐方法。
采用合成含盐水模拟原料水(氯化钠的含量为20重量％)，其组成如表1所示。
本实施例中所使用的电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室的填充同实施例1；固液分离单元包括一个离心分离装置。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的氯化钠均相饱和溶液作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速为0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水进行离心分离处理，得到230g氯化钠固体盐和氯化钠均相饱和溶液，将氯化钠均相饱和溶液以循环流速0.5m3/h返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为49.5Wh，氯化钠结晶盐的产量为230g，单位氯化钠的结晶盐的能耗为0.215kWh/kg，以原水计的单位能耗为55.5kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有明显优势。
实施例5
按照实施例1的方法制盐，不同的是，
(1)将含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(氯化钠固体的含量为20重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为40mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出氯化钠结晶盐220g，将上清液(含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液，且氯化钠固体的含量为20重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为60.5Wh，氯化钠结晶盐的产量为220g，单位氯化钠结晶盐的能耗为0.275kWh/kg，以原水计的单位能耗为71.3kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有较明显的优势。
实施例6
采用合成含盐水模拟原料水(硝酸钾含量为15重量％)，其组成如表4所示。
表4
| 项目 | K<sup>+</sup> | NO<sub>3</sub><sup>-</sup> |
| 单位 | mg/L | mg/L |
| 数值 | 68142 | 108328 |
本实施例中所使用的电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室中填充体积比1:1的强酸性阳离子交换纤维(购自购自北京满仓科技有限公司，牌号为Vion KN)和弱碱性阴离子交换纤维(购自购自北京满仓科技有限公司，牌号为VionAN)，填充方式为横向分层填充；固液分离单元包括一个沉降罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有硝酸钾固体的固液混合饱和溶液(固液混合饱和溶液中硝酸钾固体的含量为3重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表4所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为36mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出硝酸钾结晶盐258g，将上清液(含有硝酸钾固体的固液混合饱和溶液，且硝酸钾固体的含量为3重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将硝酸钾结晶盐进行干燥处理，得到精制硝酸钾产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为60Wh，硝酸钾结晶盐的产量为258g，单位硝酸钾结晶盐的能耗为0.233kWh/kg，以原水计的单位能耗为73.5kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有较明显的优势。
实施例7
采用合成含盐水模拟原料水(硫酸钠含量为20重量％)，其组成如表5所示。
表5
| 项目 | Na<sup>+</sup> | SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> |
| 单位 | mg/L | mg/L |
| 数值 | 80963 | 169037 |
本实施例中所使用的填充床电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室中的填充同体积比1:1的强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维，填充方式为纵向分层填充；固液分离单元包括一个沉降罐。具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有硫酸钠固体的固液混合饱和溶液(硫酸钠固体的含量为3重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表5所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为36mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出硫酸钠结晶盐227g，将上清液(含有硫酸钠固体的固液混合饱和溶液，且硫酸钠固体的含量为3重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将硫酸钠结晶盐进行干燥处理，得到精制硫酸钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为60.8Wh，硫酸钠结晶盐的产量为227g，单位硫酸钠结晶盐的能耗为0.268kWh/kg，以原水计的单位能耗为61.2kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有较明显的优势。
实施例8
按照实施例1的方法制盐，不同的是，
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(氯化钠固体的含量为5重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为20mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.1V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出氯化钠结晶盐75.8g，将上清液(含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液，且氯化钠固体的含量为5重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为26.7Wh，氯化钠结晶盐的产量为75.8g，单位氯化钠结晶盐的能耗为0.352kWh/kg，以原水计的单位能耗为84.8kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有一定的优势。
实施例9
按照实施例1的方法制盐，不同的是，
本实施例中所使用的填充床电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室中的填充体积比1：0.6的强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂，填充方式为均匀混合填充；固液分离单元包括一个沉降罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(固液混合饱和溶液中氯化钠固体的含量为5重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出氯化钠结晶盐212g，将上清液(含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液，氯化钠固体的含量为5重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为54.5Wh，氯化钠结晶盐的产量为212g，单位氯化钠的结晶盐的能耗为0.257kWh/kg，以原水计的单位能耗为69.6kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有较明显优势。
实施例10
按照实施例1的方法制盐，不同的是，
本实施例中所使用的电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室中填充体积比1:1的强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂，填充方式为横向分层填充；固液分离单元包括一个沉降罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(固液混合饱和溶液中氯化钠固体的含量为5重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出氯化钠结晶盐226g，将上清液(含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液，且氯化钠固体的含量为5重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为51.5Wh，氯化钠结晶盐的产量为226g，单位氯化钠的结晶盐的能耗为0.228kWh/kg，以原水计的单位能耗为56.9kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有明显优势。
实施例11
按照实施例1的方法制盐，不同的是，
本实施例中所使用的电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统；其中，填充床电渗析膜堆淡室中填充体积比1:1的强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂，填充方式为均匀混合填充；固液分离单元包括一个沉降罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(固液混合饱和溶液中氯化钠固体的含量为5重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速2.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出氯化钠结晶盐168g，将上清液(含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液，且固液混合饱和溶液中氯化钠固体的含量为5重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至填充床电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为44.5Wh，氯化钠结晶盐的产量为168g，单位氯化钠的结晶盐的能耗为0.265kWh/kg，以原水计的单位能耗为82.5kWh/m3。该能耗与热法结晶器约100kWh/m3的单位能耗相比，具有一定优势。
对比例1
采用合成含盐水模拟原料水(氯化钠的含量为7重量％)，其组成如表6所示。
表6
| 项目 | Na<sup>+</sup> | Cl<sup>-</sup> |
| 单位 | mg/L | mg/L |
| 数值 | 29593 | 45676 |
本对比例中所使用的填充床电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统。
具体工艺流程如下：
(1)将含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(固液混合饱和溶液中氯化钠固体的含量为5重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和电渗析膜堆之间循环，将表6所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水并未呈现混浊，无结晶现象。
本对比例中由于合成含盐水中的氯化钠含量过低(6重量％)，尽管电渗析浓水进水采用了固液混合的氯化钠饱和溶液，但随着填充床电渗析过程及相应的水迁移过程的进行，浓水中的固体逐渐溶解，没有发生结晶过程，无法得到氯化钠结晶盐。
对比例2
本对比例中所使用的填充床电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的填充床电渗析膜堆和相应的辅助系统。
具体工艺流程如下：
(1)将表6所示的合成含盐水作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表6所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水并未呈现混浊，无结晶现象。
本对比例中由于合成含盐水中的氯化钠含量过低(6重量％)，并且电渗析浓水进水也采用相同的合成含盐水(6重量％)，属于传统电渗析操作模式，没有发生结晶过程，无法得到氯化钠结晶盐。
对比例3
按照实施例1的制盐方法，不同的是，本对比例在普通电渗析单元中进行，不进行任何填充，即本对比例中使用的电渗析单元包含一个总膜面积为1.26m2的电渗析膜堆及相应的辅助系统；固液分离单元包括一个沉降罐。
具体工艺流程如下：
(1)将步骤(2)得到的含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液(氯化钠固体的含量为5重量％)作为电渗析浓水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置浓室和填充床电渗析膜堆之间循环，将表1所示的合成含盐水作为电渗析淡水进水、并以循环流速0.5m3/h在外置淡室和填充床电渗析膜堆之间循环，填充床电渗析单元采用间歇运行模式进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水。其中，填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为38mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.5V。
(2)系统运行30min后，电渗析浓水出水呈明显混浊，将电渗析浓水出水在沉降罐中静置20min实现固体沉降，分离出氯化钠结晶盐185g，将上清液(含有氯化钠固体的固液混合饱和溶液，且氯化钠固体的含量为5重量％)以循环流速0.5m3/h重新返回至电渗析单元，重新开始步骤(1)。
(3)将氯化钠结晶盐进行干燥处理，得到精制氯化钠产品。
在本实施例中，电渗析的直流能耗为56.9Wh，氯化钠结晶盐的产量为185g，单位氯化钠结晶盐的能耗为0.308kWh/kg，以原水计的单位能耗为59.9kWh/m3。
通过上述实施例的结果可以看出，采用本发明所述技术方案，节约了能耗，与常规的电渗析相比(对比例3)，本发明在同等条件下的实施条例(实施例1)，用于高溶解度盐的结晶效率可提高30％左右，原水处理能耗可降低13％左右。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (36)
1.一种制盐方法，该方法包括：
以高溶解度盐的饱和溶液作为电渗析浓水进水、以含高溶解度盐的原料水溶液作为电渗析淡水进水进行填充床电渗析处理，得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水；
其中，含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量为10-30重量%；
所述高溶解度盐在25℃时的溶解度为30-80g/100g水；
所述填充床电渗析处理中，淡室所采用的填充物选自离子交换树脂或离子交换纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高溶解度盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾和硝酸钾中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原料水溶液为主要含单一高溶解度盐的原料水溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高溶解度盐为氯化钠。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为20-50mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.1-1V；
所述电渗析浓水进水和所述电渗析淡水进水的流速比为1：0.3-5。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述填充床电渗析处理的条件包括：电流密度为30-40mA/cm2，每个膜对上施加的直流电压为0.3-0.7V。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电渗析浓水进水和所述电渗析淡水进水的流速比为1：0.5-2.5。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离子交换树脂选自强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂中的两种。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的填充体积比为1：0.5-2。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离子交换纤维选自强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维中的两种。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离子交换纤维为强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的填充体积比为1：0.5-2。
14.根据权利要求8-13中任意一项所述的方法，其中，填充床电渗析处理中，两种填充物的填充方式选自以下之一：
（1）两种填充物以均匀混合的方式填充在所述淡室中；
（2）两种填充物以横向分层的方式填充在所述淡室中；
（3）两种填充物以纵向分层的方式填充在所述淡室中；
所述横向分层和纵向分层中，两种填充物逐层交替填充。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：将所述电渗析浓水出水进行分盐处理，以得到所述高溶解度盐的固体和所述高溶解度盐的饱和溶液。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述分盐处理包括固液分离处理和/或结晶分离处理。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述固液分离处理的方式为离心分离、过滤分离或沉淀分离。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述结晶分离处理的条件包括：停留时间为0.1-3h。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述结晶分离处理的条件包括：停留时间为0.3-2h。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电渗析浓水进水为含有高溶解度盐的固体的固液混合饱和溶液，所述固液混合饱和溶液中高溶解度盐的固体的含量为0-30重量%。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述固液混合饱和溶液中高溶解度盐的固体的含量为1-20重量%。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述固液混合饱和溶液中高溶解度盐的固体的含量为3-10重量%。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量为10-20重量%。
24.根据权利要求15-19中任意一项所述的方法，其中，至少部分所述电渗析浓水进水为所述分盐处理得到的所述高溶解度盐的饱和溶液。
25.根据权利要求15-19中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：将所述分盐处理得到的高溶解度盐的固体进行干燥处理，制得所述高溶解度盐的精制盐产品。
26.一种制盐系统，该系统包括填充床电渗析单元和分盐单元，其中，
所述填充床电渗析单元用于对作为电渗析浓水进水的高溶解度盐的饱和溶液、作为电渗析淡水进水的含高溶解度盐的原料水溶液进行填充床电渗析处理，以得到电渗析浓水出水和电渗析淡水出水；
所述分盐单元用于将来自所述填充床电渗析单元的电渗析浓水出水进行分盐处理，以得到所述高溶解度盐的固体和所述高溶解度盐的饱和溶液；
其中，含高溶解度盐的原料水溶液中，所述高溶解度盐的含量为10-30重量%；所述高溶解度盐在25℃时的溶解度为30-80g/100g水；所述填充床电渗析单元中，淡室所采用的填充物选自离子交换树脂或离子交换纤维。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述离子交换树脂选自强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂中的两种。
28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂的填充体积比为1：0.5-2。
30.根据权利要求26所述的系统，其中，所述离子交换纤维选自强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维中的两种。
31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述离子交换纤维为强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维。
32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述强酸性阳离子交换纤维和弱碱性阴离子交换纤维的填充体积比为1：0.5-2。
33.根据权利要求27-32中任意一项所述的系统，其中，所述填充床电渗析单元中，两种填充物的填充方式选自以下之一：
（1）两种填充物以均匀混合的方式填充在所述淡室中；
（2）两种填充物以横向分层的方式填充在所述淡室中；
（3）两种填充物以纵向分层的方式填充在所述淡室中；
所述横向分层和纵向分层中，两种填充物逐层交替填充。
34.根据权利要求26所述的系统，其中，所述分盐单元包括固液分离处理单元和/或结晶分离处理单元。
35.根据权利要求26所述的系统，其中，所述分盐单元与所述填充床电渗析单元相连，用于将来自所述分盐单元的高溶解度盐的饱和溶液供给至所述填充床电渗析单元。
36.根据权利要求26所述的系统，其中，该系统还包括干燥处理单元，用于将来自所述分盐单元的高溶解度盐的固体进行干燥处理，以得到所述高溶解度盐的精制盐产品。
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