CN112607942A - 一种海水资源化处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

一种海水资源化处理系统及工艺，采用卷式反渗透，回收率可高达65%‑70%，回收率提高60%以上；卷式反渗透的浓水中氯化钠的含量和纯度高；本发明通过平板纳滤来区分一价离子以及二价离子，纳滤产生的浓水同样进行了资源化利用，纳滤浓水进行脱稳结晶，通过投加晶种的方法，使纳滤浓水中的硫酸钙结晶析出，制得高纯度硫酸钙，通过脱稳结晶器去除硫酸钙后，出水进入蒸发器进行蒸发，得到另一种产品硫酸镁。本发明将海水淡化产生的浓水进行资源化，不仅进一步得到淡水回用，还得到纯度很高的工业盐，以及硫酸钙、硫酸镁、溴素等其他化学资源成品，避免了浓水排放对海洋环境所产生的危害，并从海水中提取了资源。

Description

一种海水资源化处理系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种海水资源化处理系统及工艺，属于海水处理技术领域。

背景技术

随着全球人口的增长和社会经济的发展，进一步加剧了水资源危机。根据联合国水资源发展报告，目前全球有10亿人缺乏安全清洁的饮用水，预计到2025年，全世界将有近1/3的人口缺水，波及的国家和地区达40多个。我国同样面临水资源危机的严峻挑战，缺水问题已成为一些地区制约经济发展的重要因素之一。面对全球性的水危机，海水淡化技术已经成为缓解水资源短缺的重要途径之一。

然而，传统的海水淡化工艺的回收率较低，仅为35%-45%，也就是说系统剩余了一大半以上的浓海水。随着近些年海水淡化项目的日益增多，人们从海水中获得淡水的同时也副产了大量的浓海水。通常情况下对浓海水的处理一般是将其直接排入海洋，长期对海洋排放海水淡化所产生的浓海水，会对海洋产生严重的生态环境问题。而另一方面，浓海水中含有大量的化学资源，为了避免浓海水对海洋造成的污染，提取浓海水中氯化钠、氯化钾等化工产品，各国专家都在研究用工厂化的方法提取浓海水中的化工产品。根据循环经济发展规划及海洋生态环境保护要求，浓海水高效利用技术研究已成为海水资源开发利用的先决条件。

当今，海水淡化浓海水制盐的方法主要有三种：一是直接蒸发法，利用蒸汽以及电能，采用多效蒸发或者MVR直接将浓海水蒸发并达到饱和结晶析出盐；二是浓海水经过盐田法，盐田滩晒海水析盐，或者是先盐田滩晒海水制卤，后真空蒸发制盐；三是浓海水经过电渗析浓缩后再经蒸发制盐。

但是，直接蒸发法能耗极高，经济性很差，所以工程上一般不会被采用，人们往往是考虑将浓海水进一步浓缩到较高浓度，然后进行蒸发结晶，以降低能耗和运行成本。

海水淡化浓海水经过盐田法制盐在国内已有成功的工程示范应用，如天津北疆电厂海水淡化浓海水综合利用。不过，盐田法虽然直接成本较低，但生产周期长，占地面积大，容易受地理环境和气候条件的影响，生产的盐品质差，产量极不稳定。

日本等国由于国土面积限制，所以较早进行了电渗析制盐的技术开发，目前电渗析制盐技术在日本得到了很好的工程应用。但电渗析法也存在投资高，运行成本高的问题。此外，由于国内没有掌握电渗析膜的关键核心技术，所以海水电渗析制盐工艺在国内一直没有得到实质性的突破和推广。

总的来说，一般常规的海水淡化工艺的回收率较低，系统需要排放大量的浓海水，对环境造成很大危害。将海水淡化浓海水进行综合利用，如果采用直接蒸馏浓缩，系统能耗会非常高，经济性很差；将浓海水经过一般的膜法工艺浓缩后，再进行蒸发浓缩和结晶制盐，由于海水淡化的浓海水本身的钙镁硬度高，一般的膜法浓缩有限，系统能耗降低不明显；使用电渗析离子交换膜对浓海水进行高倍浓缩，此工艺虽对进水盐浓度适应性较大且可以浓缩到20%以上，但电渗析对离解度小的盐类以及不离解的物质难以去除，并容易结垢，运行费用较高。综上所述，亟需一种新的海水资源化处理技术方案。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种海水资源化处理系统及工艺，解决现有常规的海水淡化工艺的回收率低，经济效益差，需要排放大量的浓海水，对海洋环境危害大的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种海水资源化处理系统，包括混凝反应单元、沉淀单元、磁分离单元、平板纳滤单元、脱稳单元、卷式反渗透单元、平板反渗透单元、提溴单元、第一结晶单元和第二结晶单元；所述混凝反应单元连接有海水进水管路，混凝反应单元连通所述沉淀单元，所述沉淀单元连接所述磁分离单元，所述磁分离单元连接所述混凝反应单元；所述沉淀单元连接有清水池，所述清水池连接所述平板纳滤单元；

所述混凝反应单元用于对海水进行混凝反应，所述沉淀单元用于对海水中存在的悬浮物及胶体颗粒进行聚沉，所述磁分离单元用于向处理中的海水加入磁粉形成磁种，所述磁种将海水中悬浮物、重金属及细菌包覆于絮团中进行水质沉降净化；

所述平板纳滤单元经纳滤膜产水管路连接所述卷式反渗透单元，平板纳滤单元经纳滤膜浓水管路连接所述脱稳单元，所述平板纳滤单元用于通过纳滤膜对水中的二价离子截留以进行一价盐和二价盐分离，所述卷式反渗透单元用于对接收的纳滤膜产水进行浓缩减量；所述脱稳单元用于对纳滤膜浓水中的饱和硫酸钙去除以获得硫酸钙产品；

所述卷式反渗透单元经卷式反渗透浓水管路连接所述平板反渗透单元，所述平板反渗透单元经平板反渗透浓水管路连接所述提溴单元；所述平板反渗透单元用于对卷式反渗透浓水进行分段浓缩；所述提溴单元用于对平板反渗透浓水进行提溴；

所述脱稳单元经脱稳产水管路连接所述第一结晶单元，所述提溴单元经提溴产水管路连接所述第二结晶单元；所述第一结晶单元用于脱稳产水进行蒸发以获得硫酸镁产品；所述第二结晶单元用于对提溴产水进行蒸发以获得氯化钠产品。

作为海水资源化处理系统的优选方案，所述混凝反应单元包括若干互相连通的混凝反应器，所述沉淀单元包括沉淀池，所述沉淀池连通所述清水池，所述磁分离单元包括磁分离机。

作为海水资源化处理系统的优选方案，所述平板纳滤单元设有平板纳滤膜组件，纳滤膜产水管路连接所述平板纳滤膜组件；所述脱稳单元设有脱稳结晶器，纳滤膜浓水管路连接所述脱稳结晶器；所述卷式反渗透单元设有卷式反渗透膜组件，卷式反渗透膜组件进口端连接纳滤膜产水管路，卷式反渗透膜组件出口端连接卷式反渗透浓水管路。

作为海水资源化处理系统的优选方案,所述平板反渗透单元设有若干互相连通的平板反渗透膜组件，平板反渗透膜组件进口端连接所述卷式反渗透浓水管路，平板反渗透膜组件出口端连接所述平板反渗透浓水管路。

作为海水资源化处理系统的优选方案,所述第一结晶单元设有第一蒸发器，所述第二结晶单元设有第二蒸发器，所述第一蒸发器连接有硫酸镁蒸发母液输出管路和硫酸镁产品输出管路，所述第二蒸发器连接有氯化钠蒸发母液输出管路和氯化钠产品输出管路。

作为海水资源化处理系统的优选方案,所述第一蒸发器和第二蒸发器均连接有蒸汽输入管路、二次蒸汽输出管路及冷凝水输出管路。

本发明还提供一种海水资源化处理工艺，采用上述的海水资源化处理系统，包括以下步骤：

海水预处理：将海水输送到混凝反应单元进行混凝反应，混凝反应后通过沉淀单元对海水中存在的悬浮物及胶体颗粒进行聚沉；混凝反应过程通过磁分离单元向处理中的海水加入磁粉形成磁种，所述磁种将海水中悬浮物、重金属及细菌包覆于絮团中进行水质沉降净化；

平板纳滤处理：将经过预处理后产生的清水输送到平板纳滤单元，平板纳滤单元通过纳滤膜对水中的二价离子截留以进行一价盐和二价盐分离；

硫酸钙脱出：将平板纳滤单元的纳滤膜浓水输送到脱稳单元，通过脱稳单元将纳滤膜浓水中的饱和硫酸钙去除以获得硫酸钙产品；

硫酸镁蒸发结晶：将脱稳单元的脱稳产水输送到第一结晶单元，通过第一结晶单元控制蒸发温度将去除硫酸钙后的脱稳产水蒸发去除得到硫酸镁产品；

卷式反渗透处理：将平板纳滤单元的纳滤膜产水输送到卷式反渗透单元，通过卷式反渗透单元对接收的纳滤膜产水进行浓缩减量；

平板反渗透处理：将卷式反渗透单元的卷式反渗透浓水输送到平板反渗透单元，通过平板反渗透单元对卷式反渗透浓水进行分段浓缩；

提溴处理：将平板反渗透单元的平板反渗透浓水输送到提溴单元，通过溴单元对平板反渗透浓水进行提溴；

氯化钠蒸发结晶：将提溴单元的提溴产水输送到第二结晶单元，通过第二结晶单元对提溴产水进行蒸发以获得氯化钠产品。

作为海水资源化处理工艺的优选方案，平板反渗透处理过程中的分段浓缩包括四段，一段产水进行回用，一段浓水进入二段进行浓缩，二段产水回流至一段作为一段进水，二段浓水进入三段后再进行浓缩，三段产水作为二段进水进入二段，三段浓水作为四段进水进入四段，四段产水回流至三段作为三段进水，四段浓水进入提溴单元。

作为海水资源化处理工艺的优选方案，平板纳滤处理过程中分离的一价盐处于纳滤膜产水中，分离的二价盐处于纳滤膜浓水中；

平板纳滤处理过程平板纳滤浓水量为进水量的10%-20%，平板纳滤产水量为进水量的80%-90%。

作为海水资源化处理工艺的优选方案，平板反渗透处理过程将卷式反渗透浓水再次浓缩到20%以上。

本发明的工艺组合，可使系统回收率高达65%-70%，而一般的海水淡化工艺回收率仅为40%-45%，与普通海水淡化工艺相比，本发明将膜法海水淡化系统回收率提高60%以上；卷式反渗透的浓水中氯化钠的含量为90000mg/L-95000mg/L，浓水中固含量的97%为氯化钠，浓水中氯化钠的含量和纯度高；

本发明将海水淡化产生的浓水进行资源化，海水淡化浓海水得到了高效综合利用，不仅进一步得到淡水回用，还得到纯度很高的工业盐，以及硫酸钙、硫酸镁、溴素等其他化学资源成品，避免了浓水排放对海洋环境所产生的危害，并从海水中提取了资源；

将海水淡化浓海水进行综合利用，如果采用直接蒸馏浓缩，系统能耗会非常高，经济性很差；将浓海水经过一般的膜法组合工艺浓缩，再进行蒸发浓缩和结晶制盐，由于海水淡化的浓海水本身的钙镁硬度高，一般的膜法组合浓缩有限（据了解，浓缩浓度的上限为12%），系统能耗降低不明显；而本发明采用卷式反渗透的浓海水经平板反渗透处理后，出水浓度达到20%以上，甚至可以达到接近工业盐的饱和浓度，使蒸发系统的运行负荷降到最低，大大减轻了后续蒸发结晶系统的能量消耗和运行费用，获得高品质氯化钠的同时提高了经济效益；本发明提取的工业盐成本较传统盐资源化工艺降低20%，并优于其他浓海水制盐工艺路线；

本发明通过平板纳滤来区分一价离子以及二价离子，纳滤产生的浓水同样进行了资源化利用，纳滤浓水进行脱稳结晶，通过投加晶种的方法，使纳滤浓水中的硫酸钙结晶析出，制得高纯度硫酸钙，通过脱稳结晶器去除硫酸钙后，出水进入蒸发器进行蒸发，得到另一种产品硫酸镁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例中提供的海水资源化处理系统示意图；

图2为本发明实施例中提供的海水资源化处理工艺示意图。

图中，1、混凝反应单元；2、沉淀单元；3、磁分离单元；4、平板纳滤单元；5、脱稳单元；6、卷式反渗透单元；7、平板反渗透单元；8、提溴单元；9、第一结晶单元；10、第二结晶单元。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参见图1，提供一种海水资源化处理系统，包括混凝反应单元1、沉淀单元2、磁分离单元3、平板纳滤单元4、脱稳单元5、卷式反渗透单元6、平板反渗透单元7、提溴单元8、第一结晶单元9和第二结晶单元10；所述混凝反应单元1连接有海水进水管路，混凝反应单元1连通所述沉淀单元2，所述沉淀单元2连接所述磁分离单元3，所述磁分离单元3连接所述混凝反应单元1；所述沉淀单元2连接有清水池，所述清水池连接所述平板纳滤单元4；

所述混凝反应单元1用于对海水进行混凝反应，所述沉淀单元2用于对海水中存在的悬浮物及胶体颗粒进行聚沉，所述磁分离单元3用于向处理中的海水加入磁粉形成磁种，所述磁种将海水中悬浮物、重金属及细菌包覆于絮团中进行水质沉降净化；

所述平板纳滤单元4经纳滤膜产水管路连接所述卷式反渗透单元6，平板纳滤单元4经纳滤膜浓水管路连接所述脱稳单元5，所述平板纳滤单元4用于通过纳滤膜对水中的二价离子截留以进行一价盐和二价盐分离，所述卷式反渗透单元6用于对接收的纳滤膜产水进行浓缩减量；所述脱稳单元5用于对纳滤膜浓水中的饱和硫酸钙去除以获得硫酸钙产品；

所述卷式反渗透单元6经卷式反渗透浓水管路连接所述平板反渗透单元7，所述平板反渗透单元7经平板反渗透浓水管路连接所述提溴单元8；所述平板反渗透单元7用于对卷式反渗透浓水进行分段浓缩；所述提溴单元8用于对平板反渗透浓水进行提溴；

所述脱稳单元5经脱稳产水管路连接所述第一结晶单元9，所述提溴单元8经提溴产水管路连接所述第二结晶单元10；所述第一结晶单元9用于脱稳产水进行蒸发以获得硫酸镁产品；所述第二结晶单元10用于对提溴产水进行蒸发以获得氯化钠产品。

具体的，所述混凝反应单元1包括若干互相连通的混凝反应器，所述沉淀单元2包括沉淀池，所述沉淀池连通所述清水池，所述磁分离单元3包括磁分离机。海水经过海水提升泵后进入到预处理阶段的混凝反应单元1。预处理过程在高密度沉淀池中可将海水中存在的悬浮物及胶体颗粒进行聚沉；通过磁分离单元3磁粉的加入形成磁种，将海水中悬浮物以及重金属、细菌等包覆于絮团中使其沉降来净化水质，从而保护下一流程设备正常运行。

具体的，所述平板纳滤单元4设有平板纳滤膜组件，纳滤膜产水管路连接所述平板纳滤膜组件；所述脱稳单元5设有脱稳结晶器，纳滤膜浓水管路连接所述脱稳结晶器；所述卷式反渗透单元6设有卷式反渗透膜组件，卷式反渗透膜组件进口端连接纳滤膜产水管路，卷式反渗透膜组件出口端连接卷式反渗透浓水管路。

平板纳滤单元4通过平板纳滤膜组件将一价盐和二价盐分离。经平板纳滤分离后，一价盐主要存在于平板纳滤产水中,二价盐主要存在于平板纳滤浓水中。平板纳滤浓水量为进水量的10%-20%，经综合利用，可得到硫酸钙和硫酸镁等化学资源产品。平板纳滤产水量为其进水量的80%-90%，平板纳滤的产水侧以氯化钠为主，含有少量的氯化钾以及更少量的镁盐等。

平板纳滤产水再经过卷式反渗透单元6继续处理，卷式反渗透产水即为淡化水，淡化水的TDS小于300mg/L，作为产品水回用。卷式反渗透浓水为氯化钠含量和纯度均较高的浓盐水，浓水中氯化钠的含量为90000mg/L-95000mg/L，浓水中固含量的97%为氯化钠，浓水中氯化钠的含量和纯度高。

具体的,所述平板反渗透单元7设有四组互相连通的平板反渗透膜组件，平板反渗透膜组件进口端连接所述卷式反渗透浓水管路，平板反渗透膜组件出口端连接所述平板反渗透浓水管路。卷式反渗透后的浓水进入平板反渗透单元7进行浓缩，平板反渗透单元7由四段平板反渗透膜组构成，其中一段平板反渗透膜组产水由于TDS较小，产水进行回用，浓水进入二段平板反渗透膜组进行浓缩，二段平板反渗透膜组产水回流至一段平板反渗透膜组作为一段进水，二段平板反渗透膜组浓水进入三段平板反渗透膜组后再进行浓缩，三段平板反渗透膜组产水作为二段进水进入二段平板反渗透膜组，三段平板反渗透膜组浓水作为四段进水进入四段平板反渗透膜组，四段产水回流至三段作为三段平板反渗透膜组进水，而四段浓水进入下一工艺流程。在多段的浓缩过程中，每一段的回收率不高，但由于每一段的产水都回到其前段作为进水，故整个平板反渗透单元7可以获得较高的浓缩倍数，使浓水可以浓缩至较高的含盐量。

具体的,所述第一结晶单元9设有第一蒸发器，所述第二结晶单元10设有第二蒸发器，所述第一蒸发器连接有硫酸镁蒸发母液输出管路和硫酸镁产品输出管路，所述第二蒸发器连接有氯化钠蒸发母液输出管路和氯化钠产品输出管路。所述第一蒸发器和第二蒸发器均连接有蒸汽输入管路、二次蒸汽输出管路及冷凝水输出管路。

平板纳滤单元4产生的浓水进入脱稳单元5的脱稳结晶器，通过脱稳结晶器将过饱和的硫酸钙去除，从而得到纯度较高的硫酸钙产品。通过第一结晶单元9控制蒸发温度将去除硫酸钙后的水蒸发去除得到副产品硫酸镁产品，从蒸发结晶中产生的蒸汽可进行回用，提高系统运行效率。

而平板反渗透单元7浓缩出的浓水进入第二结晶单元10，在第二结晶单元10的第二蒸发器中，将平板反渗透单元7排出的浓水进行蒸发，一价盐由于溶解度的原因析出，由于前段工艺中存在纳滤，故在蒸发结晶过程中可以得到较高纯度的氯化钠，从而完成了浓海水的资源化。系统在进行蒸发后会产生少量母液，母液可以作为其他盐类的提取原料。

海水资源化处理系统的一个实施例中，可以将混凝反应单元1、沉淀单元2、磁分离单元3、平板纳滤单元4和卷式反渗透单元6看成是一个海水淡化系统，淡化水作为产品回用；浓水经过后续工艺段最终实现综合利用，达到海水资源化利用的目的。

实施例2

辅助图1，参见图2，本发明还提供一种海水资源化处理工艺，采用上述的海水资源化处理系统，包括以下步骤：

海水预处理：将海水输送到混凝反应单元1进行混凝反应，混凝反应后通过沉淀单元2对海水中存在的悬浮物及胶体颗粒进行聚沉；混凝反应过程通过磁分离单元3向处理中的海水加入磁粉形成磁种，所述磁种将海水中悬浮物、重金属及细菌包覆于絮团中进行水质沉降净化；

平板纳滤处理：将经过预处理后产生的清水输送到平板纳滤单元4，平板纳滤单元4通过纳滤膜对水中的二价离子截留以进行一价盐和二价盐分离；

硫酸钙脱出：将平板纳滤单元4的纳滤膜浓水输送到脱稳单元5，通过脱稳单元5将纳滤膜浓水中的饱和硫酸钙去除以获得硫酸钙产品；

硫酸镁蒸发结晶：将脱稳单元5的脱稳产水输送到第一结晶单元9，通过第一结晶单元9控制蒸发温度将去除硫酸钙后的脱稳产水蒸发去除得到硫酸镁产品；

卷式反渗透处理：将平板纳滤单元4的纳滤膜产水输送到卷式反渗透单元6，通过卷式反渗透单元6对接收的纳滤膜产水进行浓缩减量；

平板反渗透处理：将卷式反渗透单元6的卷式反渗透浓水输送到平板反渗透单元7，通过平板反渗透单元7对卷式反渗透浓水进行分段浓缩；

提溴处理：将平板反渗透单元7的平板反渗透浓水输送到提溴单元8，通过溴单元对平板反渗透浓水进行提溴；

氯化钠蒸发结晶：将提溴单元8的提溴产水输送到第二结晶单元10，通过第二结晶单元10对提溴产水进行蒸发以获得氯化钠产品。

具体的，经过预处理过滤后的产水进入平板纳滤单元4。通过纳滤膜对水中的二价离子进行截留，仅允许一价态离子透过纳滤膜，达到分盐的目的，为后续蒸发得到高纯度的盐提供了支持。在这里的平板纳滤单元4中，纳滤在此工艺段只是作为区分一价以及二价盐而存在，不必要求平板纳滤单元4的回收率太高，由此平板纳滤单元4的能量消耗得到降低。

具体的，平板纳滤处理过程中分离的一价盐处于纳滤膜产水中，分离的二价盐处于纳滤膜浓水中；平板纳滤处理过程平板纳滤浓水量为进水量的10%-20%，通过综合利用，可得到硫酸钙和硫酸镁等化学资源产品。平板纳滤产水量为进水量的80%-90%，平板纳滤产水侧以氯化钠为主，含有少量的氯化钾以及更少量的镁盐等。平板纳滤产水再经过卷式反渗透继续处理，卷式反渗透的产水即为淡化水，淡化水的TDS小于300mg/L，作为产品水回用。卷式反渗透的浓水为氯化钠含量和纯度均较高的浓盐水，浓水中氯化钠的含量为90000mg/L-95000mg/L，浓水中固含量的97%为氯化钠，浓水中氯化钠的含量和纯度高。平板反渗透处理过程将卷式反渗透浓水再次浓缩到20%以上，极大降低了后续蒸发结晶出盐的能耗和运行成本。

具体的，平板纳滤后的产水进入卷式反渗透，卷式反渗透置于平板反渗透之前，其回收率不必太高，主要作用为初步的浓缩减量。其中卷式反渗透的产水得到回用，减轻系统压力，浓水进入下一流程。

具体的，卷式反渗透后的浓水进入平板反渗透单元7进行浓缩，平板反渗透单元7由四段构成，其中一段平板反渗透膜组产水由于TDS较小，产水进行回用，浓水进入二段平板反渗透膜组进行浓缩，二段平板反渗透膜组产水回流至一段平板反渗透膜组作为一段进水，二段平板反渗透膜组浓水进入三段平板反渗透膜组后再进行浓缩，三段平板反渗透膜组产水作为二段进水进入二段平板反渗透膜组，三段平板反渗透膜组浓水作为四段进水进入四段平板反渗透膜组，四段产水回流至三段作为三段平板反渗透膜组进水，而四段浓水进入下一工艺流程。在多段的浓缩过程中，每一段的回收率不高，但由于每一段的产水都回到其前段作为进水，故整个平板反渗透单元7可以获得较高的浓缩倍数，使浓水可以浓缩至较高的含盐量。

具体的，将平板反渗透产生的浓水进入提溴单元8进行提溴，由于平板反渗透浓水浓度已达到较高水平，进入提溴单元8可以降低能量消耗从而获得较高品质的溴素产品。

具体的，平板反渗透浓缩出的浓水进入蒸发流程，在第二结晶单元10中，将平板反渗透排出的浓水进行蒸发，一价盐由于溶解度的原因析出，由于前段工艺中存在平板纳滤单元4，故在蒸发结晶过程中可以得到较高纯度的氯化钠，从而完成了浓海水的资源化，在进行蒸发后会产生少量母液，母液可以作为其他盐类的提取原料。

本发明采用卷式反渗透，回收率可高达65%-70%，而一般的海水淡化工艺回收率仅为40%-45%，回收率提高60%以上；卷式反渗透的浓水中氯化钠的含量为90000mg/L-95000mg/L，浓水中固含量的97%为氯化钠，浓水中氯化钠的含量和纯度高；本发明将海水淡化产生的浓水进行资源化，海水淡化浓海水得到了高效综合利用，不仅进一步得到淡水回用，还得到纯度很高的工业盐，以及硫酸钙、硫酸镁、溴素等其他化学资源成品，避免了浓水排放对海洋环境所产生的危害，并从海水中提取了资源；将海水淡化浓海水进行综合利用，如果采用直接蒸馏浓缩，系统能耗会非常高，经济性很差；将浓海水经过一般的膜法组合工艺浓缩，再进行蒸发浓缩和结晶制盐，由于海水淡化的浓海水本身的钙镁硬度高，一般的膜法组合浓缩有限（据了解，浓缩浓度的上限为12%），系统能耗降低不明显；而本发明采用卷式反渗透的浓海水经平板反渗透处理后，出水浓度达到20%以上，甚至可以达到接近工业盐的饱和浓度，使蒸发系统的运行负荷降到最低，大大减轻了后续蒸发结晶系统的能量消耗和运行费用，获得高品质氯化钠的同时提高了经济效益；本发明提取的工业盐成本较传统盐资源化工艺降低20%，并优于其他浓海水制盐工艺路线；本发明通过平板纳滤来区分一价离子以及二价离子，纳滤产生的浓水同样进行了资源化利用，纳滤浓水进行脱稳结晶，通过投加晶种的方法，使纳滤浓水中的硫酸钙结晶析出，制得高纯度硫酸钙，通过脱稳结晶器去除硫酸钙后，出水进入蒸发器进行蒸发，得到另一种产品硫酸镁。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种海水资源化处理系统，其特征在于，包括混凝反应单元、沉淀单元、磁分离单元、平板纳滤单元、脱稳单元、卷式反渗透单元、平板反渗透单元、提溴单元、第一结晶单元和第二结晶单元；所述混凝反应单元连接有海水进水管路，混凝反应单元连通所述沉淀单元，所述沉淀单元连接所述磁分离单元，所述磁分离单元连接所述混凝反应单元；所述沉淀单元连接有清水池，所述清水池连接所述平板纳滤单元；

所述混凝反应单元用于对海水进行混凝反应，所述沉淀单元用于对海水中存在的悬浮物及胶体颗粒进行聚沉，所述磁分离单元用于向处理中的海水加入磁粉形成磁种，所述磁种将海水中悬浮物、重金属及细菌包覆于絮团中进行水质沉降净化；

所述平板纳滤单元经纳滤膜产水管路连接所述卷式反渗透单元，平板纳滤单元经纳滤膜浓水管路连接所述脱稳单元，所述平板纳滤单元用于通过纳滤膜对水中的二价离子截留以进行一价盐和二价盐分离，所述卷式反渗透单元用于对接收的纳滤膜产水进行浓缩减量；所述脱稳单元用于对纳滤膜浓水中的饱和硫酸钙去除以获得硫酸钙产品；

所述卷式反渗透单元经卷式反渗透浓水管路连接所述平板反渗透单元，所述平板反渗透单元经平板反渗透浓水管路连接所述提溴单元；所述平板反渗透单元用于对卷式反渗透浓水进行分段浓缩；所述提溴单元用于对平板反渗透浓水进行提溴；

所述脱稳单元经脱稳产水管路连接所述第一结晶单元，所述提溴单元经提溴产水管路连接所述第二结晶单元；所述第一结晶单元用于脱稳产水进行蒸发以获得硫酸镁产品；所述第二结晶单元用于对提溴产水进行蒸发以获得氯化钠产品。

2.根据权利要求1所述的一种海水资源化处理系统，其特征在于，所述混凝反应单元包括若干互相连通的混凝反应器，所述沉淀单元包括沉淀池，所述沉淀池连通所述清水池，所述磁分离单元包括磁分离机。

3.根据权利要求1所述的一种海水资源化处理系统，其特征在于，所述平板纳滤单元设有平板纳滤膜组件，纳滤膜产水管路连接所述平板纳滤膜组件；所述脱稳单元设有脱稳结晶器，纳滤膜浓水管路连接所述脱稳结晶器；所述卷式反渗透单元设有卷式反渗透膜组件，卷式反渗透膜组件进口端连接纳滤膜产水管路，卷式反渗透膜组件出口端连接卷式反渗透浓水管路。

4.根据权利要求3所述的一种海水资源化处理系统，其特征在于,所述平板反渗透单元设有若干互相连通的平板反渗透膜组件，平板反渗透膜组件进口端连接所述卷式反渗透浓水管路，平板反渗透膜组件出口端连接所述平板反渗透浓水管路。

5.根据权利要求4所述的一种海水资源化处理系统，其特征在于,所述第一结晶单元设有第一蒸发器，所述第二结晶单元设有第二蒸发器，所述第一蒸发器连接有硫酸镁蒸发母液输出管路和硫酸镁产品输出管路，所述第二蒸发器连接有氯化钠蒸发母液输出管路和氯化钠产品输出管路。

6.根据权利要求5所述的一种海水资源化处理系统，其特征在于,所述第一蒸发器和第二蒸发器均连接有蒸汽输入管路、二次蒸汽输出管路及冷凝水输出管路。

7.一种海水资源化处理工艺，采用如权利要求1至6任一项的海水资源化处理系统，其特征在于,包括以下步骤：

海水预处理：将海水输送到混凝反应单元进行混凝反应，混凝反应后通过沉淀单元对海水中存在的悬浮物及胶体颗粒进行聚沉；混凝反应过程通过磁分离单元向处理中的海水加入磁粉形成磁种，所述磁种将海水中悬浮物、重金属及细菌包覆于絮团中进行水质沉降净化；

平板纳滤处理：将经过预处理后产生的清水输送到平板纳滤单元，平板纳滤单元通过纳滤膜对水中的二价离子截留以进行一价盐和二价盐分离；

硫酸钙脱出：将平板纳滤单元的纳滤膜浓水输送到脱稳单元，通过脱稳单元将纳滤膜浓水中的饱和硫酸钙去除以获得硫酸钙产品；

硫酸镁蒸发结晶：将脱稳单元的脱稳产水输送到第一结晶单元，通过第一结晶单元控制蒸发温度将去除硫酸钙后的脱稳产水蒸发去除得到硫酸镁产品；

卷式反渗透处理：将平板纳滤单元的纳滤膜产水输送到卷式反渗透单元，通过卷式反渗透单元对接收的纳滤膜产水进行浓缩减量；

平板反渗透处理：将卷式反渗透单元的卷式反渗透浓水输送到平板反渗透单元，通过平板反渗透单元对卷式反渗透浓水进行分段浓缩；

提溴处理：将平板反渗透单元的平板反渗透浓水输送到提溴单元，通过溴单元对平板反渗透浓水进行提溴；

氯化钠蒸发结晶：将提溴单元的提溴产水输送到第二结晶单元，通过第二结晶单元对提溴产水进行蒸发以获得氯化钠产品。

8.根据权利要求7所述的一种海水资源化处理工艺，其特征在于，平板反渗透处理过程中的分段浓缩包括四段，一段产水进行回用，一段浓水进入二段进行浓缩，二段产水回流至一段作为一段进水，二段浓水进入三段后再进行浓缩，三段产水作为二段进水进入二段，三段浓水作为四段进水进入四段，四段产水回流至三段作为三段进水，四段浓水进入提溴单元。

9.根据权利要求7所述的一种海水资源化处理工艺，其特征在于，平板纳滤处理过程中分离的一价盐处于纳滤膜产水中，分离的二价盐处于纳滤膜浓水中；

平板纳滤处理过程平板纳滤浓水量为进水量的10%-20%，平板纳滤产水量为进水量的80%-90%。

10.根据权利要求7所述的一种海水资源化处理工艺，其特征在于，平板反渗透处理过程将卷式反渗透浓水再次浓缩到20%以上。

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