CN113698018A - 一种海水淡化浓盐水资源化利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海水淡化浓盐水资源化利用的方法,包括以下步骤:1)将海水淡化浓盐水过滤,得到脱盐水和高盐溶液;高盐溶液过滤,得到高盐高硬度浓缩液;脱盐水第一股分别通入置换电渗析装置的钠盐溶液室和氯盐溶液室进行补水,第二股通入氯化钠置换液罐中进行补水,第三股回用;将高盐高硬度浓缩液通入置换电渗析装置的原料液室,同时将氯化钠置换液罐的氯化钠溶液通入置换电渗析装置的置换液室,在正负极电流作用下,产生钠盐、氯盐溶液;本发明的方法对海水淡化浓盐水进行资源化利用,海水淡化浓盐水中各有效成分被充分资源化利用,对固体盐资源和水资源双重回收利用,节约资源。无固体废物和废水排放,大量钙镁离子沉淀回用,装置不结垢。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化及水处理领域,涉及海水淡化浓盐水资源化利用的方法,尤其是一种可以将海水淡化浓盐水中钙镁离子沉淀、钠离子盐结晶以及脱盐水回收利用的方法。
背景技术
目前许多沿海城市都处于缺水状态,海水淡化可以作为城市淡水供应的最佳补充手段。近些年来,我国大力推进海水淡化产业发展,海水淡化已经成为重要的工业和城市居民用水来源。海水淡化技术常常采用热法或膜法提取利用海水中的淡水资源,随着规模不断增加,淡化后产生的浓盐水排放成为了亟需解决的问题。
目前针对海水淡化浓盐水的处理方法主要有直接排放入海和直接晒盐两种。由于海水淡化浓盐水的盐度远高于海水盐度,再加上近年来海水淡化产业规模不断扩大,浓盐水排放量不断增加,大量的浓盐水直接排放入海会造成海洋生态的严重破坏。而浓盐水直接晒盐需要占用大面积土地,自然蒸发效率低,浓盐水大量排放时晒盐经济性不高,会阻碍沿海地区经济发展。同时,又由于浓盐水中含有大量的钙镁离子及钠离子盐,如果作为工业废水直接排放,对于环境的污染也是非常严重的。因此,亟需开发出一种新型海水淡化浓盐水处理技术,在有效处理大量浓盐水的同时,可以回收利用其中的各种成分,做到废物利用,保护环境的同时节约了资源。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种可以回收固体盐和脱盐水的海水淡化浓盐水资源化利用的方法。
本发明的技术方案概述如下:
一种海水淡化浓盐水资源化利用的方法,包括以下步骤:
1)将海水淡化浓盐水通入压力膜装置2进行过滤,得到脱盐水和高盐溶液;
2)将步骤1)获得的高盐溶液通入保安过滤器或超滤装置3,得到高盐高硬度浓缩液;
3)将步骤1)获得的脱盐水中的第一股再分别通入置换电渗析装置1的钠盐溶液室1-1和置换电渗析装置1的氯盐溶液室1-3中进行补水,将步骤1)获得的脱盐水中的第二股通入氯化钠置换液罐6-3中进行补水,将步骤1)获得的脱盐水中的第三股收集回用;
4)将步骤2)获得的高盐高硬度浓缩液通入置换电渗析装置1的原料液室1-2,同时将氯化钠置换液罐6-3中的氯化钠溶液通入置换电渗析装置1的置换液室1-4,在正负极电流作用下,所述钠盐溶液室1-1产生钠盐溶液(主要为硫酸钠溶液),所述氯盐溶液室1-3产生氯盐溶液(主要为氯化钙及氯化镁溶液);
5)将钠盐溶液室1-1中的钠盐溶液通入钠盐溶液罐6-1,钠盐溶液罐6-1中的液体一部分通过第一泵5-1通入钠盐溶液室1-1回用,剩余部分通入混合脱钙槽7-1中;
6)将氯盐溶液室1-3中的氯盐溶液通入氯盐溶液罐6-2,氯盐溶液罐6-2中的液体一部分通过第二泵5-2通入氯盐溶液室1-3回用,剩余部分通入混合脱钙槽7-1中;所述原料液室1-2中产生的低盐低硬度溶液与海水淡化浓盐水进行混合;回流到压力膜装置2中,所述置换液室1-4中产生的淡水通入氯化钠置换液罐6-3中进行补水;
7)混合脱钙槽7-1中产生的硫酸钙沉淀收集回用,产生的液体通入加碱沉淀槽7-2中,并向加碱沉淀槽7-2中加入氢氧化钠,加碱沉淀槽7-2中产生的氢氧化镁沉淀收集回用,产生的液体通入结晶脱盐装置4中;
8)结晶脱盐装置4中产生的固体盐氯化钠一部分进入氯化钠置换液罐6-3中,一部分收集回用,产生的冷凝水与压力膜装置2产生的脱盐水合股。
优选地,超滤装置中的超滤膜组件为卷式超滤膜组件、板式超滤膜组件或中空纤维式超滤膜组件。
步骤2)获得的高盐高硬度浓缩液中悬浮物含量小于1mg/L。
置换电渗析装置中的电渗析膜为均相离子交换膜、半均相离子交换膜或异相离子交换膜。
所述钠盐溶液罐6-1中液体体积的80%通过第一泵5-1通入钠盐溶液室1-1回用,剩余20%通入混合脱钙槽7-1中。
氯盐溶液罐6-2中液体体积的80%通过第二泵5-2通入氯盐溶液室1-3回用,剩余20%通入混合脱钙槽7-1中。
优选地,结晶脱盐装置4为蒸发结晶器。
本发明的优点:
(1)本发明的方法对海水淡化浓盐水进行资源化利用,海水淡化浓盐水中各有效成分被充分资源化利用,做到对固体盐资源和水资源的双重回收利用,节约大量资源。
(2)本发明对于海水淡化浓盐水的资源化利用,无固体废物和废水排放,有效缓解了浓盐水排海对海洋生态环境造成的破坏,保护了海洋生态系统的稳定平衡。
(3)本发明中的结晶脱盐装置不会产生结垢现象,前端对于海水淡化浓盐水中的大量钙镁离子的沉淀回用,有效解决了蒸发结晶器的易结垢问题。
附图说明
图1为本发明一种海水淡化浓盐水资源化利用的方法示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
一种海水淡化浓盐水资源化利用的方法,见图1,包括以下步骤:
1)将海水淡化浓盐水通入压力膜装置2进行过滤,得到脱盐水60L/h和高盐溶液75L/h;
2)将步骤1)获得的高盐溶液通入超滤装置3(或保安过滤器),得到高盐高硬度浓缩液;
3)将步骤1)获得的脱盐水中的第一股再分别通入置换电渗析装置1的钠盐溶液室1-1和置换电渗析装置1的氯盐溶液室1-3中进行补水,流量分别为20L/h,将步骤1)获得的脱盐水中的第二股通入氯化钠置换液罐6-3中进行补水,流量为10L/h,将步骤1)获得的脱盐水中的第三股收集回用,流量为10L/h;
4)将步骤2)获得的高盐高硬度浓缩液通入置换电渗析装置1的原料液室1-2,同时将氯化钠置换液罐6-3中的氯化钠溶液通入置换电渗析装置1的置换液室1-4,在正负极电流作用下,钠盐溶液室1-1产生钠盐溶液(主要为硫酸钠溶液),氯盐溶液室1-3产生氯盐溶液(主要为氯化钙及氯化镁溶液);
5)将钠盐溶液室1-1中的钠盐溶液通入钠盐溶液罐6-1,罐中钠盐溶液浓度达到200g/L,SO4 2-浓度高达19.45g/L,钠盐溶液罐6-1中的液体一部分通过第一泵5-1通入钠盐溶液室1-1回用,剩余部分通入混合脱钙槽7-1中;
6)将氯盐溶液室1-3中的氯盐溶液通入氯盐溶液罐6-2,罐中氯盐溶液浓度达到200g/L,Ca2+浓度高达4.75g/L,Mg2+浓度高达9.71g/L,氯盐溶液罐6-2中的液体一部分通过第二泵5-2通入氯盐溶液室1-3回用,剩余部分通入混合脱钙槽7-1中;所述原料液室1-2中产生的低盐低硬度溶液与海水淡化浓盐水进行混合;回流到压力膜装置2中,所述置换液室1-4中产生的淡水通入氯化钠置换液罐6-3中进行补水;
7)混合脱钙槽7-1中产生的硫酸钙沉淀收集回用,产生的液体通入加碱沉淀槽7-2中,并向加碱沉淀槽7-2中加入氢氧化钠,加碱沉淀槽7-2中产生的氢氧化镁沉淀收集回用,产生的液体通入结晶脱盐装置4中;
8)结晶脱盐装置4中产生的固体盐氯化钠一部分进入氯化钠置换液罐6-3中,一部分收集回用,产生的冷凝水与压力膜装置2产生的脱盐水合股。
超滤装置中的超滤膜组件为卷式超滤膜组件(也可以选用板式超滤膜组件或中空纤维式超滤膜组件)。
步骤2)获得的高盐高硬度浓缩液中悬浮物含量小于1mg/L。
置换电渗析装置中的电渗析膜为均相离子交换膜(天津中领水系统科技有限公司)(也可以选用半均相离子交换膜或异相离子交换膜)(公开生产企业并不对本发明作任何限定,其它企业生产的也可以应用)。
所述钠盐溶液罐6-1中液体体积的80%通过第一泵5-1通入钠盐溶液室1-1回用,剩余20%通入混合脱钙槽7-1中。
氯盐溶液罐6-2中液体体积的80%通过第二泵5-2通入氯盐溶液室1-3回用,剩余20%通入混合脱钙槽7-1中。
结晶脱盐装置4优选蒸发结晶器。
经过置换电渗析过程,海水淡化浓盐水中Ca2+浓度由1.23g/L降低到0.62g/L,降低了49.5%;Mg2+浓度由4.23g/L降低到2.98g/L,降低了29.5%;SO4 2-浓度由7.67g/L降低到4.92g/L,降低了35.8%。具体水质参数见表1。
表1各单元主要离子含量(g/L)
Claims (7)
1.一种海水淡化浓盐水资源化利用的方法,其特征在于包括以下步骤:
1)将海水淡化浓盐水通入压力膜装置(2)进行过滤,得到脱盐水和高盐溶液;
2)将步骤1)获得的高盐溶液通入保安过滤器或超滤装置(3),得到高盐高硬度浓缩液;
3)将步骤1)获得的脱盐水中的第一股再分别通入置换电渗析装置(1)的钠盐溶液室(1-1)和置换电渗析装置(1)的氯盐溶液室(1-3)中进行补水,将步骤1)获得的脱盐水中的第二股通入氯化钠置换液罐(6-3)中进行补水,将步骤1)获得的脱盐水中的第三股收集回用;
4)将步骤2)获得的高盐高硬度浓缩液通入置换电渗析装置(1)的原料液室(1-2),同时将氯化钠置换液罐(6-3)中的氯化钠溶液通入置换电渗析装置(1)的置换液室(1-4),在正负极电流作用下,所述钠盐溶液室(1-1)产生钠盐溶液,所述氯盐溶液室(1-3)产生氯盐溶液;
5)将所述钠盐溶液室(1-1)中的钠盐溶液通入所述钠盐溶液罐(6-1),钠盐溶液罐(6-1)中的液体一部分通过第一泵(5-1)通入所述钠盐溶液室(1-1)回用,剩余部分通入混合脱钙槽(7-1)中;
6)将所述氯盐溶液室(1-3)中的氯盐溶液通入所述氯盐溶液罐(6-2),氯盐溶液罐(6-2)中的液体一部分通过第二泵(5-2)通入所述氯盐溶液室(1-3)回用,剩余部分通入混合脱钙槽(7-1)中;所述原料液室(1-2)中产生的低盐低硬度溶液与海水淡化浓盐水进行混合,回流到压力膜装置(2)中;所述置换液室(1-4)中产生的淡水通入氯化钠置换液罐(6-3)中进行补水;
7)混合脱钙槽(7-1)中产生的硫酸钙沉淀收集回用,产生的液体通入加碱沉淀槽(7-2)中,并向加碱沉淀槽(7-2)中加入氢氧化钠,加碱沉淀槽(7-2)中产生的氢氧化镁沉淀收集回用,产生的液体通入结晶脱盐装置(4)中;
8)结晶脱盐装置(4)中产生的固体盐氯化钠一部分进入氯化钠置换液罐(6-3)中,一部分收集回用,产生的冷凝水与压力膜装置(2)产生的脱盐水合股。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述超滤装置中的超滤膜组件为卷式超滤膜组件、板式超滤膜组件或中空纤维式超滤膜组件。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤2)获得的高盐高硬度浓缩液中悬浮物含量小于1mg/L。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述置换电渗析装置中的电渗析膜为均相离子交换膜、半均相离子交换膜或异相离子交换膜。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述钠盐溶液罐(6-1)中液体体积的80%通过第一泵(5-1)通入钠盐溶液室(1-1)回用,剩余20%通入混合脱钙槽(7-1)中。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述氯盐溶液罐(6-2)中液体体积的80%通过第二泵(5-2)通入氯盐溶液室(1-3)回用,剩余20%通入混合脱钙槽(7-1)中。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述结晶脱盐装置(4)为蒸发结晶器。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20211126 |
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