苦咸水淡化装置的基本方法和设备原理

  苦咸水淡化装置，是利用反渗透技术的原理，结合了微电脑技术、机电一体化技术生产的水处理装置。
苦咸水淡化装置采用的反渗透技术，是指在饮用水中，当氯化物超过一定范围（国家标准250mg/L)时，就视为苦咸水，由于氯化物不用于其他物质，可采用某种滤料将其去除，而氯化物的去除工艺一般是采用反渗透技术进行处理，该技术是近些年来发展起来的水处理技术，尤其适用于对水中氯化物的处理，苦咸水淡化装置就是采用这种最新的反渗透技术。
苦咸水淡化装置可根据用户的实际需求进行个性化设计，采用较先进的背压技术，可为用户节省大量的运行费用和设备技术成本。
苦咸水淡化的方法有
蒸馏法
蒸馏法就是把苦咸水或海水加热使之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水的过程。蒸馏法是最早采用的淡化法,其主要优点是结构较简单、操作容易、所得淡水水质好。蒸馏法有许多种,如多效蒸发、多级闪蒸、压汽蒸馏、膜蒸馏等。
电渗析法
1电渗析法的基本原理、特点和适用范围在苦咸水淡化中应用的电渗析法简称ED,是利用离子交换膜在电场作用下,分离盐水中的阴、阳离子,从而使淡水室中盐分浓度降低而得到淡水的一种膜分离技术。电渗析装置是利用离子在电场的作用下定向迁移,通过选择透过性的离子交换膜达到除盐目的。在外加直流电场的作用下,水中的离子作定向迁移(阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过),使一种水中大部分离子迁移到另一种水中去。该技术已比较成熟,具有工艺简单、除盐率高、制水成本低、操作方便、不污染环境等主要优点,但存在对水质要求较严格、需对原水进行预处理等缺点。20世纪50年代,美国、英国开始将这种方法用于苦咸水淡化,中国在20世纪80年代将此法用于苦咸水淡化、工业用纯水和超纯水制造。
2电渗析法在苦咸水淡化工程中的应用特点
(1)电渗析对铁、镁、钙、钾、氯化物等溶解性无机盐类及毒理学指标砷、氟化物的去除率达66%～93%,可以满足苦咸水淡化需求;
(2)电渗析对耗氧量、NH32N、NO-32N、NO22N及硅的去除率较低,仅15%～45%,但由于原水中上述指标含量较低,去除率虽低,尚能满足生活饮用水卫生要求;
(3)电渗析对SO2-4的去除率为63.8%,用以淡化SO-42Na型和SO4·Cl2Na型水,很难满足生活饮用水卫生要求;
(4)电渗析过程的能耗与给水含盐量有密切关系,给水含盐量越高,能耗越大,因此电渗析比较适合低盐苦咸水的淡化。此外,由于电渗析不能去除水中有机物和细菌,加之设备运行能耗较大,使其在苦咸水淡化工程中的应用受到局限,因而原有电渗析装置在苦咸水淡化方面逐渐被反渗透装置所取代。
反渗透法
反渗透法的基本原理及特点用一种选择透过性膜将一个容器分为两半,在膜的两侧同时分别加入纯水和盐水,使膜两侧的液面一样高,过了一定时间会发生盐水侧的液面在升高,纯水侧的液面在下降,这是由于水分子透过半透膜向盐水侧迁移的结果,这种现象称为渗透。
能够对水或溶液具有选择透过性的膜称为半透膜。如果在浓溶液一边加上适当的压力,则可使渗透停止。当稀溶液向浓溶液的渗透停止时的压力称为渗透压。反渗透则是在浓溶液一边加上比自然渗透更高的压力,扭转自然渗透方向,把溶液中的离子压到半透膜的另一边,这与自然界的正常渗透过程相反,故称之为“反渗透”,这种装置称为反渗透装置。反渗透方法可以从水中除去90%以上的溶解性盐类和99%以上的胶体微生物及有机物等。与其他水处理方法相比具有无相态变化、常温操作、设备简单、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。尤其以风能、太阳能作动力的反渗透净化苦咸水装置,是解决无电和常规能源短缺地区人们生活用水问题的既经济又可靠的途径。反渗透淡化法不仅适用于海水淡化,也适合于苦咸水淡化。现有的淡化法中,反渗透淡化法是最经济的,它甚至已经超过电渗析淡化法。由于反渗透过程的推动力是压力,过程中没有发生相变化,膜仅起着“筛分”的作用,因此反渗透分离过程所需能耗较低。在现有海水和苦咸水淡化中,反渗透法是最节能的。反渗透膜分离的特点是它的“广谱”分离,即它不但可以脱除水中的各种离子,而且可以脱除比离子大的微粒,如大部分的有机物、胶体、病毒、细菌、悬浮物等,故反渗透分离法又有广谱分离法之称。
苦咸水淡化的主要设备有：
反渗透膜元件：反渗透设备应用膜分离技术，能有效地去除水中的带电离子、无机物、胶体微粒、细菌及有机物质等。是高纯水制备、苦咸水脱盐和废水处理工艺中的最佳设备。广泛用于电子、医药、食品、轻纺、化工、发电等领域。
压力容器：工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。要满足满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：
（1）最高工作压力（Pw）（注1）大于等于0.1Mpa(不含液体静压力,下同);
（2）内直径(非贺形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)(注2)大于等于0.25m3;
（3）盛装介质为气体液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点液体.
高压泵：高压泵是为高压旋喷水泥浆提供高压动力，用于新建建筑物、高速公路、高速铁路、地下铁路等软弱地基强化加固补强，旧的建筑物不均匀沉降整治，水库大坝与底下建筑工程防深帷幕，挡土围堰、矿山堵漏、井桶护壁，边坡锚固等方面提供帮助的的设备。主要有：高压柱塞泵、高压往复泵、高压电动试压泵、高压清洗机。
来源：中国污水处理工程网

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