电渗析海水淡化.doc

水污染控制技术课程设计方案 安全技术与环境工程系二O一二年五月电渗析海水淡化设计方案 班 级：10环境监测与治理技术（1）班 姓 名：许超祥、 毛秋敏、 张玲、 吴建峰、 阙菊花、 陈进润 指导老师： 李英 日 期： 2011-2012-6 一、电渗析海水淡化实验原理（1）了解和掌握电渗析海水淡化的原理及工艺流程。（2）掌握电渗析法设计参数。二、处理对象分析海水成分分析首先对处理对象海水的主要成分经行分析，通过资料查找，得出海水的主要离子成分，具体含量见表1。表1 海水的主要离子成分成分含量/(mg/L)成分含量/(mg/L)Cl-18980Br-65Na+10560Sr2+13SO42-2560SiO26Mg2+1272NO3-2.5Ca2+400B4.6K+380F-1.4HCO3-142总含盐量约34400mg/L从图表中我们可以看出，海水中Cl- 含量最多，占到总含量的55%，其次为Na+为 31%，SO42- 和Mg2+分别为7%和4%，其他离子仅占占3%。因此海水淡化处理主要针对Cl-、Na+ 、SO42-、Mg2+的去除进行方案设计。三、工艺设计3.1电渗析进水水质要求水温：5-40 OC 耗氧量3mg/L(高锰酸钾法)、游离氯0.2mg/L、铁0.3mg/L、锰0.1mg/L。浊度:1.5-2.0mm隔板0.3mg/L、0.5-0.9mm隔板0.3mg/L、污染指数SDI7(EDR)。3.2电渗析海水淡化处理过程原理电渗析是利用离子交换膜在电位差推动力的作用下，从水溶液中脱除离子的一种分离技术。如图6所示，电渗析器一般由阳离子交换膜和阴离子交换膜交替叠合在阳极和阴极之间组成，由一张阳膜和一张阴膜组成一个膜对，可组装成一个隔室，当氯化钠水溶液流过两膜间的隔室时，在电场作用下，溶液中带正电荷的钠离子做定向连续迁移，渗透通过带负电荷的阳离子交换膜，被阴离子交换膜阻挡；与此同时，溶液中带负电贺的氯例子连续渗透通过阴离子交换膜。这种反离子的定向迁移结果是每隔一室溶液中的离子浓度增加，而与其相见的另一隔室内的溶液中离子浓度下降。一般称溶液离子浓度增加的隔室称为浓缩室，其溶液称为溶液或盐水；溶液离子浓度降低的隔室称为淡化室，其溶液称为稀溶液或淡水。从而使离子得到了分离和浓缩，海水得到淡化。图6 电渗析原理示意图3.3工艺设计 海水淡化电渗析法具体工艺流程如下： 图7 电渗析海水循环淡化工艺流程简单示意图3.3.1海水预处理 为了达到上述进水水质要求，海水预处理部分设计如下：海水取水部分的主要设备有真空引水箱、海水泵和海水箱。第一次开泵前需将真空引水箱加满水，启动海水泵后，海水便进入海水箱，海水箱中装有浮球阀以控制水箱水位。采取上述装置的原因在于：海水中存在一些不稳定离子，若所处环境改变后，这些离子会还原成胶状物致使原水浊度升高。因此，在原水进入淡化装置之前设置海水箱，海水与大气充分接触逐步趋于稳定， 并在海水箱中得到初步澄清沉淀。由于原水中含有微生物，在预处理前加次氯酸钠(2mg/L)杀灭细菌，同时防止和抑制微生物的滋生。杀菌后的水加入絮凝剂(聚合氯化铁5mg/L)进行直流凝聚，以便后续过滤去除。预处理部分的主要设备有原水泵，双层滤料砂滤器，200目捕捉器和5 0um 精滤器。正常运行时，启动原水泵，使海水箱的海水经三级过滤后，达到进水水质要求后分别向淡化箱、浓缩箱，极水箱供水。3.3.2电渗析淡化参数计算 处理海水浓度高达6160mg/L，而一台电渗析的原水利用率为80%，回收率（产1m3的淡水所需的海水量）为45-75，脱盐率为45%-90%。为了达到国家标准饮用水(8001000mg/L )的水质标准，采用电渗析淡化工艺 一台电渗析的原水利用率为80%，回收率为45-75，回收率按60%计算则有：水处理量为1