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海水淡化工程淡化水后处理分析

北极星水处理网  来源:《电力设备》  作者:曾庆才  2019/10/31 15:56:57  我要投稿  

北极星水处理网讯:摘要:随着经济不断发展,而水资源短缺形势十分突出,水资源问题己成为国家经济、社会发展的重要问题,而全球总水量的97.2%是海水,因此,从淡化海水并加以综合利用方面而言,是现实发展的正确选择,应用海水淡化技术,是解决现阶段我国水资源短缺问题的有效渠道之一。基于此,本文结合海水淡化工程中,淡化水的后处理进行相关阐述,分析了淡化水的水质特征等方面,并就对海水淡化水后处理工程提出部分建议,以期对今后海水淡化用于火力发电厂提供一定的参考意义。

关键词:海水淡化;淡化水;后处理;分析

1引言

环境污染的加剧让淡水匮乏的形势变得更为严峻。海水是地球上存在的巨大水体,因为海水的浓度不适宜直接饮用,海水的利用效率还非常低。随着海水淡化在我国的不断发展,而且在淡水资源的日益短缺背景下,淡化水大规模进入供水管网是必然趋势。但是由于海水淡化过程对水中杂质和绝大多数离子的脱除率较高,在脱除海水中盐分和有害离子的同时,脱除了对人体健康有益的成分。因此,淡化水在入网前,需要进行后处理。相关部门应该加大科学创新的力度,改进现有海水淡化的技术,将海水淡化作为解决电厂用水的重要手段。

2海水淡化技术概述分析

海水淡化技术主要是把盐分从海水当中分离出去,使其达到可以饮用标准的技术。海水淡化技术已经在现实生活中得到实践和应用,甚至已经可以进行量产,脱盐效果较为突出。

2.1蒸馏法

最原始的海水脱盐法是蒸馏法。最初人们只是利用海水的自然蒸发来获取盐分。随着蒸发晒盐活动的启发,蒸馏工艺产生。海水受热会蒸发成水蒸气漂浮于容器上方,受冷后就冷凝成淡水,可以饮用。蒸馏法是操作性非常强的一种海水淡化技术,获取的淡水质量好,操作不复杂。

2.2冷冻法

与蒸馏工艺相反,冷冻法借助于淡水低温下冷凝成冰的原理,实现脱盐的过程和方法。通过添加冷冻剂来实现海水降温冷冻脱盐的方法是间接冷冻法。具有较大的换热面,操作效果不佳。直接冷冻可以采用真空蒸发的方法实施冷冻脱盐,或是可以采用外界加入冷冻剂,借助二次冷媒的方式来实现冷冻脱盐和海水淡化。

2.3有关膜法海水淡化技术和电渗析法

电渗析法作为非常典型的膜法脱盐和海水淡化技术。膜法海水淡化技术主要是建立在渗析和渗透理论基础之上的海水淡化技术之一。膜具有很强的透过性,将具备特定功能的膜放入海水当中,借助渗析和渗透让溶质穿膜而过,而留下浓度较低的淡水,从而实现海水的淡化。而电渗析法是在直流电的作用力下,正、负离子透过离子交换膜分别向阴、阳极迁移。逐渐降低盐水浓度的技术方法,此方法虽然实用,但是不能有效渗析水中不带电荷的硅粒子等物质,也不能去除海水中的有机物粒子,因而应用范围较小。

现阶段,海水淡化工程无论采用蒸馏法还是反渗透法,所产淡化水均有一个共同的特征,则是矿物质含盐量低,pH呈弱酸性。决定了淡化水的腐蚀性。而反渗透技术已经在海水淡化中,得到广泛应用,其中反渗透膜的性能对于海水淡化的效果关系密切,反渗透膜的作用十分重要。

3海水淡化水后处理的方法分析

3.1 再矿化法

再矿化法主要是需要通过调节pH和提高碱度、硬度,从而能够进一步增加水的缓冲能力改善碳酸盐平衡,增大保护碳酸钙垢层在管道内壁沉积和压缩的倾向,降低水的腐蚀性,减小铁离子等的释放。再矿化的方法主要有与其他水源混合法、添加药剂法和溶解矿石法。

3.1.1与其他水源混合法

淡化水与富含矿物质的水源混合,从而能够增加矿物质的含量,实现缓解其腐蚀性的作用。现阶段,采用淡化水与自来水混合较多,除此之外,淡化水与自来水混和的重要的优点在于能够减轻居民对淡化水的抵触心里,淡化水属于新兴事物,居民或多或少对其存在着质疑,而将其与居民常用的自来水混合,从而可以减轻这种抵触心里。

3.1.2添加药剂法

直接在淡化水中添加药剂,石灰、纯碱、小苏打、氯化钙和二氧化碳等以改变淡化水水质。 一般添加药剂法通常将两种或者几种药剂混合使用,其中比较适合大型海水淡化工程的是添加石灰和二氧化碳法。

3.1.3溶解矿石法

将淡化水通过盛有矿石的溶解池,通过溶解矿石中的碳酸钙实现矿化。矿石材料一般使用石灰石,由于矿石在中性溶液中溶解速率很慢,因此需要在淡化水中添加酸性物质来增加酸性,通常使用的是二氧化碳和硫酸。在淡化水中通入二氧化碳气体,酸化的淡化水流经装载石灰石颗粒的床层,与石灰石发生反应。

其主要优点在于石灰石来源广泛而且价格低廉,性质稳定便于存放;但是在实际中反应速率缓慢,反应过程不彻底,会有的多余的二氧化碳残留在淡水中,需要用氢氧化钠或者纯碱进行中和。

在淡化水中添加硫酸,酸化的淡化水流经石灰石填料层,与石灰石快速发生反应。其只需要部分淡化水通过填料层矿化,该部分占全部淡化水的18~45%,矿化后再与剩余的淡化水混合即可。缺点是溶解的钙离子与碱度的比例是2:1,甚至更大。因此为了保证水质稳定,使用硫酸溶解石灰石矿化后还需要调节碱度。

3.2 投加缓蚀剂法

投加缓蚀剂剂来降低腐蚀性。投加缓蚀剂法中缓蚀剂的选择和用量至关重要,常用的包括:磷系、硅系缓蚀剂。

磷系缓蚀剂包括正磷酸盐、聚磷酸盐。正磷酸盐能与多种金属离子在较宽pH范围内形成几种难溶的固相物质,从而能在铁管和镀锌管上形成保护层,从而有效控制“红水”现象的发生。硅酸盐缓蚀剂常用的是水玻璃,通过延缓溶解性亚铁腐蚀产物的扩散作用,降低其腐蚀产物穿过硅酸盐保护膜的速率,从而降低亚铁被氧化的速率。

4有关海水脱钙技术研究

海水淡化过程中的结垢问题是制约海水淡化技术大规模发展的瓶颈之一。如果能寻找到一种经济有效的方法将海水中的钙离子预先脱除、降低海水的硬度,那么势必会降低海水淡化的成本,提高淡化水的市场竞争力。

4.1离子交换法

离子交换是应用离子交换剂选择性地将溶液中的某种或者某类离子分离出来的方法。根据离子交换剂可交换离子的带电性,可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。在海水脱钙过程中的离子交换是液相海水与固相离子交换剂间的传质与化学反应过程,其传质过程类似于固液相间的吸附过程。通常用钠离子交换树脂或氢离子交换树脂,通过阳离子交换反应将海水中的钙离子去除。

4.2化学沉淀法

在各种去除海水中钙离子的方法中,化学沉淀法是应用较为成熟和广泛的一种方法。其应用机理是化学药剂与溶液中的钙离子反应,生成难溶盐沉淀或者絮凝去除。常用的化学反应沉淀法包括烧碱—纯碱法、石灰—纯碱法和石灰—芒硝—二氧化碳法三种。化学反应沉淀法技术简单、成本较低,应用广泛。但是由于海水淡化工程中需要处理大量的海水,所以使用的化学药剂的量也是相当多的,会导致成本的增加,甚至如果反应生成的沉淀处理不当,也会造成环境的二次污染。同时,将化学药剂加入海水中,引入其他杂质,可能会使后续操作步骤难度增大。

5结论

综上所述,海水淡化技术的应用为我国解决淡水供求矛盾提供新的思路和解决方法。充分利用电厂蒸汽、海水循环冷却水废热和取排水设施,降低海水淡化投资和运行成本,有利于解决沿海地区水资源短缺的重要途径。此外应积极鼓励电水联产项目对外供水,进一步缓解水资源短缺问题,实现经济效益。

原标题:海水淡化工程淡化水后处理分析

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