一、苦咸水淡化裝置概述

    水處理設(shè)備苦咸水淡化裝置：反滲透系統(tǒng)，食品行業(yè)純水，紙業(yè)電廠鍋爐用水超濾預(yù)處理，電廠脫鹽水，醫(yī)藥行業(yè)純水，一體化凈水器，離子交換軟化系統(tǒng)，河水凈化軟化系統(tǒng)，過濾給水系統(tǒng)，地下水凈化系統(tǒng)。

二、苦咸水淡化簡述

    苦咸水淡化設(shè)備適用于高鹽堿地區(qū)和海水倒灌地域，采用美國進口的反滲透膜元件，國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的壓力容器，及德國進口的高壓泵，配合合理的預(yù)處理設(shè)備，能有效去除水中無機鹽、重金屬離子、有機物、細(xì)菌及病菌等有害成分，將苦咸水淡化為符合國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)水。根據(jù)客戶當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)進行細(xì)致的分析和特殊設(shè)計，力求做到高效、耐用，并使淡化水質(zhì)達(dá)到國家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-85），解決缺水地區(qū)的飲用水問題。

    苦咸水淡化是在壓力驅(qū)動下，用半透膜分離物質(zhì)的過程。反滲透膜表面活性只允許水透過，99%可溶性鹽及所有細(xì)菌、雜技被截留，且水沒有相變，所以反滲透脫鹽是的也是的一種脫鹽方式。

三、什么是苦咸水

    在水體中，當(dāng)氟含量大于1.2mg/L時，稱為氟超標(biāo)，也稱高氟水。溶解性固體含量>1500mg/L時,稱為苦咸水。氟是一種非金屬化學(xué)元素，在元素周期表排列第九位，屬于第二周期第七族的主族元素，化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡瑤缀醪荒軉为毚嬖冢匀唤缰卸际且愿鞣N化合物的狀態(tài)存在，廣泛存在于巖石、土壤、海洋中，在地球上的分布是相當(dāng)廣泛的。氟高了以后容易造成氟中毒。 

    氟在日常生活中的應(yīng)用范圍還是很廣的，包括醫(yī)藥、化工、航天、原子能等方面都有應(yīng)用。比如氟化鈉本身是一種有毒物質(zhì)，但是也可以作為藥物或者殺蟲劑來使用。 地方性氟中毒是因為人們生活在這種高氟環(huán)境中，長期過量攝入氟引起機體慢性中毒的改變，主要影響人體的硬組織，包括牙齒、骨骼，對其他一些軟組織也有損傷，當(dāng)然臨床表現(xiàn)的還是氟斑牙和氟骨癥。氟對于牙齒的損傷不僅僅是影響美觀，而且會影響到咀嚼和消化功能。氟骨癥一般多發(fā)于成年人，兒童也有發(fā)生氟骨癥的。氟骨癥的改變從臨床檢查上來看包括骨骼彎曲比如胳膊伸不開等，影響生活和勞動。地方性氟中毒危害是很大的，不僅給患者帶來痛苦，而且影響到了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展， 氟進入體內(nèi)后使得鈣過量地在血管上沉積，造成血管鈣化，引起動脈硬化。飲用高氟水很容易引起氟中毒。在我國除了上海、海南、中國臺灣，還沒有發(fā)現(xiàn)氟中毒，其他各個省市自治區(qū)都有地方性氟中毒不同程度的流行。內(nèi)蒙現(xiàn)在101個旗縣中有77個旗縣存在飲水型氟中毒，生活在高氟地區(qū)的人口大約為600萬，氟斑牙患者現(xiàn)有170萬。據(jù)不統(tǒng)計，我國有近3000萬人飲用高氟水。我國苦咸水主要分布在北方和東部沿海地區(qū)。農(nóng)村飲用苦咸水的人口有3800多萬人?？嘞趟饕强诟锌酀茈y直接飲用，長期飲用導(dǎo)致胃腸功能紊亂，免疫力低下。

四、苦咸水淡化裝置適用范圍

    苦咸水由于含有較高的硫酸鹽與氯化物，使水帶苦咸味，長期飲用苦咸水會損害人體的健康、直至殘疾。該設(shè)備適用于硫酸鹽、氯化物含量不大于500mg/L的水源，廣泛用于西部地區(qū)的苦咸水處理。產(chǎn)品特點 苦咸水淡化裝置采用專用的樹脂，經(jīng)吸附過濾后除去水中的硫酸根離子及氯根，并對傳統(tǒng)的苦咸水設(shè)備在材料上、技術(shù)上進行了改進和提高，達(dá)到操作簡便，處理成本低之目的，廣泛用于西部地區(qū)的苦咸水處理。

五、苦咸水淡化的方法

    1.蒸餾法

      蒸餾法就是把苦咸水或海水加熱使之沸騰蒸發(fā),再把蒸汽冷凝成淡水的過程。蒸餾法是采用的淡化法,其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較簡單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好。蒸餾法有許多種,如多效蒸發(fā)、多級閃蒸、壓汽蒸餾、膜蒸餾等。

    2.電滲析法

      A、電滲析法的基本原理、特點和適用范圍在苦咸水淡化中應(yīng)用的電滲析法簡稱ED ,是利用離子交換膜在電場作用下,分離鹽水中的陰、陽離子,從而使淡水室中鹽分濃度降低而得到淡水的一種膜分離技術(shù)。電滲析裝置是利用離子在電場的作用下定向遷移,通過選擇透過性的離子交換膜達(dá)到除鹽目的。在外加直流電場的作用下,水中的離子作定向遷移(陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過),使一種水中大部分離子遷移到另一種水中去。該技術(shù)已比較成熟,具有工藝簡單、除鹽率高、制水成本低、操作方便、不污染環(huán)境等主要優(yōu)點,但存在對水質(zhì)要求較嚴(yán)格、需對原水進行預(yù)處理等缺點。20 世紀(jì)50 年代,美國、英國開始將這種方法用于苦咸水淡化,中國在20 世紀(jì)80 年代將此法用于苦咸水淡化、工業(yè)用純水和超純水制造。

      B、電滲析法在苦咸水淡化工程中的應(yīng)用特點

        (1)電滲析對鐵、鎂、鈣、鉀、氯化物等溶解性無機鹽類及毒理學(xué)指標(biāo)砷、氟化物的去除率達(dá)66 %～93 % ,可以滿足苦咸水淡化需求;

        (2)電滲析對耗氧量、N H32N、NO-32N 、NO22N及硅的去除率較低,僅15 %～45 % ,但由于原水中上述指標(biāo)含量較低,去除率雖低,尚能滿足生活飲用水衛(wèi)生要求;

        (3)電滲析對SO2 -4 的去除率為63. 8 % ,用以淡化SO-42Na 型和SO4 ·Cl2Na 型水,很難滿足生活飲用水衛(wèi)生要求;

        (4)電滲析過程的能耗與給水含鹽量有密切關(guān)系,給水含鹽量越高,能耗越大,因此電滲析比較適合低鹽苦咸水的淡化。 此外,由于電滲析不能去除水中有機物和細(xì)菌,加之設(shè)備運行能耗較大,使其在苦咸水淡化工程中的應(yīng)用受到局限,因而原有電滲析裝置在苦咸水淡化方面逐漸被反滲透裝置所取代。

    3.反滲透法

      反滲透法的基本原理及特點用一種選擇透過性膜將一個容器分為兩半,在膜的兩側(cè)同時分別加入純水和鹽水,使膜兩側(cè)的液面一樣高,過了一定時間會發(fā)生鹽水側(cè)的液面在升高,純水側(cè)的液面在下降,這是由于水分子透過半透膜向鹽水側(cè)遷移的結(jié)果,這種現(xiàn)象稱為滲透。能夠?qū)λ蛉芤壕哂羞x擇透過性的膜稱為半透膜。如果在濃溶液一邊加上適當(dāng)?shù)膲毫?則可使?jié)B透停止。當(dāng)稀溶液向濃溶液的滲透停止時的壓力稱為滲透壓。反滲透則是在濃溶液一邊加上比自然滲透更高的壓力,扭轉(zhuǎn)自然滲透方向,把溶液中的離子壓到半透膜的另一邊,這與自然界的正常滲透過程相反,故稱之為“反滲透”,這種裝置稱為反滲透裝置。反滲透方法可以從水中除去90 %以上的溶解性鹽類和99 %以上的膠體微生物及有機物等。與其他水處理方法相比具有無相態(tài)變化、常溫操作、設(shè)備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應(yīng)范圍廣、自動化程度高和出水質(zhì)量好等優(yōu)點。尤其以風(fēng)能、太陽能作動力的反滲透凈化苦咸水裝置,是解決無電和常規(guī)能源短缺地區(qū)人們生活用水問題的既經(jīng)濟又可靠的途徑。 反滲透淡化法不僅適用于苦咸水淡化,也適合于苦咸水淡化?，F(xiàn)有的淡化法中,反滲透淡化法是的,它甚至已經(jīng)超過電滲析淡化法。由于反滲透過程的推動力是壓力,過程中沒有發(fā)生相變化,膜僅起著“篩分”的作用,因此反滲透分離過程所需能耗較低。在現(xiàn)有海水和苦咸水淡化中,反滲透法是的。反滲透膜分離的特點是它的“廣譜”分離,即它不但可以脫除水中的各種離子,而且可以脫除比離子大的微粒,如大部分的有機物、膠體、病毒、細(xì)菌、懸浮物等,故反滲透分離法又有廣譜分離法之稱。

六、苦咸水淡化相關(guān)的研究

    我國是一個缺水國家，全國有 300多個城市缺水，110個城市嚴(yán)重缺水，14個沿海開放城市中有9個嚴(yán)重缺水。在我國的西北干旱地區(qū)，可供利用的淡水資源更加有限。此外我國沿海有人居住的島嶼有幾千個，但其淡水資源短缺，只能靠積聚雨水和用船從陸地運水來解決飲用水問題，成本很高，遇到惡劣天氣，供水還經(jīng)常得不到保障。

    在我國的西北干旱地區(qū) ，雖然淡水資源嚴(yán)重缺乏卻蘊含豐富的地下苦咸水或苦咸水湖。沿海地區(qū)具有豐富的海水資源。由此可見 研究開發(fā)并推廣有效的苦咸水淡化技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實意義，是解決中國沿海地區(qū)水資源危機，解決我國華北西部和西北某些苦咸水地區(qū)淡水資源緊缺、解決我國沿海許多島嶼居民的生活用水等問題現(xiàn)實可行的根本舉措。

    本項目的主要研究目標(biāo)是針對傳統(tǒng)反滲透預(yù)處理的缺點，探索一種新的反滲透苦咸水淡化工藝，降低淡化成本，為我國淡水缺乏但咸水資源豐富的地區(qū)提供安全的飲用水提供技術(shù)基礎(chǔ)。

    本項目在調(diào)研及資料分析的基礎(chǔ)上，確定了一種全新的苦咸水反滲透工藝流程：全膜法工藝流程。該全膜法工藝流程的主要優(yōu)點為：工藝簡單，流程路線短，設(shè)備體積小，易于集成化，投資、運行費用低、易實現(xiàn)整機的自動化控制。

    對高分子膜材料進行了比較分析，選擇確定了各工藝過程中采用的膜：級微濾采用聚乙烯燒結(jié)微濾膜，精度為 5μm，用于粗濾；第二級微濾采用聚丙烯折疊膜，選用精度為0.2μm，用于保安過濾。超濾膜選用聚砜材料，紡制成中空纖維膜(30000道爾頓)。反滲透膜材料選用具有高抗張強度、耐溶劑性的芳香聚酰胺。

    研制組裝了一套可移動的苦咸水淡化裝置，把裝置制作成可移動的，可以適應(yīng)不同地區(qū)的需要。該裝置采用了操作壓力、進水流量、淡化水流量和濃水流量連續(xù)在線監(jiān)測和超限報警控制，設(shè)置了反滲透進水欠壓和高壓泵出口過壓的停機和報警系統(tǒng)，設(shè)置了反滲透膜清洗和防止膜損壞的安全保護裝置。采用變頻控制，以控制合理的輸出功率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

    根據(jù)我國各地苦咸水水質(zhì)，用上述裝置進行了苦咸水淡化模擬試驗研究，實驗結(jié)果表明原水的總?cè)芙夤腆w（ TDS）高達(dá)22g/L時，淡出水的TDS僅為368mg/L,能夠達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(我國生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定TDS<1000mg/L)。對于所有的模擬苦咸水，TDS的去除率在95%以上，電導(dǎo)率的降低率也達(dá)95%以上。

七、總結(jié)

    苦咸水淡化裝置控制系統(tǒng)這套控制系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的運行，各項指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求，經(jīng)過進一步的總結(jié)，為今后的不斷完善和推廣應(yīng)用積累了理論和實踐的寶貴經(jīng)驗。