电渗析海水淡化除硼的研究
海水淡化电渗析
海水淡化电渗析海水淡化电渗析（Electrodialysis Desalination）引言：随着全球人口的持续增长和气候变化的加剧，淡水资源日益紧缺。
相较于淡水，海水资源丰富且广泛分布，然而海水中的高盐度使其无法直接作为饮用水或农业灌溉水源。
因此，海水淡化技术变得越来越关键。
本文将重点介绍一种常用的海水淡化技术——电渗析（Electrodialysis Desalination）。
第一部分：电渗析技术原理及过程电渗析是一种利用电解质溶液中的离子在电场中迁移的现象，实现溶液中离子分离和除盐的方法。
电渗析过程通过交替排列的正负离子交换膜和浓水腔、稀水腔，以及外加电场的作用，实现了海水中盐分的去除。
第二部分：电渗析技术的优点相较于其他海水淡化技术，电渗析具有以下几个优势：1. 较低的能耗：电渗析所需的能量主要用于外加电场，相比于蒸馏等其他技术，其能耗较低。
2. 资源利用：在淡化过程中，电渗析技术可以同时回收海水中的其他有价值的化学品和溶质，实现了资源的综合利用。
3. 操作灵活性：电渗析设备可以根据需要进行组合和扩展，以适应不同规模和需求的淡化项目。
4. 环境友好：与传统的热法淡化技术相比，电渗析过程不需要产生高温蒸汽，因此减少了对环境的不良影响。
第三部分：应用案例电渗析技术已经在世界各地有广泛的应用，并取得了可喜的效果。
以下是一些典型的应用案例：1. 小型海水淡化设备：电渗析技术可以被应用于小规模的海水淡化设备，用于满足农村地区的饮用水需求。
2. 偏远地区供水：一些偏远地区的供水问题可以通过电渗析技术得到解决，从而改善当地居民的生活条件。
3. 大型海水淡化工程：在一些岛屿国家和沙漠地区，电渗析技术被应用于大规模的海水淡化工程，为当地的工业用水和居民生活提供可持续的水资源。
第四部分：对海水淡化电渗析技术的观点和理解海水淡化电渗析技术作为一种可持续的解决方案，有助于应对全球淡水资源短缺的挑战。
其低能耗、资源回收和环境友好等优点使之成为海水淡化领域的重要技术之一。
电渗析海水淡化技术发展
电渗析海水淡化技术进展水是人类社会赖以生存和进展的根本物质，是地球生态环境维持平衡的重要因素。
然而，水资源短缺已经成为人类目前面临的最严峻的挑战之一。
一方面，淡水资源储存量缺乏且时空分布不均衡，难以满足经济社会进展和人口数量增长的需求；另一方面，工农业进展和城市规模扩大带来的水体污染日趋严峻。
水资源匮乏正日益影响全球的经济社会进展和生态平衡，甚至引起了国家和地区间的冲突。
联合国有关机构指出“供水缺乏将成为一个深刻的社会危机，世界上在石油危机之后的下一个危机便是水的危机”。
地球外表约3/4 都被水掩盖，其中海水占96.5%，但是这局部水含盐量较高，不能直接用于工农业生产和人类生活。
可取用的河水、湖水及浅层地下水等仅占0.2%左右，这其中还包括相当大一局部的苦咸水。
2023 年联合国世界水资源进展报告指出，到 2050 年，全球淡水资源总需求量将比 2023 年增长 55%左右，届时全球 40%的人口将会面临严峻的缺水危机。
我国人均水资源占有量为2220m3，是世界人均水资源占有量的1/4，是全球13 个人均水资源最贫乏的国家之一，且我国水资源时空分布极不均衡，局部地区水资源污染严峻。
面对日益严峻的缺水形势，政府实行了一系列有效的调控措施，如兴建大型蓄水工程、跨流调水等等，这些措施只能缓解局部城市和地区的缺水状况，难以满足大多数城市经济快速进展及人民生活水平提高的需求。
此外，我国北方和西北地区的地下水多为苦咸水，沿海地区地下水超采引起海水倒灌等等，均使得我国的缺水形势日趋严峻。
据有关部门推测，我国将在 2030 年左右消灭缺水顶峰。
因此，通过适宜的方法对海水进展淡化成为从源头增加淡水资源量的有效手段，也是解决淡水资源短缺、维持淡水持续供给、优化淡水资源配置的重要途径。
海水淡化是通过物理、化学或物理化学方法从海水中猎取淡水的技术和过程，其主要途径有两条：一是从海水中取出水，包括蒸馏法、反渗透法、冰冻法、水合物法和溶剂萃取法等；二是从海水中取出盐，包括离子交换法、电渗析法、电容吸附法和压渗法等。
除硼方法的原理及应用
除硼方法的原理及应用贺融融;李小康;鱼涛;屈撑囤【摘要】硼作为一种微量元素, 在水溶液中以硼酸、硼酸盐、硼硅酸盐的形式存在, 对人类生产生活有利有弊, 当硼浓度过大时, 会影响周围环境和生物生存, 而化学沉淀法、吸附法、树脂法、膜分离法是现在去除污水中硼主要使用的方法.介绍了这几种除硼方法的原理及其在海水淡化、压裂返排液中的应用, 但是随着科学技术的发展我们需要对原有的方法进行升级优化和新的技术结合, 从而达到高效、节能、环保的环境治理理念.%Boron, as a microelement which is in the form of boric acid, borate and borosilicate in aqueous solution, has advantages and disadvantages for human production and life. When the concentration of boron is too high, it will affect the surrounding environment and biological survival. The chemical precipitation, adsorption, resin and membrane separation method are the main methods for removing boron from sewage. The principles of these methods and its application in seawater desalination and fracturing backflow were introduced. But with the development of science and technology, the original methods needed to be upgraded and optimized to achieve efficient, energy-saving, environmentally friendly environmental governance.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)001【总页数】4页(P17-19,40)【关键词】硼;除硼;压裂返排液;海水淡化【作者】贺融融;李小康;鱼涛;屈撑囤【作者单位】西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;石油石化污染物控制与处理国家重点实验室,北京 102206;西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;石油石化污染物控制与处理国家重点实验室,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TE9921 硼的存在形式及危害硼在自然界中主要以硼酸、硼酸盐、硼硅酸盐的形式存在，无单质硼元素的存在。
电渗析法海水淡化原理
电渗析法海水淡化原理电渗析法海水淡化原理电渗析法是利用离子交换膜进行海水淡化的一种方法，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性而脱出水中离子的淡化过程。
电去离子(EDI)是一种电渗析和离子交换相结合的方法，在直流电场的作用下，实现电渗析过程，离子交换盐和离子交换连续再生过程。
一起来看看电渗析法海水淡化原理：电渗析法海水淡化的原理电渗析法：水中的离子在直流电场的作用下，可通过半透膜。
最初的惰性半透膜电渗析法，主要用于溶胶的提纯，电流效率很低。
到了20世纪50年代初，由于选择性离子交换膜向世，才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。
脱盐用的选择性离子交换膜有两种：①阳膜，只允许阳离子透过的阳离子交换膜;②阴膜，只允许阴离子透过的阴离子交换膜。
使阴膜和阳膜交替排列，中间衬以隔板(其中有水流通道)，夹紧之后，在两端加上电极，就成电渗析脱盐装置。
当海水流经电渗器时，在直流电场的作用下，阴离子透过阴膜向阳极方向迁移，途中被阳膜挡住去路，被水流冲洗而出;阳离子透过阳膜向阴极方向迁移，途中被阴膜挡住，也被水流冲出。
透过阳膜或阴膜的水为淡水。
结果，从大约一半的夹层流出的水为淡水，从另一半流出的则为浓缩的'海水。
电渗析脱盐所用的半透膜，除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外，还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。
在电渗析脱盐过程中，反离子(电荷与膜内交换基团相反的离子)在膜内的迁移速度比在溶液里大，致使淡化夹层的内膜半身，溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。
当电流升至某值时，扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额，而使界面浓度趋近于零，这时的电流称为极限电流。
如再增加电流，就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。
这种现象称为极化现象。
这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的H和OH的迁移上，而且会引起溶液的pH值发生变化，使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积，而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀，阻塞水流通道，甚至被迫停机拆洗。
海水淡化技术的研究及应用实践
海水淡化技术的研究及应用实践正文：一、前言海水淡化技术是一种通过技术手段将海水转化为淡水的过程，这一技术在实际应用中扮演着十分重要的角色。
目前，随着全球气候变化和人口增长的日益严重，淡水资源的短缺已成为全球性的问题。
而海水淡化技术则为解决水资源短缺问题提供了一种有效的途径。
二、海水淡化技术的研究1.传统海水淡化技术传统的海水淡化技术主要包括蒸馏法、反渗透法和电渗析法。
其中，蒸馏法是最早被应用的一种方法。
它是通过将海水加热，使其蒸发，然后通过冷凝器将蒸发出的水收集起来，从而实现海水淡化的过程。
但蒸馏法的能耗较高，目前已被逐渐淘汰。
反渗透法则是目前应用最广泛的海水淡化技术之一。
它是基于对溶液的逆向渗透现象进行的一种处理方法，通过利用高压将海水强制通过半透膜，将盐分和杂质从水中筛选出来，从而产生纯净水。
电渗析法则是一种通过电场使得离子在轴向和径向平衡的过程中实现海水淡化的方法。
2.新型海水淡化技术除了传统的海水淡化技术外，随着科技水平的不断提高，越来越多的新型海水淡化技术被不断研发出来。
例如，以太能公司研发出了一种基于太阳能和海水蒸发技术的“海香”设备，通过利用太阳能加热海水，使海水中的水分蒸汽化，然后通过冷却形成凝水滴，从而实现海水淡化的目的。
此外，利用纳米材料处理海水的方法也逐渐被人们关注。
三、海水淡化技术的应用实践1.东海船舶海水淡化装置东海船舶海水淡化装置是一种基于反渗透原理进行海水淡化的设备。
它可以快速、高效地将海水中的盐分和杂质过滤掉，从而得到纯净的淡水。
该设备广泛应用于海上船舶、海洋平台等场合，并且已获得多项国家专利。
2.西气东输三线工程西气东输三线工程是一项关键的能源工程，它将西部天然气输送至华东地区。
在工程建设过程中，海水淡化技术被广泛应用。
特别是在东线二线段的开发中，海水淡化技术得到了大规模的应用，其产生的淡水被用于消防、冲洗、绿化等方面。
3.海岛供水许多海岛由于历史原因或地理位置的限制，无法进行跨海域水资源调配，因此对于海水淡化技术的需求较为迫切。
电渗析海水淡化除硼的研究
摘要在海岛开发建设过程中，电渗析小型海水淡化技术具有较强的优势。
但是该技术存在的出水硼含量高、能耗大的问题还需要进一步解决。
针对以上问题，本文首先以实验室配置模拟海水，提出浓水分段外排电渗析的方法，将电渗析过程中的浓水分一至五段外排，考察该过程中溶液中的盐和硼的去除效果、pH值、电阻、电流效率以及水迁移量的变化情况；并针对电渗析的时长、pH值、离子交换膜的品种等影响电渗析海水淡化硼去除效果的因素进行操作工艺优化，提高电渗析海水淡化过程中硼的去除效果；并且组建了一套便携式小型海水淡化设备进行现场小试。
研究发现：1.采用浓水分段外排电渗析方法时，模拟海水脱盐速率随着浓水分段外排数从一至五段增加而增加；含盐量降至《生活饮用水水质标准》要求的500mg/L需要的时间逐渐缩短；离子的电迁移系数λ基本保持不变，离子的浓差扩散系数μ同比有所降低；水的电渗透系数φ基本保持不变，水的浓差扩散系数ρ逐渐减小，淡室中因为浓淡室之间的浓差导致的水损失量也随分段数增加而减小。
2.采用浓水分段外排电渗析方法时，对模拟海水中硼的去除效果最好的四段浓水分段外排法，可以在180min的电渗析过程内将模拟海水中硼的浓度从5mg/L降至0.461mg/L，达到了《饮用水水质标准》的要求。
3. 采用浓水分段外排电渗析方法时，淡室的pH值呈上升趋势，但能够满足《饮用水水质标准》pH值的要求；同时，膜堆电阻随浓水分段外排段数增加而逐渐减缓，膜堆的电流效率提升明显，平均效率最高可达90.4%；膜堆能耗逐渐降低，四段法浓水分段外排电渗析的能耗最低。
4. 对影响电渗析海水淡化硼去除效果的因素进行操作工艺优化。
结果表明，当电渗析时长为210min时，淡室中硼的浓度最低；当淡室中的pH维持在8.5时，硼的去除效果最好；当电渗析过程进行至120min时，将淡室的pH值维持在8.5，可以将实验结束时淡室中的硼浓度从5mg/L降至0.3041mg/L，实现了电渗析膜堆最高除硼效率；日本Katsujiro Iwai离子交换膜在离子迁移速率、电迁移系数、浓差扩散系数、以及水的电渗透系数、浓差渗透系数以及除硼效果上表现优良，但其价格昂贵，为降低成本，本文组建的便携式小型海水淡化电渗析设备采用性能稍微逊色的合肥科佳4号离子交换膜。
电渗析浓缩技术在海水淡化设备中的应用研究
电渗析浓缩技术在海水淡化设备中的应用研究摘要：海水淡化是一种重要的水资源开发和利用技术，但传统的海水淡化方法存在能耗高、设备大、维护成本高等问题。
电渗析浓缩技术作为一种新型的海水淡化方法，具有能耗低、设备紧凑、维护成本低等优势，因此在海水淡化设备中得到了广泛的应用。
本文将探讨电渗析浓缩技术在海水淡化设备中的应用研究，并对其发展前景进行展望。
1. 引言随着全球人口的增长和经济的发展，淡水资源的需求日益增加。
然而，淡水资源的供应却面临着严重的短缺问题。
海水淡化作为一种可行的解决方案，已经得到了广泛的关注和研究。
传统的海水淡化方法主要包括蒸馏、反渗透和离子交换等，但这些方法存在能耗高、设备大、维护成本高等问题。
因此，寻找一种能耗低、设备紧凑、维护成本低的海水淡化方法是当前海水淡化研究的热点之一。
2. 电渗析浓缩技术的原理电渗析浓缩技术是利用电渗析效应将盐水中的离子从阳极侧迁移至阴极侧，从而实现海水的浓缩与淡化的技术。
该技术可以通过电场、选择性渗透膜和电解质溶液的浓度梯度来实现。
在电渗析过程中，盐水通过电渗析膜，带有电荷的离子会在电场的作用下发生迁移，达到淡化和浓缩的效果。
电渗析浓缩技术具有能耗低、设备紧凑、维护成本低、高效率等优点，成为海水淡化领域的研究热点之一。
3. 电渗析浓缩技术在海水淡化设备中的应用电渗析浓缩技术在海水淡化设备中的应用主要体现在以下几个方面：3.1 浓缩水处理电渗析浓缩技术可以对海水进行浓缩处理，从而减少盐分含量，提高水质。
通过电渗析浓缩技术，可以将海水中的约97%的盐分去除，得到高质量的淡水。
这种浓缩水处理技术在海水淡化设备中得到了广泛的应用。
3.2 产能提升电渗析浓缩技术可以提高海水淡化设备的产能。
由于电渗析浓缩技术能耗低、设备紧凑，可以在相同设备体积的情况下提高海水淡化设备的产能。
这对于满足日益增长的淡水需求非常重要。
3.3 能源回收电渗析浓缩技术还可以实现能源的回收利用。
海水淡化设施在海洋科研中的应用
海水淡化设施在海洋科研中的应用海洋科研对于人类社会的发展和进步具有重要意义。
在众多的海洋科研领域中，海水淡化设施的应用不仅提供了人们日常生活用水的来源，更为海洋科研工作提供了重要的技术支撑。
本文将对海水淡化设施在海洋科研中的应用进行深入探讨，并探索其在海洋科研发展中的潜力与前景。
一、海水淡化设施的分类海水淡化设施主要分为蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种。
蒸馏法是利用水在加热后产生蒸汽，蒸汽在冷凝器中凝结成为淡水的方法。
反渗透法则是通过在半透膜上建立一定的水压差，使得海水中的盐分不能通过半透膜，从而实现淡水的分离。
电渗析法则是应用电解原理，将盐水通过电解膜分离成盐和淡水两部分。
二、海水淡化设施在海洋科研中的作用1. 海洋水质监测与保护海洋水质监测是海洋科研的重要组成部分，而海水淡化设施在海洋科研中能够提供高质量的淡水用于各种分析实验和监测工作，确保数据的准确性和可靠性。
在海洋环境保护方面，海洋科研需要对海洋生态系统的健康状况进行监测与评估，而海水淡化设施为这些研究提供了清洁的淡水资源，为科研人员提供了保障。
2. 海洋资源开发与利用海洋资源开发与利用是海洋科研中的重要课题，其中海洋生物资源开发、海洋能源开发等领域具有较大潜力。
然而，这些海洋资源的开发利用离不开淡水的支持。
通过海水淡化设施将海水转换为淡水，可以为海洋资源的开发与利用提供持续且可靠的水资源，从而推动相应的科研工作和经济发展。
3. 淡水生态系统研究淡水生态系统是海洋科研的重要研究领域之一，研究内容涉及淡水生物多样性、淡水湖泊的水质变化等。
然而，由于淡水资源的稀缺性以及淡水生态系统的复杂性，对淡水生态系统的研究存在一定的困难。
海水淡化设施的应用可以提供稳定的淡水资源，为淡水生态系统的研究提供了基础条件。
三、海水淡化设施在海洋科研中的前景1. 新兴技术的应用随着科技的进步和创新，新型的海水淡化技术正不断涌现。
例如，基于太阳能和风能的海水淡化设施，不仅能够节能减排，还能够为海洋科研提供绿色、可持续的淡水资源。
电脱盐技术设备在海水淡化中的逆渗透膜预处理探讨
电脱盐技术设备在海水淡化中的逆渗透膜预处理探讨海洋占据了地球表面的70%，但其中大部分是盐水，不适合直接饮用或农业灌溉。
为了解决淡水资源的短缺问题，海水淡化成为了一种重要的解决方案。
其中，逆渗透膜技术作为海水淡化中最常用的方法之一，需要预处理技术来保护膜元件和提高逆渗透系统的效率。
本文将探讨电脱盐技术设备在海水淡化中的逆渗透膜预处理的应用以及其优势。
1. 电脱盐技术设备的基本原理电脱盐技术设备是一种利用电力作为驱动力的预处理方法。
它通过电化学反应将海水中的离子分离出来，以减少逆渗透膜中的污染物。
该设备主要由阳极和阴极组成，通过外加电压产生离子转移和电解过程。
在这个过程中，阳极上的氧化反应产生氯气和氧气，阴极上的还原反应则形成氢气。
2. 电脱盐技术设备在海水淡化中的应用逆渗透膜作为一种高效的海水淡化技术，其预处理环节尤为重要。
传统的预处理方法包括沉淀、混凝和滤料等，但它们存在着一些问题，如操作复杂、体积大、耗能高等。
与传统方法相比，电脱盐技术设备具有以下优势：首先，电脱盐技术设备可以实现在线监控和自动化控制。
传统方法中的预处理设备需要人工操作，而电脱盐设备可以通过监测传感器来实时监控水质，并根据需要自动调节电压和电流，保证处理过程的稳定性和效率。
其次，电脱盐技术设备对膜元件的污染较小。
逆渗透膜的寿命往往受到污染物的影响，而传统预处理方法难以完全去除所有的污染物。
而通过电脱盐技术设备，可以将水中的离子转移至阳极和阴极，减少了对膜元件的污染，延长了逆渗透膜的使用寿命。
此外，电脱盐技术设备具有高效的污染物去除能力。
由于电化学反应可以实现高效的离子分离，该设备可以有效去除水中的有机物、无机盐和微生物等污染物，确保逆渗透膜的正常运行。
3. 电脱盐技术设备的发展趋势随着海水淡化技术的不断发展和成熟，电脱盐技术设备在逆渗透膜预处理中的应用也在不断改进。
未来的发展趋势包括以下几个方面：首先，电脱盐技术设备将更加注重能源效率。
除硼技术在海水淡化领域的研究进展
第50卷第2期2021年2月应用化工Applied Chemical IndustpVol.50No.9Feb.9021除硼技术在海水淡化领域的研究进展贾燕南59,｝晓梅59,李家成5,王子杰5,王雪/4,王郑5(5.中国水利水电科学研究院水利研究所，北京70648；2.国家节水灌溉工程技术研究中心，北京70648；3.南京林业大学土木工程学院，江苏南京010736；2,北京中水润科认证有限责任公司，北京190648)摘要:介绍了硼在海水中的存在形式和对动植物的影响，分析了反渗透法、萃取法、离子交换法、吸附法和电渗析法等海水除硼技术的除硼原理和研究现状，指出了海水除硼技术目前存在的问题，展望了海水除硼技术的发展趋势，为相关理论研究以及实际应用提供参考依据。
关键词：除硼技术;海水淡化;发展趋势中图分类号:TQ78+I文献标识码：A文章编号;1971-3706(2-21)02-0476-05Applicchon and researcC prrgresu ofelectrrlysiu chlorine tecCnology in industryJIA Yan-nan9,WU Xiao-mei.1,4,U Jin-cheeg3,WANG Zi-jie,WANG Xue1,0,WANG Zheng3(1.DepaPoenl of Irriga/on and Drainage,China Ins/tute of Water Resources and Hybropower Research,Beping100043,China；2.China Ins/tute of Water Resources and Hybropower Research,Beping100043,China；3.Schooi of Civil Enginee/ng,Nanjing Forestp University,Nanjing210037,China；4.Beping ZUongshui Rundo CerVfica/on Co.,Ltd.,Beping100043,China)Abstrect：This paovr intpCucvs the/pi of boron in seawater and its impact on plants and animals,in aO-dition,the bown removal p/ncipla and research status of seawater removal OchoFga such as reverse osmosis,extraction,ion exchange,aUsopdon and eFctwCialysis were analyzed.The existing ppPFms and the/tup dudopmut trend of OchoFgy for removing bown from sea water were pointed out in order to proviSa w/wno for theoretical research and practical engiuee/ng dppFotOd.Key worCt:bown removal oOdoFgy;seawater desaPnaPon;dudopmut trend淡水资源的匮乏具有全球性⑴，到2229年，全球面临缺水问题的人口将达到总人口的23［-］。
脱硼工艺运行在膜法海水淡化的优化实验
脱硼工艺运行在膜法海水淡化的优化实验作者：毛维强李继秀来源：《砖瓦世界·下半月》2019年第10期摘要：淡化海水的生产受季节等因素影响小，相对于其他水源更加可靠，因此，被广泛用于城市供水补给水源和缺水地区的主要水源。
文章主要针对膜法海水淡化脱硼工艺运行条件的优化方面进行了分析，基于海水淡化厂RO膜组生产性试验，探究pH，温度、多级反渗透和膜组件等因素对RO脱硼效果的影响。
关键词：海水淡化;反渗透;脱硼一、优化背景海水淡化是自古以来人们的梦想之一，但由于技术和价格的限制而难以实现。
1954年电渗析（ED）实用化，1960年反渗透（RO）膜获突破性进展，并于1970年开始实用化，1990年后，随着RO膜性能的提高，价格的下降，高压泵和能量回收效率的提高，海水反渗透（SWRO）淡化成为投资最省、成本最低的利用海水制备饮用水的过程。
在20世纪60年代末，淡化水产量仅8000m3/d，到1990年达1.32×107m3/d，2006年在3.75×107m3/d以上，2010年在6.52×107m3/d以上，2015年8.64×107m3/d以上，其迅猛增长的趋势是少见的;其中，反渗透技术约占淡化装机容量的60%以上。
除SWRO之外，反渗透广泛用于苦咸水淡化以及纯水和超纯水的制备，反渗透—电去离子（EDI）纯水制备技术，已完全取代了传统的阳阴离子交换工艺。
膜法海水淡化系统脱盐率可以高达99%，但对于海水中硼的去除率仅为40%-80%，长期与硼化合物或硼含量过高物质接触会对农作物和人体健康产生不利影响。
国标（生活饮用水卫生标准）（GB5749-2006）将硼的允许浓度值限定為<0.5mg/L，由于硼在海水中主要以硼酸形式存在，而芳香族聚酰胺反渗透膜对中性分子截留率相对较低，因此，开展脱硼工艺运行优化研究对于保障海水淡化工程产水水质稳定达标具有重要意义。
试验结果表明，进水pH值在8.5一10.5，HO脱硼率随pH增大而升高，可以达到95%左右;随着进水温度从约17℃下降至约59C，RO脱硼率从约70%升高到85%以上;在试验条件下，二级RO比例为45%，采用两级RO工艺相对一级RO脱硼率高出约20%;不同品牌型号的RO膜在同等工艺和进水条件下，脱硼率存在较大差异。
反渗透海水淡化设备脱硼方法
反渗透海水淡化设备脱硼方法淡水资源短缺问题是当今面临的重大难题，海水淡化是有效解决方法之一，去除海水的硼元素，有利于人们饮水健康，下面介绍几种去除硼元素的方法。
一、反渗透海水淡化设备脱硼存在的问题：海水淡化设备中的反渗透膜能够去除海水中 99% 的离子，但对硼的去除率只有 80% 左右。
这主要是因为硼酸的分子直径小于反渗透膜的膜孔径，很容易通过反渗透膜进入产水，导致硼的去除率较低。
其次，因为硼在海水中主要以硼酸的形式存在，它是一种不带电荷的质子酸(电性弱)，能够和膜上的有效部分以氢键的形式结合，与碳酸或水以相同的方式扩散到离子浓度低的溶液中去。
这些因素造成了反渗透系统脱硼效率低于平均水平。
二、反渗透海水淡化设备提高脱硼率的方法：1、提高 pH 值不同材质的反渗透膜和反渗透条件对除硼率的影响试验表明，随着溶液 pH 的升高，反渗透除硼率也随之升高;随着压力的增加，除硼率也随之增加。
这是因为在碱性条件下，硼酸与羟基生成 B(OH )4- ，B(OH )4- 带有负电荷，不能和膜上的有效成分形成氢键，而达到除硼的目的。
但是这种方法会造成钙、镁在高pH 下沉淀、碳酸盐浓度增大，迅速结垢而降低出水量，高pH 对膜的耐受性也会产生不利影响，并且出水的pH 也需要调节，加大了制水成本。
2、多级反渗透法通过使用多级反渗透或纳滤膜、反渗透膜组合的工艺同样可以达到脱硼的目的。
研究认为，当原水中硼含量 > 3.5 mg/L 时需要使用多级反渗透工艺，而不选择使用调节 pH 的方法。
目前，有很多工程还在二级反渗透前通过调节 pH 共同作用脱硼，与单级反渗透相比，这种方法工艺复杂，成本和运行费用都较高。
3、增加后处理法目前后处理多采用硼选择性树脂进行吸附脱硼，对不同型号和不同使用条件下的树脂脱硼进行研究发现，在反复使用、洗脱、再生过程中容易破损，造成树脂的消耗，使生产成本偏高。
将电渗析与反渗透结合进行脱硼，如将电渗析作为后处理用于脱出反渗透产水中的硼，在高 pH 条件下使硼含量降低到0.4mg/L 以下。
反渗透海水淡化脱硼技术研究现状
第 24卷 第 24期
借鉴了聚合物过滤经验的方法, 与以往海水淡化脱 硼工艺完全不同, 提出了一条海水淡化过程脱硼的 新思路。
3 结语
¹ 由于硼在水中以硼酸的形式存在, 其分子 半径小于反渗透膜孔径且是一种不 带电荷的质子 酸, 因此反渗透海水淡化脱硼率低。
º 反渗透海水淡化降低硼含量的方法有很 多, 常用的有提高 pH、多级反渗透、添加后处理、开 发高脱硼率的反渗透膜等。
2 反渗透海水淡化的除硼情况
211 脱硼存在的问题 反渗透能够去除海水中 99% 的离子, 但是对硼
的去除率为 80% 左右。这主要是 由于硼酸的分子 直径小于反渗透膜的膜孔径, 很容易通过反渗透膜 进入产水, 导致硼的 去除率很低 [ 1] 。其次, 因为硼 在海水中主要以硼酸的形式存在, 它是一种不带电 荷的质子酸 (电性弱 ), 能够和膜上的有效部分以氢 键的形式结合, 与碳酸或水以相同的方式扩散到离 子浓度低的溶液中去。 212 提高脱硼率的方法
硼。目前这些研究仍停留在实验室阶段, 并未在工
程上应用。
再有, 将反渗透产水与由地下水或地表水制成
的饮用水或经蒸馏法海水淡化的几乎不含硼的淡化
水混合, 也可使硼含量控制在规定范围内。
¼ 开发高脱硼率的反渗透膜
许多厂商开发出高脱硼膜, 并对其性能进行了
研究。开发高脱硼率的海水膜是解决海水淡化脱硼 问题的根本途径。目前主要通过两条途径开发高脱 硼膜: a. 进一步降低反渗透膜的孔径, 使其达到亚微 孔水平; b. 在原有膜的基础上添加微孔载体。但高 脱硼率反渗透膜的开发研制周期较长, 而且会增加 海水淡化的成本。
Abstr act: Boron exists in water in form of boric ac id molecu les. The h igh concentration of boron has a negative impact on farm crops and human body. The boron has sma ll molecu le rad ius and is not charged, therefore the comb ination of reverse osmosis ( RO ) seawater desalinat ion w ith other methods shou ld be performed to enab le boron content to meet the san itary requ irement of drinkingwater. The cur2 rent methods of boron removal in RO seawater desa lination are introduced.
膜法海水淡化脱硼工艺运行研究
膜法海水淡化脱硼工艺运行研究摘要：海水淡化是借助现代化工艺实现水资源开源增量的手段，不受气候影响，为沿海居民稳定供水，为促进水资源开源节流，需提高膜法海水淡化脱硼工艺效果。
基于此，本文首先阐述了膜法海水淡化脱硼工艺的发展进程，选取某海水淡化厂展开膜法（反渗透法、组合膜法与电渗析法）海水淡化脱硼工艺运行条件试验，以此明确该工艺最佳运行条件。
关键词：膜法；组合膜法；反渗透；海水淡化；脱硼工艺引言：水资源短缺及时空分布不均极大限制了城市的发展，为缓解水资源短缺问题，需落实开源节流，但《全国水资源综合规划》中指出，即使将南水北调等水利工程考虑在内，到2030年，沿海地区仍存在214亿立方米的缺水量，膜法作为海水淡化脱硼的主要技术，需结合实际优化工艺运行条件，提升淡化脱硼效果，提升海水淡化水可用性。
一、膜法海水淡化脱硼工艺的发展进程现阶段海水淡化水已被应用到钢铁、石化、化工、电力等行业企业的生产工作中，在海水淡化行业发展中，现主要应用蒸馏法、膜法及其他方法，其中蒸馏法内包括压气蒸馏法（VC）、多级闪蒸法（MSF）、多效蒸馏法（MED）等；膜法中包括电渗析法（ED）、反渗透法（RO）；其他方法主要为露点蒸发淡化技术、溶剂萃取法、冷冻结冰法等，据统计，在全球海水淡化工艺发展中，膜法中的反渗透法占海水淡化产能的65%，在膜法海水淡化工艺中占较大比例，为实现膜法海水淡化脱硼工艺研究完整性，本次运行条件优化主要围绕膜法中的反渗透法、纳滤法、电渗析法进行[1]。
气候变化加剧了淡水供需矛盾，对经济生产活动产生制约，在此大环境下，全球各国均致力于发展海水淡化产业，自1990年以来，全球海水淡化进入稳定发展阶段，至2020年，全球海水淡化水容量为5540m3·d-1，占全球脱盐水总容量（9720m3·d-1）的57%，具体如图1所示。
我国水资源总量与经济、人口发展不匹配，且存在水质污染情况，导致我国缺水范围表现出日益增长的特点，海水淡化作为水资源开源增量的重要方式，在我国产业发展中备受重视。
海水除硼方法研究进展_翟晓飞
海水除硼方法研究进展翟晓飞，张宇峰，孟建强（天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地，天津300387）摘要：介绍了硼的基本性质和硼对植物及人类的危害；重点介绍了海水除硼的几种方法，如反渗透法、电渗析法、离子交换法、萃取法、吸附法等，并对各种方法的分离过程、优缺点、发展趋势等做了分析.关键词：除硼；分离；海水中图分类号：TS102.54；TV213.1文献标志码：A文章编号：1671－024X （2013）03－0028－05Development of boron removal methods from seawaterZHAI Xiao-fei ，ZHANG Yu-feng ，MENG Jian-qiang（State Key Laboratory of Hollow Fiber Membrane Materials and Processes ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ）Abstract ：The basic properties of boron and the harm to plants and human beings are introduced.Several methods of boronremoval from the seawater system are emphatically introduced ，such as reverse osmosis ，electrodialysis ，ion-exchange ，abstraction ，adsorption and so on.The separation process ，the advantages and disadvantages ，the trend of development of all kinds of the methods are analyzed.Key words ：boron removal ；separation ；seawater第32卷第3期2013年6月天津工业大学学报JOURNAL OF TIANJIN POLYTECHNIC UNIVERSITYVol.32No.3June 2013收稿日期：2012-08-28基金项目：国家自然科学基金资助项目（50903062）第一作者：翟晓飞（1983—），女，硕士研究生.通信作者：张宇峰（1962—），男，教授，硕士生导师.E-mail ：zyf9182@作为一种重要的化学元素，硼及其化合物对于工农业生产以及动植物的生长繁育均具有重要的作用[1-3]，但过量的补充硼又会对机体产生危害[4]，硼的摄入量过高会引起恶心、头痛、腹泻、肾损伤，甚至循环衰竭而导致死亡[5-6].实验室研究也表明，过量的硼对雄性的生殖系统也有阻碍作用[7].世界卫生组织在2005年发布的《饮用水水质准则（第三版）》中规定：饮用水中硼含量不得高于0.5mg/L [8].尽管这个标准最近已被更改为2.4mg/L ，但是除部分耐硼能力强的植物外，灌溉水的硼浓度仍然限制为1mg/L.海水中硼平均浓度为5.0mg/L ，远超WHO 设定标准.因此，除硼和除盐一样，都是海水淡化急需解决的主要问题.本文对海水除硼方法的分离过程、优缺点及应用现状进行了综述，并分析了海水淡化除硼方法的发展趋势，以期为新型除硼方法的研发提供参考.1硼的基本性质及危害硼（B ）是一种重要的非金属元素，其价层电子构型为2s 22p 1，外层具有3个电子.硼原子的小半径和高离子能决定了硼原子成键的共价性.硼原子的共价性及其价电子数少于价层轨道数的特点，决定了硼原子是“缺电子原子”，具有很强的接受电子能力，可与其他原子形成共价化合物[9-10].硼广泛存在于水体和岩石中，无游离态，主要以正硼酸（H 3BO 3）和硼酸盐的形式存在[11].硼酸的电离常数为9，是一种弱酸，是硼在水体中存在的主要形式.硼酸在水中的解离平衡方程式为：B （OH ）3+H 2O 圳B （OH ）4-+H+由此可知，硼在水中的存在形式除了与硼酸的浓度有关外，还与溶液的pH 值有关.实验发现，当pH 值小于5时，硼主要以正硼酸（H 3BO 3）的形式存在，当pH 值大于11时，硼主要以络阴离子B （OH ）4-的形式存在，pH 值在两者之间变化时，H 3BO 3和B （OH ）4-以不同的比例混合存在.以海水中平均硼浓度为例说明海水中两者的比例随着pH 值的变化，曲线如图1所示.对于植物而言，不同植物对硼的承受浓度有所不第3期同.大部分农作物对硼的忍受能力是比较低的，硼含量过高会导致叶片变黄、脱落、果实腐烂等，最终会使植物的光合作用能力下降而导致死亡[12]，这种情况在干燥的地区表现的更为强烈，严重影响作物的产量[13].因此，世界卫生组织规定了灌溉水中的硼含量不得高于1.0mg/L.另外，灌溉水中的硼含量过高时，它可以和重金属，如Pb 、Cd 、Cu 、Ni 等络合，络合后的物质毒性强于络合前，对作物造成更严重的危害[14].对于人类而言，硼含量过高对人类身体健康的影响更是不容忽视的，会使人恶心、呕吐、头痛、腹泻及肾损伤等.硼摄入人体后会在体内沉积引起慢性中毒，进而引发生殖系统、神经系统疾病，经过破损的皮肤或者黏膜吸收更快.病理检查硼中毒的动物机体，可见肝、胃、肾、脑和皮肤出现非特异性病变.实验室研究[15-16]也表明过量的硼对雄性的生殖系统也有阻碍作用.硼对一些工业过程也会产生不利的影响，诸如在海水镁砂的提纯过程中，硼会随着氢氧化镁的沉淀而吸附在其表面，从而影响镁砂的纯度[17].因此，环境中硼的危害已成为环境科学所关注的问题.一般海水中的硼质量浓度为4.0~6.0mg/L ，平均硼质量浓度为5.0mg/L ，不同地区水域的硼含量为4.0~15.0mg/L 不等[18]，远远高于饮用水及灌溉水的标准.因此有效的除硼在海水淡化过程中具有举足轻重的地位，除硼的方法也受到研究者的广泛关注.2除硼方法目前海水除硼的主要方法包括：反渗透法、电渗析法、离子交换法、萃取法、吸附法等.2.1反渗透法反渗透的分离过程是利用反渗透膜选择性地透过溶剂（通常是水）而截留离子物质的性质，以膜两侧的静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程.基于硼自身的性质缺陷，研究人员不断地改变测试条件及增加反渗透级数来脱除海水中的硼.在改变测试条件方面，主要是改变进水的pH 值、离子强度、操作压力及产水流量等.自然海水的pH 值约为7.9~8.2，此时硼主要以硼酸形式存在，反渗透法对海水中的硼的去除率为78％~80％左右，甚至更低[4].Koseoglu 等[19]通过改变操作压力及pH 值来提高反渗透膜的除硼能力.结果发现，pH 值为8.2时，除硼率为88％~90％，将pH 值提高到10.5以后，膜对硼的去除率达到98％.这是因为，随着水体pH 值的增大，硼在水中的存在形式逐渐由正硼酸转变成带负电的B （OH ）4-.由于B （OH ）4-带有负电荷，与反渗透膜表面的负电荷产生静电排斥作用，不能与膜表面的有效成分形成氢键，因此不能像硼酸一样透过膜，从而增加了膜对硼的截留率.在相关的报道[20]中，通过增大pH 值，对硼的截留率由最初的40％~60％增大到95％，明显提高了反渗透法的除硼效果.随着操作压力的升高，硼截留率也相应地提高.Oo 等[21]选用美国海德能公司的SPA1、LFC1、CPA2这3种反渗透复合膜进行脱硼性能研究，结果显示：随进水pH 值的增大，除硼率随之上升；随溶液离子强度的增加，除硼率随之下降；pH=9的溶液比pH=10的溶液除硼率下降趋势明显；随产水量的增大，除硼率随之增加.通过上述几种商品膜的研究可见，不同膜对硼的截留效果各有差异，但均对进水pH 值具有明显的依赖性.同时，目前商品化的反渗透膜对硼的截留效果不够理想，因此诸多研究人员则致力于开发制备高除硼率的反渗透膜，比如日本东丽公司最新研制开发的高脱硼反渗透膜TM820A-370具有94％~96％的脱硼率；美国海德能公司的SW4+反渗透膜也具有93％的脱硼率，但其开发研制周期较长，而且会增加海水淡化的成本.2.2电渗析法电渗析法是一种很有效的脱硼方法，研究人员也做了大量的实验.虽然现阶段电渗析法除硼在实际应用中的实例很少，但除硼效果确是毋庸置疑的.电渗析是在直流电场作用下，离子通过选择性交换膜发生迁移，进而对离子进行分离的一种方法，属于物理化学分离法，装置如图2所示.电渗析除硼实验中，硼的去除效果受到膜种类、硼浓度、pH 值、电压及流速等诸多因素的影响.Melnik图1H 3BO 3和B （OH ）4-的比例随pH 值的变化分布图Fig.1Proportion of H 3BO 3and B （OH ）4-with pH1810pH2614543210质量浓度/（m g ·L -1）481216H 3BO 3B （OH ）4-翟晓飞，等：海水除硼方法研究进展29——天津工业大学学报第32卷等[22]考察了膜种类对硼脱除的影响，结果显示，用到的离子交换膜分为均相膜和异相膜，通常情况下均相膜的脱硼能力比异相膜强.Kabay 等[23]利用TS-1-10和Neosepta 阴阳膜对硼溶液进行去除实验，对硼浓度和pH 值等条件进行了研究，结果显示，当pH 值升至10.5时，脱硼率升至80％，并且随着进水浓度的增大，除硼率也逐渐增大.但同时结果显示，其他离子的存在严重影响了硼的脱除效果，并延长了操作时间.2.3离子交换法离子交换法在所有除硼的方法中占有很重要的位置，Simonnot 等[24]比较了之前所有的除硼方法，认为硼选择性吸附树脂是最有效的方法.它的机理是利用离子交换树脂上的功能基团与目标离子发生交换反应，从而达到分离浓缩的目的.针对除硼的研究，研究人员主要是利用含有顺式邻羟基的物质与硼化合物发生交换反应，形成具有四面体结构的硼酯类化合物.根据这个原理出现了大量的含有微孔结构的硼特效吸附树脂，其中大部分是含有N-甲基葡萄糖胺的硼吸附树脂[25]，其主要官能团是叔胺和羟基，如图3所示.对于叔胺官能团，其质子化能够促使硼四面体络合物的形成，方程式为：-CH 2-N （CH 3）-CH 2+H +圳-CH 2-N+H （CH 3）-CH 2-因此，通过防止pH 值的降低可有效地防止硼酯化合物的水解.对于羟基而言，N-甲基葡萄糖胺树脂中含有5个羟基官能团，可以和硼化合物形成稳定的络合物，并且可以增加硼络合的结合位点.Kabay 等[26]对N-甲基葡萄糖胺的吸附树脂（如由德国DOW 化学提供的Dowex-XUS 43594.000型树脂和由美国Mitsubishi 化学提供的Diaion CRB 02型树脂）进行了大量的研究，并将部分树脂应用于柱形色谱（用蠕动泵控制流速）.结果显示，两种树脂均表现出很好的除硼效果，除硼率与树脂的颗粒大小有关，颗粒越小除硼率越高，主要原因是颗粒越小，硼酸的扩散速度越快.Bicak 等[27]制备了三元共聚物甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA ）-甲基丙烯酸甲酯（MMA ）-二乙烯基苯（DVB ），利用其中的N-甲基葡萄糖胺功能团进行了除硼实验.发现此树脂具有较好的除硼效果，并且有较好的再生循环性能.Senkal 和Bicak [28]也做了类似的研究.Wang 等[29]制备了一种含有N-甲基葡萄糖胺的聚合树脂（PGMA-co-TRIM ），发现亲和树脂因具有很低的溶胀性能、持久的大孔结构和很好的亲水性能而对硼酸具有很高的吸附速率.研究人员一直在探索具有更高的吸附容量、更好地选择性和再生性的新型硼特效树脂，这也成为近期的研究热点和发展方向.2.4萃取法萃取法[30]的原理是利用含有邻二羟基并与水不相溶的有机试剂作为萃取剂与硼酸溶液混合.由于硼酸可与有机试剂中的多羟基官能团反应生成络合物而被萃取到有机相，进而达到与水相中的其它离子分离的目的.其中化合物在两种溶剂中的分配系数差别越大，分离效果越好.寻找低毒性、选择性高的萃取剂是该方法的研究重点所在.采用萃取法除硼的案例也很多，如Ayers [31]和Belova [32]分别利用2-乙基-1，3-己二醇、2-氯-4-（1，1，3，3-四甲基）-6-羟甲基苯酚的石油醚溶液和ASD-4-1p 、AN-31等萃取剂来萃取水中的硼.吴贤熙等[33-34]采用萃取的方法对卤水进行除硼研究，结果发现萃取效果很好，并且采用反萃取的方法证实萃取剂有很好的再生循环利用性能.2.5吸附法吸附法主要利用硼的缺电子特性和易于被吸附剂吸附的特点来除硼.常用的吸附剂有天然矿石、某些金属的氧化物、氢氧化物、纤维素和活性炭等.硼的吸附主要受pH 值、温度、初始硼浓度等因素的影响.Seki 等[35]用以Al 2O 3为基材的两种吸附剂（Siral 30图2电渗析装置图Fig.2Diagram of equipment of electrodialysis阴极阳极膜片-+图3N-甲基葡萄糖胺的功能部分及硼酯络合物结构图Fig.3Structural formula of N-methyl-D-glucamine and monoborate complexHNOH OHOHOH OHH N +OHOHHOOH OHO O B -30——第3期翟晓飞，等：海水除硼方法研究进展和Pural）来吸附水溶性硼酸，并设计正交实验研究了影响硼酸吸附量的条件，包括吸附剂的种类、温度及其两者的交互作用.结果发现：①Siral30对硼酸的吸附效果优于Pural；②随着温度的升高，两种吸附剂的吸附效果均有所降低；③通过对实验数据进行分析，此吸附过程属于物理吸附.MgO也是一种很好的吸附剂，Garcia-Soto[36]用MgO 作为吸附剂对硼酸进行吸附实验.结果表明：吸附剂的质量严重影响硼的吸附效果，纯度低的吸附剂吸附硼酸的量明显较低，在硼浓度高的情况下，随着接触时间的延长吸附量很快达到最大值，而低浓度的硼溶液则需要较长的时间.实验中研究了温度与接触时间和硼浓度两个因素的交互作用对硼酸吸附的影响，结果显示，对于不同浓度的硼酸溶液，随着温度的升高，其吸附量在较短的时间范围内均先成线性增长，之后趋于平缓.pH在9.5~10.5之间硼吸附量达到最大值.另外，纤维素[37]、活性炭及其改性物[38]、凝胶[39]及无机介孔材料[40]等均对硼有很好的吸附效果.综上所述，各种除硼方法均具有一定的优缺点，如表1所示.随着除硼研究的不断发展，其他的除硼方法如沉淀法、电凝胶法也相继出现.沉淀法是利用各种沉淀剂与硼酸作用形成稳定的沉淀物，其主要的沉淀剂包括石灰、金属盐及污泥等.由于沉淀不完全或沉淀吸附作用使得分离不完全，沉淀法可分离50％~60％的硼.为了提高硼的去除率，通常将该方法作为除硼的前期处理，与其他除硼方法联合达到更好的分离效果.电凝胶法是在直流电条件下，利用金属电极对溶液进行电解，除硼效果主要受电流密度、硼浓度等因素的影响.但是如果要达到很高的除硼效果，需要很高的电流密度，并且此方法用于海水淡化过程尚未有报道.3结束语随着人们对海水淡化技术的关注及硼化合物应用的深入研究，如何更有效地分离提取并利用海水中的硼成为学者们的研究热点，而现代分离技术的进步为此提供了技术保障.在反渗透淡化除硼工艺的研究方面，高交换容量、廉价BSR（硼选择性树脂）和高通量、低污染、高除硼率的海水反渗透膜的研制将成为海水淡化除硼工艺的两个主要研究方向.同时研究人员一直在探索将两种甚至多种方法联合起来除硼.双级甚至多级反渗透[41]，如SWRO（海水淡化）+BWRO （苦咸水淡化）、SWRO+BSR、SWRO+EDR（电渗析）、SWRO+BWRO-BSR等[42]被应用于海水淡化除硼过程中.此外还可进行一级与二级产水混合策略以达到不同产水水质的要求.不同的流程设计也不断涌现，具有代表性的有3类：单纯的多级设计、级内分质取水和级联式（Casecade）设计.离子交换法与其他方法联合分离硼是将其他方法，如吸附法作为前处理，以去除溶液中的大部分硼，再用离子交换法去除剩余的少量硼，此方法降低了树脂的工作量及成本，又利用了离子交换分离硼的高效性，有利于大规模工业化硼的分离.硼的联合分离法可以集合其他单个分离方法所具备的优点，目前越来越受到科研人员的重视，具有可观的研究前景和发展潜力，其应用前景也必将更加广阔.参考文献：[1]BUSANI G.Boron removal in wastewater from ceramic tile fac－tories[J].Ceram Eng Sci Proc，1993，14：457-467.[2]RISTIC M D，RAJAKOVIC L V.Boron removal by anion ex－changers impregnated with citric and tartaric acid[J].Sepera－tion Science and Technology，1996，31：2805-2814.[3]OZTURK N，KAVAK D.Boron removal form aqueous solutionsby adsorption on waste sepiolite and activated waste sepi oliteusing full factorial design[J].Adsorption，2004，10：245-257. 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电渗析法在海水淡化中的作用
电渗析法在海水淡化中的作用海水淡化技术不是新课题。
海水淡化是科学家们多年来不断进行研究的技术课题。
随着水资源危机的加剧，海水淡化技术得到迅速发展。
在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都已经达到工业规模化生产的水平。
出现各种各样海水淡化设备。
反渗透法海水淡化与蒸馏法对比，膜法海水淡化只能利用电能，蒸馏法海水淡化利用热能和电能。
所以反渗透淡化适合有电源的场合，蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。
但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世，其吨水耗电量逐渐降低。
反渗透海水淡化经一次脱盐，能生产相当于自来水水质的淡化水。
虽然蒸馏法海水淡化水质较高，但反渗透技术仍具有较强的自身优势，如应用范围广，规模可大可小，建设周期短，不但可在陆地上建设，还适于在车辆、舰船、海上石油钻台、岛屿、野外等处使用。
反渗透系统需要较好的预处理，才能保证出水水质。
在海水淡化领域中，预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。
由于海水中的硬度、总固体溶解物和其他杂质的含量均较高，在运行过程中，反渗透系统对于浊度、pH值、温度、硬度和化学物质等因素较为敏感，所以对进水的要求相对较高，如果进水水质差，产水率就非常低。
因此，海水在进入反渗透膜装置之前必须进行预处理。
以下是海水淡化的常用的工艺简述。
海水杀菌灭藻由于海水中存在大量微生物、细菌和藻类。
海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦，而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转，所以海水淡化工程多采用投加液氯、次氯酸钠和硫酸铜等化学剂来杀菌灭藻。
混凝过滤因为海水具有周期性涨潮、退潮，水中常夹带大量泥沙，浊度变化较大，易造成海水预处理系统运转不稳定，故在预处理中要加入混凝过滤，目的在于去除海水中的胶体、悬浮杂质，降低浊度。
在反渗透膜分离工程中通常用污染指数(SDI)来计量，要求进入反渗透设备的给水的SDI<4。
由于海水比重较大，pH值较高，且水温季节性变化大，预处理系统常选用三氯化铁作为混凝剂，其具有不受温度影响，矾花大而结实，沉降速度快等优点。
海水淡化反渗透膜元件对硼元素B的去除
海水淡化反渗透膜元件对硼元素B的去除1 前言利用反渗透技术进行海水淡化正持续上升地被应用，其获得的水正应用于工业、农业和生活饮用水等领域。
海水中的总溶解固体含量（TDS）从墨西哥湾的 30000 mg / L 到波斯湾的 45000 mg / L。
海水中总溶解固含量（TDS）中高成分主要有钠、氯和其它单价和两价的离子，它们都较容易被反渗透膜脱除。
但其中约 5 mg / L 的硼，由于其大小和带电程度不容易被其脱除。
近年来，由于硼对农业负面影响，我们已逐渐关注其浓度低到 1 mg / L。
另外，硼对人类健康的影响虽然未完全确认，但世界卫生组织（WTO）已经推荐硼在饮用水中的最高值为 0.5 mg / L。
美国海德能公司的海水淡化反渗透膜对硼典型脱除率约为 92 — 93 %（测试条件不同，结果也会变化）。
在通量为 8 GFD（14 LMH）条件下，典型系统的硼脱除率约为 80 — 86 %。
该公司的海水淡化反渗透膜元件，不论从测试性能还是实际工程中的表现，都展现出其无可比拟的优势。
海水淡化膜性能比较参见下表：标准测试条件下不同型号海水淡化膜元件的性能膜型号标准产水量，GPD 公称脱盐率，% 脱硼率，%SWC3+ 7000 99.8092SWC4+ 6500 99.8393SWC5 9000 99.8392（标准测试条件：测试 NaCl 溶液的浓度为 32000 mg / L；回收率：10 %；温度：25 ℃；pH = 7.0 ；压力：800 psi；硼浓度：5 mg / L。
）和其他的离子成分一样，硼的脱除率也受各种操作条件的影响，例如：温度、水通量和原水的离子强度。
其中，对硼的脱除效果影响最大的就是 pH 值。
上表中的数据就是在 pH 值等于 7 的中性条件下得到的。
这与很多其他的反渗透膜元件制造商提供 pH = 8、9 或 10 时的脱硼率数据是不同的，这是因为脱硼率随着 pH 值的升高而增大。
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电渗析海水淡化除硼的研究
电渗析海水淡化除硼的研究
摘要：
海水淡化作为解决干旱地区用水问题的重要手段之一，引起了广泛的关注。
然而，海水中存在的硼元素对人体健康带来了潜在的危害。
本文通过电渗析技术，以去除海水中的硼元素为目标，对海水淡化技术进行了深入研究。
实验结果表明，电渗析技术能够有效去除海水中的硼元素，为海水淡化提供了一种可行的解决方案。
1. 引言
随着人口的不断增长和气候变化的加剧，水资源短缺问题日益突出。
海水淡化技术作为一种解决方法，因其可利用丰富的海水资源而备受关注。
然而，海水中存在的硼元素对人体健康构成潜在的威胁，因此去除海水中的硼元素成为了海水淡化的重要环节。
2. 研究方法
本研究采用电渗析技术对海水进行处理，以去除其中的硼元素。
电渗析技术是一种以电阻装置为核心的膜分离技术，通过外加电场作用使离子在膜上移动，实现溶液中离子的分离和浓缩。
通过设计合适的电场参数以及膜材料的选择，可以实现对硼元素的有效去除。
3. 结果与讨论
实验结果表明，采用电渗析技术可以显著降低海水中的硼含量。
在设定的电场强度和温度条件下，硼元素通过膜去除率达到了90%以上，远高于传统的海水淡化方法。
此外，实验还探究了影响电渗析效果的因素，包括膜材料的选择、电场强度
的调节等。
结果表明，采用聚合物膜材料并增加电场强度可以进一步提高电渗析效果。
同时，本研究对电渗析过程中的能量消耗进行了估算。
结果发现，与传统的蒸馏方法相比，电渗析技术在能耗上具有明显的优势。
这些结果表明，电渗析技术具有良好的应用前景，可作为一种高效、经济的海水淡化除硼方法。
4. 结论
本研究通过电渗析技术对海水淡化中的硼元素进行了深入研究。
实验结果表明，电渗析技术可以有效去除海水中的硼元素，为广大地区缺水问题提供了一种可行的解决方案。
此外，电渗析技术具有能耗低、效率高等优点，对于推动海水淡化技术的发展具有积极的意义。
然而，还需要进一步研究电渗析过程中各参数的优化以及技术的实际应用情况，以提高其工程化应用的可行性。
通过设计合适的电场参数以及膜材料的选择，本研究实现了对海水中硼元素的高效去除。
实验结果表明，电渗析技术可以显著降低海水中的硼含量，膜去除率可达90%以上。
与传统
的海水淡化方法相比，电渗析技术具有明显的优势，包括能耗低和效率高等方面。
因此，电渗析技术具有广阔的应用前景，可作为一种高效、经济的海水淡化除硼方法。
然而，还需进一步优化电渗析过程中的各项参数，并进行技术的实际应用研究，以提高其工程化应用的可行性。