地下水含盐的处理技术及其方法

地下水含盐的处理技术及其方法

地下水就是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,就是农业灌溉、工矿与城市的重要水源之一。但在一定条件下,地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。

脱盐技术使得从海洋与地下咸水中获取淡水成为一种可能。通过一些实例可以说明脱盐的重要性,例如,在新墨西哥,约有75%的地下水含盐量太高,如果不作处理,大多数地下水都无法利用(Reynolds,1962)。与地下水脱盐相关的地球科学问题,包括地下咸水源的分布、水化学特征以及脱盐的适宜程度、抽取地下咸水对淡水资源的影响以及残余产物的处理。

地下水含盐处理的主要方法有以下几种:

一、膜分离

近40年来,膜分离技术已迅速发展成为工业循环冷却水系统中旁流处理中最重要、最广泛采用的新型高效节能分离单元技术,电渗析(ED)、反渗透(RO)、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)与渗透汽化(PV)等膜技术相继发展,并成为集成处理技术系统中的关键技术。主要膜分离技术简述如下:

地下水含盐处理:1、电渗析技术

电渗析技术就是以电位差作为推动力的一类膜分离过程。在外加直流电场作用下,利用荷电离子膜的反离子迁移原理使水中阴阳离子做定向迁移,从水溶液及其它不带电组份中分离带电离子组份。

ED技术作为脱盐,在20世纪70～90年代得到广泛应用,但由于ED只能部分除盐,不能满足许多工业领域深度除盐的技术需求且电耗高。因此,近年来已逐渐被反渗透膜技术所替代。

地下水含盐处理:2、反渗透膜技术

反渗透膜技术就是以渗透压差作为推动力的一类膜分离过程。依据各种物料的不同渗透压,通过RO膜技术达到分离提取、纯化与浓缩的目的。RO技术的最大优点就是节能,其能耗仅为电渗析的1/2,蒸馏技术的1/40,而且能够达到深度除盐目的。近年来,随着膜分离技术的快速发展,工程造价与运行成本持续降低,RO膜技术已逐渐取代传统的离子交换、电渗析除盐技术,成为工业水系统中首选除盐技术。

RO膜技术今后主要发展趋势就是降低RO膜的操作压力,提高RO系统纯水产率与浓缩回收率,以及廉价高效预处理技术,增强膜组件抗污能力等。尤其近年来,在电厂循环冷却水脱盐回用领域,集成膜工艺已成为主要发展方向,其中"UF RO"双膜工艺已成为电厂深度除盐的主导技术。

地下水含盐处理:3、纳滤膜技术

与RO相比,NF技术的操作压力较低(0、5-1、0MPa),节能效果显著。因此NF技术又称低压RO技术,就是介于RO与UF之间的一种亲水性膜分离过程,适宜分离分子量在200-1000Daltons(1Daltons=1、65×10-24g),分子大小约为1nm溶解组份的膜工艺。由于NF 膜具有松散的表面层结构,存在氨基与羧基两种正负基团,具有离子选择性,一价离子可基本完全透过,对二价与高价离子具有较高截留率,可去除约80%的总硬度、90%的色度与几乎全部浊度及微生物,因此,NF的软化功能近年引起重视,在工业循环冷却水的排污水回用处理中具有良好的应用前景。

二、石灰/石灰-纯碱软化法

石灰软化作为应用最广泛应用的单元技术之一,能有效降低水中结垢成份与悬浮物浓度,并且可使部分水处理剂经软化工艺后再回流系统中继续循环使用,石灰乳与水中的碳酸盐硬度成分反应,生成难溶的CaCO3或Mg(OH)

三、后沉

淀析出。单纯的石灰软化法只能去除碳酸盐硬度,而石灰-纯碱软化法能有效去除水中结垢的主要成分如钙、镁、磷酸盐与二氧化硅等,并将水中的悬浮物、腐蚀产物与微生物粘泥等在沉淀与过滤过程中去除,且产生泥渣易脱水,可作为非毒性废弃物掩埋处置。另外,石灰价格低廉、来源广泛,运行成本低,可与絮凝过程同时进行,即可降低水的硬度,又可除浊。因此,石灰－纯碱软化法已广泛用于工业纯水系统补充水的预处理。

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