离子交换技术与海水淡化

目录

摘要 (2)

Abstract (2)

关键词 (2)

一、海水淡化的背景 (2)

九海水淡化的原因 (2)

2.............................................................................................................................. 海水的成分 (3)

二、海水淡化的技术： (3)

1・海水的预处理 (3)

2.反渗透 (4)

3.电渗析 (4)

4.蒸馆法 (4)

5.海水淡化的建设周期 (4)

三、离子交换海水的淡化技术： (5)

[.淡化原理 (5)

2.离子交换剂直接淡化海水 (5)

3.离子交换剂用于淡化海水的预处理 (5)

3.离子交换剂用于淡化海水的后处理 (6)

4.离子交换技术淡化海水的特点 (6)

5.离子交换技术淡化海水的发展前景 (6)

四、结语 (7)

五、参考文献： (7)

摘要

随着我国经济的快速发展，用水量急剧增加，沿海地区由于经济发达人口众多，对水资源的需求量更大，水资源严重匮乏，海水淡化将成为沿海城市解决水危机的重要途径。离子交换法淡化海水具有处理彻底、成本低、可再生等优势, 已在海水淡化预处理、后处理、浓海水提取化学元素等方面得到广泛的应用，具有广阔的前景。

Abstract

With the rapid development of economy in our country, water consumption has increased chamatically, due to the economic developed coastal areas with a large population, the greater demand for water resources, water resources are scarce, desalination will become the important way to solve the problem of water crisis in coastal cities.Method of ion exchange desalinatioii has complete processing, low cost and renewable advantages, has been in seawater desalination pretreatment, aft erti eatm ent, strong water extraction widely used in the chemical elements and so OIL has a broad prospect・

关键词

海水淡化；离子交换技术应用；离子交换技术海水淡化前景

一、海水淡化的背景

1•海水淡化的原因

水资源是基础性然资源和战略性经济资源，是经济社会发展的命脉，淡水资源短缺己成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素Z—。海水利用己成为世界许多临海国家新水源开发的战略决策,也是缓解我国水资源短缺、促进经济可持续发展的重要途径。

为解决淡水资源的供需矛盾，人们的目光早已转向相当于全球淡水37.6倍储量的海水。于是，海水和微咸水淡化被视为开发新水源、解决淡水资源危机的基本途径。rti 于物理方法耗能多、造价高，只适合于经济发达国家，适用性有限。为此，有人研究开发了用离子交换法进行海水淡化的新技术，并取得了成功。表1为淡化综合水价与沿海自來水价的比较：

表1:

从上表可以看出，到了2010年，海水淡化的水价，比居民自来水价比居民自来水价

和工业自來水价都要低。

2•海水的成分

海水是一种非常复杂的多组分水溶液，海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。海水中溶解有各种盐分，海水盐分的成因是一个复杂的问题，与地球的起源、海洋的形成及演变过程有关。一般认为盐分主要來源于地壳岩石风华产物及火山喷出物。另外，全球的河流每年向海洋输送5.5X1015g溶解盐，这也是海水盐分来源之一。从其来源看，海水中似乎应该含有地球上的所有元素，但是，由于分析水平所限，已经测定的仅有80多种。

下表为典型海水水质中心表；

表2：

二、海水淡化的技术：

海水的淡化技术主要是将海水脱盐产生淡水，以用來实现水资源的利用，增加淡水量，全球的海水淡化有很多种方法，有反渗透法、低多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸憎、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。在这里我们主要介绍反渗透、电渗析和蒸饰三种的方法。

1・海水的预处理

海水预处理的目的是去除地表海水屮存在的泥沙、胶体、微生物等杂质，它为了确保反渗透系统能够长期稳定的运行，在海水预处理工艺设计时经预处理后的海水水质应达到反渗透膜元件的进水水质要求。

海水预处理的处理工艺有：（1）混凝过滤或者浅层气浮：（2）加药消除余氯和防止反渗透膜而结垢沉淀:（3）保安过滤。

2•反渗透

通常乂称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2.蒸饰法的1/40。

反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主耍发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，廉价高效预处理技术, 增强系统抗污染能力等。

3•电渗析

渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水，用一张渗透膜隔开，就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散, 这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐最浓度不同而引起的，称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关，浓差越大，渗析的过程越快，否则就越慢。因为是以浓差作为推动力的。因此，扩散速度比较慢。如果在膜的两边施加直流电场，就可以加快扩散速度。电解质离子在电场的作用下，会迅速地通过膜，进行迁移过程，这样，就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室，将浓水排放，淡水即为除盐水。这就是电渗析法除盐原理。

4•蒸馆法

蒸僧法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸镭淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。根据设备蒸锚法、蒸汽压缩蒸懈法、多级闪急蒸懾法等。

5•海水淡化的建设周期

一般來说，7J吨级反渗透海水淡化工程的建设周期为2年左右，百吨级至一千吨海水淡化工程的建设周期为3-12个月。而低温多效海水淡化工程的时间稍长，万吨级海水淡化工程的建设周期为3年左右，白吨级至一千吨淡化匸程的建设周期为6“8个月。

三、离子交换海水的淡化技术:

1•淡化原理

该技术采用天然沸石分子筛作基本材料。天然沸石分子筛是一种白色、无毒、无臭的晶体粉末，可吸附尺寸在0. 3-2nm的多种离子。在分子筛骨架结构中，阳离子定位在孔道或空腔中的一定位置上，在水溶液中，是可以互相交换的。具体方法是将天然沸石分子筛作为基本材料，加入到AgN03中，与Ag离子进行交换，然后利用交换在天然沸石分子筛阴离子骨架上的Ag离子去沉淀溶液中C1 离子，同时溶液中的Na离子、