苦咸水处理技术及除铁

苦咸水处理技术及除铁、除锰技术资料

据《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》报告，到2010年，我国需水量7 300亿m3，而可供的水量为6 200～6 500 m3，缺水量约1 000亿m3。缺水最严重的为东部沿海地区、西部苦咸水地区和内陆大中型城市。随着我国经济社会的发展，预计2030年我国人口达到高峰时，淡水资源紧缺的形势将更加严峻。因此，研究开发利用非传统水资源（海水、苦咸水、中水）实用技术，适度开发苦咸水已是当务之急。

党中央、国务院领导同志对水资源问题极为重视，多次要求以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展,为实现综合利用海水、微咸水等非传统水资源的政策，发布了《当前国家鼓励发展的节水技术、设备（产品）目录》（第一批），该目录包括了海水、苦咸水利用设备在内的6类产品，凡是开发、研制、生产和使用列入目录的设备，将按有关规定给予税收优惠支持。我国计划到2005年，新增海水及苦咸水利用量达到50亿m3。

苦咸水分布及危害

在水体中，溶解性总固体含量＞1500mg/l或氯化物、硫酸盐含量＞250mg/l称为苦咸水。在我国，苦咸水主要分布在北方和东部沿海地区,高盐碱地区和海水倒灌地域。据不完全统计，我国2.27亿水质不安全人口中，约有3800 多万人饮用苦咸水。内蒙古自治区约

有？万人饮用苦咸水，“十二五”期间巴彦淖尔市尚有12. 万人饮用苦咸水。

在我国，苦咸水主要分布在北方部分地区和东部沿海地区，且部分地区储量丰富。在北方干旱内陆地区，由于降水稀少，蒸发强烈，导致作为主要供水水源的地下水普遍含盐量高；在沿海地区，由于用水过量、时间久或地壳变动而导致水位低于海平面，海水渗透进来，从而成为苦咸水。苦咸水口感苦涩，很难直接饮用，其中的超标盐类和杂质对人体危害很大，如果人们长期饮用这种高矿化度的苦咸水，会引起腹泻、腹胀等消化系统疾病和皮肤过敏，还可能诱发肾结石及各类癌症，严重影响生活质量和身体健康。此外，苦咸水对工农业生产也存在很大危害：在工业生产方面，由于苦咸水中所含有的各类可溶性无机盐的化学性质都较活跃，那些以水为重要生产原料的化工工业、饮食工业、电子工业等的发展将受到严重限制；在农业灌溉方面，苦咸水会使土壤的团粒结构变坏，影响土壤的透气性能、保水性能，同时，长期灌溉苦咸水，会造成农作物不能正常生长、甚至死亡。

苦咸水淡化的主要方法

对苦咸水进行脱盐以满足生活用水或工业用水含盐量要求的过程称之为苦咸水淡化。苦咸水淡化的方法有许多种，包括蒸馏法、电渗析法、反渗透法以及纳滤技术等。蒸馏法就是把苦咸水加热使之沸腾蒸发，再把蒸汽冷凝成淡水的过程。蒸馏法是最早采用的淡化方法。蒸馏法的优点是结构简单、操作方便、预处理要求低、水质纯度高；

缺点是能耗高，设备较笨重，防腐要求高，热交换器表面易结垢等。电渗析法是在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜而迁移，使带电离子从水溶液和其它不带电组分中部分分离出来的一种电化学分离过程。其优点是药剂耗量少，环境污染小，操作方便，易于实现机械化、自动化。缺点是产水率低，水资源浪费严重，对有机物、胶体、细菌、悬浮物等不带电荷的物质不具有去除能力，因而作为饮用水处理方法不甚理想。

反渗透是利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂（通常是水）而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对物质进行分离的膜过程。其优点是去除率高，处理过程无相变，操作简单，自动化程度高等。缺点是浓水排放量大，能耗及制水成本较高，没有保留人体必需的微量元素及矿物质。这些缺点将制约着反渗透技术在饮用水处理中的应用。反渗透系统在苦咸水淡化应用中还需解决的问题：1、是浓缩氺利用问题，2、是能耗及技术成本问题。

纳滤(NF)作为一项新兴的膜分离技术正逐渐应用于苦咸水淡化，它在最大程度地去除原水中有毒有害物质的同时，保留了适量对人体有益的微量元素和矿物质，因而在饮用水处理中较其它方法更加具有优越性。纳滤技术在饮用水处理中具有以下特点：(1)在最大程度地去除原水中有毒有害物质的同时又保留了适量对人体有益的微量元素和矿物质。对Na+、K+等的截留率仅为10%～80%，而对Ca2+、Mg2+、SO42-等的截留率均在90%以上。对有机物、农药、环境荷尔蒙类物

质、砷和重金属等有害物质亦具有良好的去除效果；(2)对不同价态离子的截留效果不同，对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。(3)能有效脱除消毒副产物及其前体物，对三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氢氧化物(CH)的平均截留率分别为97%、94%和86%；(4)纳滤膜比反渗透膜所要求的操作压力要低，一般纳滤膜的操作压力为0.5~1.5MPa，而反渗透膜的操作压力要比纳滤膜高0.5~3.0MPa，此外，纳滤的浓水排放较反渗透要少。

反渗透常规预处理技术主要是消毒、凝聚、絮凝、过滤工艺，由于其占地较大，运行维护较复杂，近年来，随着膜技术的发展，已开发出膜法预处理，主要包括微滤（MF）、超滤(UF)、纳滤(NF)。纳滤作为预处理，主要脱除苦咸水中的大部分的结垢离子和一部分NaCL。采用MF—RO系统，纳滤(NF)作预处理，NF脱除部分硬度和TDS，既不用添加防垢剂，又提高RO的水回收率，降低了25%能耗，可降低造水成本30%，经济效益明显。据资料介绍，目前各种淡化方法在能耗方面都无法与RO竞争。一般来说，RO为4～

5( kW·h)/m3、ED为14～16 (kW·h)/m3、MED为9～10( kW·h)/m3、MFS为12～14( kW·h)/m3。反渗透和纳滤技术在苦咸水淡化方面显示出相当的优势，

苦咸水淡化的其他技术

最近，中科院长春应化所与葫芦岛玉柴北方膜工业有限公司研制的“界面控制制备耐氯芳香聚酰亚胺反渗透复合膜的方法”获得了国家

发明专利。他们研制的膜其分离功能（脱盐与透水性）和氧化稳定性（耐氯性≥5 000～20 000 ppm(cl).h,）均达到国际先进水平。为我国创立拥有自主知识产权的膜材料、膜工艺、膜过程研究，开发高效膜法海水、苦咸水淡化综合技术，规模制造耐氯反渗透膜打下了基础。1997年宁夏农科院科研人员和日本地膜专家合作完成了“太阳能蒸馏净化集水技术”，通过塑料大棚利用太阳能将苦咸水蒸馏净化为淡水。一个30 m2的塑料大棚夏秋两季日均可净化淡水75 kg。宁夏科技人员成功研究出一项利用太阳能把苦咸水淡化成纯净水的技术，现已获得国家专利。目前该项技术正在西海固苦咸水地区进行推广。

利用太阳能的小型海水/苦咸水淡化装置研究

随着世界人口的骤增,现代工业的迅速发展,一方面使淡水的需求量急剧增大;另一方面,由于工业废弃物的大量排放,使得大量河流、湖泊等原来洁净的水体受到严重污染,致使原本就不多的淡水资源遭到破坏,从而进一步加剧了人类淡水供求的矛盾,使世界上许多国家和地区都面临着水资源危机,如何解决人类的水资源短缺,是全世界目前急需解决的难题。近年来,利用无污染的太阳能进行海水淡化,走可持续发展的道路,已成为世界各国关注的重点。在系统了解国内外海水淡化技术的发展状况,掌握海水淡化过程中主要介质的性质及基本的传热传质理论的基础上,本文提出了一种结合平板型太阳能空气集热器和热管式真空集热管,利用空气增湿除湿原理的小型海水/苦咸水淡化方