电渗析

综合以上观点，电渗析是最佳处理方法。 综合以上观点，电渗析是最佳处理方法。
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工艺设计
电渗析进水水质要求 水温： 耗氧量<3mg/L(高锰酸钾法 、 高锰酸钾法)、 水温：5-40 OC 耗氧量 高锰酸钾法
游离氯<0.2mg/L、 、 游离氯 铁<0.3mg/L、锰<0.1mg/L 、
林（08233006） 廖成成（08233009） ） 廖成成（ ） 孟丽晔（ 莉（08233010 ） 孟丽晔（08233012） ） 宿云海（ 宿云海（08233016） ）
欧阳赛（ 欧阳赛（08233013） ） 王光春（ 王光春（08233017） ）
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/d海水淡化设计方案——电渗析 海水淡化设计方案—— 10000m3/d海水淡化设计方案——电渗析
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第一小组
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/d海水淡化设计方案——电渗析 海水淡化设计方案—— 10000m3/d海水淡化设计方案——电渗析
李重阳（ 组长 李重阳（08233008） ） 董月仙（ 组员 董月仙（08233001） ） 韩 李 刘 郭嘉良（ 郭嘉良（08233003） ） 瑞（08233005） ） 静（08233004） 黄 ）
图3 离子交换装置设备
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方案选取
不同处理方法方案对比分析 蒸馏法
蒸馏法是指把海水加热使之沸腾蒸发， 蒸馏法是指把海水加热使之沸腾蒸发，再把 蒸汽冷凝成淡水的过程。 蒸汽冷凝成淡水的过程。蒸馏法是淡化海水的最 古老的方法。其采取的工艺流程如下图所示： 古老的方法。其采取的工艺流程如下图所示：
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方案选取
不同处理方法方案对比分析 离子交换法
离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂 过 离子交换法是以圆球形树脂 离子交换树脂)过 离子交换树脂 滤原水， 滤原水，使水中的离子固定在树脂上以完成离子交 通常离子交换树脂利用氢离子交换阳离子， 换。通常离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而 以氢氧根离子交换阴离子， 以氢氧根离子交换阴离子，常见的两种离子交换方 法分别是硬水软化和去离子法。 法分别是硬水软化和去离子法。其工艺流程如下图 所示： 所示：
浊度： 隔板<0.3mg/L、 浊度：1.5-2.0mm隔板 隔板 、
0.5-0.9mm隔板 隔板<0.3mg/L、 隔板 、 污染指数SDI<7(EDR)。 。 污染指数
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工艺设计
1000m3/d 海水淡化电渗析法具体工艺流程如下： 海水淡化电渗析法具体工艺流程如下：
/d电渗析海水循环淡化工艺流程简单示意图 图7 1000m3/d电渗析海水循环淡化工艺流程简单示意图
方案选取 工艺设计 电渗析造水成本分析 电渗析swot 分析 电渗析swot
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方案选取
处理对象分析——海水成分分析 处理对象分析——海水成分分析 ——
成分 ClNa+ SO42Mg2+ Ca2+ K+ HCO3含量/(mg/L) 18980 10560 2560 1272 400 380 142 成分 BrSr2+ SiO2 含量/(mg/L) 65 13 6
原水
预处理 系统
高压水 泵
反渗透 膜组件
净化水
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方案选取
不同处理方法方案对比分析 反渗透法
反渗透法的具体设备流程如下图所示： 反渗透法的具体设备流程如下图所示：
图1 反渗透法设备流程图
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方案选取
不同处理方法方案对比分析 反渗透法
图2 反渗透流程实图
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工艺设计
电渗Leabharlann Baidu循环淡化
我国海域海水浓度高达34400mg/L，如果采用一台电渗析 ， 我国海域海水浓度高达 脱盐率按85%计算： 计算： 器，脱盐率按 计算
每台电渗析器脱盐后，水含盐量为： 每台电渗析器脱盐后，水含盐量为： 34400mg/L×0.15=5160 mg/L 两台电渗析器脱盐后，水含盐量为： 两台电渗析器脱盐后，水含盐量为： 5160mg/L×0.15=774 mg/L
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方案选取
不同处理方法方案对比分析
蒸馏法
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方案选取
不同处理方法方案对比分析
蒸馏法
图4 蒸馏法海水淡化设备
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方案选取
不同处理方法方案对比分析
电渗析法
电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。 电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当 原水进入这些小室时，在直流电场的作用下， 原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定 向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来； 向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许 阴离子通过而把阳离子截留下来。 阴离子通过而把阳离子截留下来。结果使这些小室的一部分变成含 离子很少的淡水室，出水称为淡水。 离子很少的淡水室，出水称为淡水。而与淡水室相邻的小室则变成 聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。 聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和 浓缩，水便得到了净化。 电渗析的具体工艺流程如下： 浓缩，水便得到了净化。 电渗析的具体工艺流程如下：
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工艺设计
电渗析循环淡化
海水浓度： 海水浓度：34400mg/L， ， 电渗析的原水利用率： 电渗析的原水利用率：80%， ， 回收率（ 的淡水所需的海水量）： ）：45℅-75℅， 回收率（产1m3的淡水所需的海水量）： ， 脱盐率为45%-90% 脱盐率为45%-90% 水处理量为10000m 3 /d，每小时处理量为： 每小时处理量为： 10000/24=417 m 3 /h 原水利用率为80%，回收率60% 则每天产水量为： 则每天产水量为： 417×0.8×0.6=200.16 m 3 /h
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工艺设计
图8 1000m3/d电渗析海水循环淡化工艺流程系统图 1000m3/d电渗析海水循环淡化工艺流程系统图
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工艺设计
海水预处理
取水部分：真空引水箱、 取水部分：真空引水箱、海水泵和海水箱 海水箱设置原因：海水中存在一些不稳定离子， 海水箱设置原因：海水中存在一些不稳定离子，若所处环 境改变后，这些离子会还原成胶状物致使原水浊度升高。 境改变后，这些离子会还原成胶状物致使原水浊度升高。海 水与大气充分接触逐步趋于稳定， 水与大气充分接触逐步趋于稳定， 并在海水箱中得到初步澄 清沉淀。另外，加次氯酸钠(2mg/L)杀灭细菌，同时防止和抑 杀灭细菌， 清沉淀。另外，加次氯酸钠 杀灭细菌 制微生物的滋生。 制微生物的滋生。 杀菌后的水再加入絮凝剂(聚合氯化铁 进行直流凝聚 杀菌后的水再加入絮凝剂 聚合氯化铁5mg/L)进行直流凝聚， 聚合氯化铁 进行直流凝聚， 以便后续过滤去除。 预处理部分的主要设备: 原水泵，砂滤器，粗滤器，精滤器 预处理部分的主要设备 原水泵，砂滤器，粗滤器，
折算成质量为： 折算成质量为：
200.16 m 3 /h×1000kg/m 3 =200.16t/h
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工艺设计
电渗析循环淡化
由电渗析器规格性能表查得， 由电渗析器规格性能表查得，产水量最多的电渗析器产 水量为60t/h,为满足产水量要求，选择产水量 为满足产水量要求， 水量为 为满足产水量要求 选择产水量60t/h的电渗析器 的电渗析器 四组（产水量可达240t/h）并联运行。四个系列可以同时运行， 四组（产水量可达 ）并联运行。四个系列可以同时运行， 在意外情况发生时，如果某系列出现问题， 在意外情况发生时，如果某系列出现问题，其他三组电渗析器 的产水量为180t/h 的产水量为 仍然可以保证要求产水量的90%。 。 仍然可以保证要求产水量的
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NO32.5 B 4.6 F1.4 总含盐量约34400mg/L
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方案选取
处理对象分析——海水成分分析 处理对象分析——海水成分分析 ——
从图表中我们可以看出，海水中 含量最多，占总含量的55%， 从图表中我们可以看出，海水中Cl- 含量最多，占总含量的 ， 其次为Na 为别为7%和 ， 其次为 + 为31%，SO42-和Mg2+为别为 和4%，其他离子仅 ， 占3%。 。
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离子交换法
会产生过量的再生废液； 周期较长、耗盐量大； 有机物的存在会污染离子 交换树脂； 排出大量含盐废水易引起 管道腐蚀；
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方案选取
方法对比及方案选取
处理方法
优点
结构简单、操作容易； 所得淡水水质好；
缺点
一次只能淡化少量的海 水，不能连续生产； 蒸馏器内壁易结水垢使 蒸馏能力降低； 用于蒸馏的热量不能回 收重复利用； 对于不导电的颗粒没有 去除能力；
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方案选取
不同处理方法方案对比分析 反渗透法
反渗透的原理是利用足够的压力使溶液中的溶剂 一般常指水）通过反渗透膜（一种半透膜） （一般常指水）通过反渗透膜（一种半透膜）而分离出 对海水经行分离、提纯和浓缩， 来 ，对海水经行分离、提纯和浓缩，从而达到海水淡化 的处理效果。其具体的工艺流程如下图所示： 的处理效果。其具体的工艺流程如下图所示：
海水
泵
预处理系统
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泵
电渗析器净 化水
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方案选取
不同处理方法方案对比分析
电渗析法
图5 电渗析进行海水淡化设备图
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方案选取
方法对比及方案选取
处理方法
优点
缺点
反渗透法
可在一般温度下操作，没 预处理要求严格； 有相变 浓缩分离同时进行； 反渗透膜需要定期更换， 不需投加其他物质，不改 运行成本高； 海水温度低的情况下需加 变分离物质的性质； 有效的去除水中的溶解盐、 热处理； 胶体等大部分有机物等杂 需要高压设备； 质； 淡化后的水仍会保留部分 人体所需要的离子，有利 于人体健康； 不排放污染环境的气、液、 渣，符合环保要求；
蒸馏法
电渗析法
不需要消耗化学药品； 设备简单、操作方便； 可以同时对电解质水溶液 起淡化、浓缩、分离、提 纯作用无相变过程； 工作介质不需要再生；
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方案选取
通过以上对比分析，我们不难看出， 通过以上对比分析，我们不难看出，采取电渗析法对海水进 行淡水处理是最经济的。 行淡水处理是最经济的。 首先， 从经济效益方面说，电渗析处水水质稳定， 首先， 从经济效益方面说，电渗析处水水质稳定，投资费用 回收时间短，电渗析装置主要为一次性投资， 一般保持每年5％ 回收时间短，电渗析装置主要为一次性投资， 一般保持每年 ％ 的离子交换膜更换率就可以维持正常生产，经济效益明显。 的离子交换膜更换率就可以维持正常生产，经济效益明显。 其次，在设备的实用性和可操作性方面， 其次，在设备的实用性和可操作性方面，与其他海水处理方 法比较，电渗折工程施工方便，运行周期长， 法比较，电渗折工程施工方便，运行周期长，装置设计与系统应 用灵活，操作维修方便，具有更好的工程实地应用性。 用灵活，操作维修方便，具有更好的工程实地应用性。 再次，电渗析装置使用寿命长， 再次，电渗析装置使用寿命长，其实用的材料的绝缘性与抗 腐蚀性都很好，不存在如蒸馏那样的装置严重腐蚀问题。 腐蚀性都很好，不存在如蒸馏那样的装置严重腐蚀问题。
本系统共设计四个系列，每系列由二台电渗析器串联， 本系统共设计四个系列，每系列由二台电渗析器串联，四个系列 可以同时运行，运转时，电渗析器分别由四台整流器供直流电。 可以同时运行，运转时，电渗析器分别由四台整流器供直流电。
某系列出现问题其他装置仍可保证出水，并且检修方便。 某系列出现问题其他装置仍可保证出水，并且检修方便。
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方案选取
离子交换法
1．初步淡化后的海水 2．进水管 3．上盖板 4．离子交换柱的上部空 间 5．上联接螺栓 6．进水管与离子交换柱 的联接支架 7．溢水管 8．溢出水 9．溢出水 水流方向 10．离子交 换柱 11．矿化水 12．出水管 13．下盖 板 14．离子交换剂 15．三通 16．下联接 螺栓 17．沉淀室 18．废渣排放管