地表水脱盐副产浓盐水的资源化研究
淡水资源的匮乏已经严重阻碍了人们日益增长的生产和生活需求。当前，采用热法，反渗透法和电渗析法等淡化海水和地表水业已成为增加淡水资源的重要途径。其中，出于投资成本，运行费用，水耗等角度的考虑，离子交换淡化法已成为对总含盐量不太高的原水（例如TDS<1200 mg/L）进行淡化处理的首要选择。然而，该法不仅面对着与其他淡化方法同样的问题，如浓盐水的处理，而且离子交换树脂再生时所排放的废酸和废碱也是该方法亟待解决的问题之一。 本课题以离子交换法淡化地表水所副产的浓盐水（含废碱与废酸排放所产生的中和废水）为研究对象，采用双极膜电渗析工艺对其实施资源化。这样不仅有效避免了浓盐水直接排放而引发的环境污染，而且伴生的酸和碱可用于离子交换树脂的再生。可见，双极膜电渗析工艺的耦合将有望使原淡化工艺实现闭路循环，即零排放的地表水淡化工艺。 因此，本论文针对如下三方面的问题尝试进行探讨。首先，双极膜电渗析工艺对进水水质，例如对于钙离子、镁离子，二氧化硅、有机物含量等有着较严格的要求。所以，本论文的第一部分工作就是确定原水的预处理方案，并优化相关操作条件；第二部分是对原水的双极膜电渗析行操作实施较全面的研究，包括膜选型、电流密度、起始酸碱浓度、产品酸碱浓度等因素对双极膜电渗析工艺中电流效率，能耗等工作表现的影响；最后，在前述工作基础上，对该双极膜电渗析资源化方案进行经济性评估，为未来的工业化放大及商业化投资提供参考。 实验结果表明，采用“Na2CO3-NaOH-絮凝处理+离子交换深度处理”工艺可有效满足双极膜电渗析工艺对原水中硬度，二氧化硅，有机物含量等指标的要求；双极膜电渗析膜堆采用国产双极膜及国产均相阴、阳膜在所考察的操作条件下具有与国外商品膜类似的工作表现，例如电流效率可达72％。同时，投资成本和运营成本又可大大降低。而且，经济性分析也表明，本文提出的浓盐水资源化方案有着令人期望的应用前景。
海水淡化;离子交换法;双极膜电渗析工艺;浓盐水
中国海洋大学
硕士
化学工程
汪锰
2013
中文
P747.4
72
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）