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MVR技術在海水淡化中的應用 電滲析法淡化海水原理

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電滲析法（electrodialysis【ED】）是利用離子交換膜進行海水淡化的方法 。離子交換膜是一種功能性膜，分為陰離子交換膜和陽離子交換膜，【簡稱陰膜和陽膜】 。陽膜只允許陽離子通過陰膜只允許陰離子通過，這就是離子交換膜的選擇透過性 。在外加電場的的作用下，水溶液中的陰，陽離子會分別向陽極和陰極移動，如果中間再加上一種交換膜，就可能達到分離濃縮的目的 。電滲析法就是利用了這樣的原理 。
電滲析離子交換膜
一 。用途：
聚乙烯異相離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對溶液中離子具有一定的選擇透過性和導電性，廣泛應用于電化學部門中，分離不同類型的離子 。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制備無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐用水的軟化脫鹽，冶金、煤炭、電子、醫藥、化工、食品等工業品處理 。
二 。外觀：
聚乙烯異相離子交換膜應平整均勻，無明顯的機械損傷(折傷)，無脫網軋皺、不允許有影響質量的雜質存在 。
三 。規格：3361BW陽膜外觀為棕黃色，3362BW陰膜為蘭色 。
聚乙烯異相離子交換膜外型尺寸規格如下：
厚度：0.42mm
厚度允許公差：土0.04mm(干態)
有效面積：≥800mm×1600mm
離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對各種離子具有一定的選折性和導電率，廣泛應用于電化學部門中，分離不同類型的離子 。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制借無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐水的軟化脫鹽，電子、醫藥、化工、食品、煤炭，冶金等工業品處理 。
四、使用說明：
1、貯運過程中不應受到日曬雨淋及機械損傷，貯存庫房應清潔陰涼，干燥通風 。
2、陰離子、陽離子交換膜在裁剪前必須分別在規定的溶液中浸泡48小時，即根據需處理的原水水質分析資料，配制成原水濃度溶液為陽膜浸泡液；配制成相當于電滲析出口淡水濃度為陰膜浸泡液 。
3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面積應略小于隔板面積 。
由于使用后陽膜稍有收縮性，陰膜仍有膨脹性，故可將在清水中浸泡的膜再作進一步處理⑴陰膜可再浸入水質較淡或純水中再收縮 。
⑵陽膜浸泡膨脹后再浸入食鹽水中再收縮 。
4、酸洗應根據膜面結垢的程度而定，鹽酸濃度不宜超過3%，開始酸洗時如鹽酸消耗較快，須補充鹽酸，直至不再消耗鹽酸為止(約1~2小時)酸洗完畢，用原水沖至出水PH=4~5(約10分鐘)后，可投入運行(淡水、濃水、極水三個系統應及時清洗) 。
5、打孔膜應及早裝入電滲器，濕膜應清洗晾干用塑料袋包裝后貯存 。
6、電滲析器進水要求：
【MVR技術在海水淡化中的應用 電滲析法淡化海水原理】⑴濁度≤0.3ppm
⑵耗氧量<2ppm
⑶游離氯<0.2ppm
⑷含鐵量<0.3ppm
⑸含錳量<0.1ppm
⑹水溫5~40℃
⑺硬度超過900ppm應要軟化處理
⑻污染指數SDI<5

MVR技術在海水淡化中的應用 電滲析法淡化海水原理

文章插圖

北極星水處理網訊:摘要：隨著科學技術的發展，我國對于海水淡化的技術也取得了巨大的進展 。本文將對目前海水淡化技術的發展現狀進行分析，提出基于MVR技術的新型海水淡化技術 。通過利用MVR技術能夠有效地對海水進行淡化處理獲得無機鹽，同時獲取的淡水能夠達到生活飲用水的標準 。應用MVR技術進行海水淡化具有工藝簡單、設備使用周期長等的優勢，在現代的海水淡化工程當中具有非常好的應用前景 。本文將對MVR技術在海水淡化中的應用研究，進行進一步地分析和闡述 。
關鍵詞：MVR技術；海水淡化；應用研究
引言
在我國“十三五規劃”當中提到，要求對我國的海水淡化工業實現規?；?、集成化的生產工作模式，逐步將海水淡化產業打造成我國新興的戰略資源產業，有效地解決我國局部地區缺水的問題，保證我國所有地區都能夠供水正常 。雖然近幾年我國的海水淡化產業在不斷地迅速發展，海水淡化的產能也在逐年顯著上升，對于海水淡化的應用也有不斷擴大的趨勢，但就目前的海水淡化產業發展規模而言，仍然沒有達到既定目標，甚至還遠遠滯后于規劃的海水淡化生產產能 。隨著近年來科學技術的不斷發展，我國海水淡化產業的產業化發展的基本條件已經完全具備，海水淡化產業也將迎來高速發展的時代 。
1 MVR技術應用與海水淡化的概述
海水淡化技術其實就是將海水脫鹽，并分離出淡水，提取其中含有的鹽的成分，分離的淡水則可以作為日常生活中的飲用水 。而根據分離方法的不同，又將海水淡化技術分為了膜法和熱法兩個主要的大類 。如今的海水淡化工程所使用的技術方法大都采用多級閃蒸、多效蒸餾等海水淡化方法，但這些方法用于海水淡化的成本均相對較高，這也是制約現在海水淡化技術持續發展的最為主要的原因，所以不論從應用深度還是廣度，都需要對現有海水淡化的工藝技術進行改善和提升 。有效利用新能源和開發新的海水淡化技術是目前解決海水淡化問題的主要途徑 。
2 基于MVR技術的海水淡化處理工藝
基于MVR技術的海水淡化處理工藝過程相對簡單，只需要三個工藝步驟 。首先，對取用的海水進行預處理，之后即可進入MVR蒸發系統 。在對海水進行淡化處理的過程中，為了有效地防止設備出現結垢、腐蝕等現象，在對海水進行預處理的過程中可以使用常規沉砂和混凝的預處理工藝 。在預處理階段，首先將海水通過抽水泵的方式將其灌入沉砂池中，通過沉砂預處理的工藝，能夠有效地將海水當中0.2毫米以上的顆粒進行去除 。經過沉砂預處理后，再將沉砂池中的海水泵入混凝池中 。在混凝池中通過使用PAC、PAM等混凝劑，將其中的懸浮物和雜質顆粒物進行有效地去除，使得混凝池中的海水能夠達到進入MVR蒸發器的要求和標準 。經過混凝池的海水通過海水泵輸送到MVR蒸發器后，MVR系統對海水進行不斷地換熱、蒸發和壓縮，使海水中的鹽和水進行持續的蒸發，并通過自身系統冷凝成為淡水 。通過使用MVR技術對海水進行蒸發能夠將淡水和濃水在蒸發過程當中的熱量進行充分利用，有效地節約了海水淡化的經濟成本 。
3 對MVR工藝的處理效果分析
使用基于MVR技術的海水淡化方法，在預處理過程中將海水中的懸浮物等進行有效地去除，使得水質能夠完全符合MVR蒸發器所要求的進水水質標準，經過MVR蒸發器進行處理過后的水質的色度可達到了5度以下，水中幾乎不會含有氯化物等雜質 。經過該工藝處理后的水質能夠完全達到生活飲用水的水質標準 。并且使用MVR技術的海水淡化方法，不僅使海水淡化的經濟成本有了有效地降低，它甚至能遠遠高于膜法分離技術對海水處理的水質質量 。經過綜合比較，基于MVR技術的海水淡化方法是對能源消耗要求相對較低，并且可以將出水水質直接達到生活飲用水的水質標準 。
3.1膜法的對比分析
膜法海水淡化技術，即是利用膜法分離技術將海水當中的鹽和水進行有效分離，其應用原理是使用一種特制的膜將海水中的溶液與溶劑進行有效隔離，如今技術上常用的膜法分離技術主要為電滲析和反滲透兩種方法 。其中反滲透膜法分離技術主要是利用壓力對海水進行反滲透處理，使海水中的鹽和水進行分離，它是在最近十幾年才興起的一種新型的海水淡化處理技術 。反滲透膜法分離技術主要的分離步驟分為取水——預處理——反滲透膜——能量回收等海水淡化處理工藝 。在使用反滲透膜法分離技術的過程中，由于其中的半透膜對于海水中的細菌等污染物十分敏感，所以在使用反滲透膜法分離技術的過程當中，必須將海水嚴格地進行預處理，避免海水中的細菌等污染物對半透膜產生干擾影響 。除此之外，反滲透設備的半透膜在進行海水淡化處理過程中，很容易產生水垢，所以在進行淡化處理時需要對半透膜進行周期性的更換和清洗 。電滲析法和反滲透法的工作原理則截然不同，電滲析法是通過在海水中加入電場，使海水中的無機鹽離子在直流電場的作用下向離子交換膜進行遷移，從而實現鹽和水有效分離的目的 。但電滲析法只能通過電場的作用下進行分離，對于海水中的有機物、細菌等污染物無法進行提純分離，所以電滲析僅能作為簡單的鹽水分離，不能夠作為制備飲用水的主要裝置 。通過對膜法海水淡化技術進行分析后，可以了解到，通過使用膜法分離技術進行海水淡化處理很難直接得到可以用于生活飲用水的水質，并且還需要對半透膜等進行周期性的更換以及對海水進行預處理等方法，其工藝流程較為復雜，存在著一定的缺陷 。
3.2熱法的對比分析
熱法海水淡化技術也稱為熱力蒸發濃縮技術，現如今在海水淡化產業當中廣泛應用的有多效蒸餾、多級閃蒸等幾項熱法海水淡化技術 。首先，多效蒸餾技術是通過將在蒸餾過程中所產生的蒸汽作為加熱蒸汽，對下一個階段的海水進行加熱處理，海水由于沸點的原因同樣會再次產生二次蒸汽，產生的二次蒸汽同樣作為下一個階段的加熱蒸汽，以此對海水進行不斷地循環蒸餾，這樣循環利用蒸汽能夠有效地減少在進行海水淡化過程中所產生的能耗 。熱法海水淡化技術的另一項應用廣泛的就是多級閃蒸技術 。閃蒸指的是將具有一定溫度的液體放在一個低于該溫度的飽和氣壓環境中，這樣液體就會出現驟然蒸發的現象 。經過閃蒸過后的液體溫度將會得到下降，從而達到和飽和蒸汽平衡，這就是多級閃蒸所利用的原理 。通過該原理，使海水不斷地進入下一層進行遞進閃蒸，從而將蒸汽冷凝所釋放的能量有效吸收 。其實多效蒸餾和多級閃蒸技術從熱力學角度上來說，兩者所使用的原理基本相同，而二者之間的區別在于，多效蒸餾所采用的是通過沸騰和冷凝進行傳熱，屬于相變性的傳熱過程，而多級閃蒸多采用的則是閃蒸的冷凝進行傳熱 。
4 結束語
通過對現在海水淡化技術應用較為廣泛的膜法分離海水淡化方法、熱法海水淡化方法和基于MVR技術的海水淡化方法進行綜合比較，基于MVR技術的海水淡化技術具有節能效果顯著、處理水質符合生活飲用水水質標準的特點 。綜上所述，MVR技術在未來的海水淡化產業領域有著非常廣闊的市場應用前景，在未來的海水淡化產業領域中具有不可替代的優勢地位 。