【技术实现步骤摘要】
本技术属于环保，具体涉及一种海淡浓海水制酸碱资源化系统。
技术介绍
1、海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程，通过脱除海水中的大部分盐类，使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术。目前海水淡化技术以热法海淡和膜法海淡两种为主，以上两种海淡方式均会产生一定量的浓海水。相较于原海水，浓海水中的含盐量更高，且含有有机试剂、化学清洗剂等成分。未经处理的浓海水排放至海水中会导致排放口附近海域盐度升高，并逐渐累积至远海海域，造成海洋生态环境失衡，甚至形成大面积死海。因此，实现浓海水的资源化处理迫在眉睫。
2、现阶段，浓海水的资源化途径包括制取无机盐、提取高经济价值化学元素(如溴、锂等)和制备化工原料(如无机酸碱)等。主要方法为将滩晒法、电渗析浓缩法、膜分离法、膜蒸馏法、蒸发结晶法等技术单独或耦合使用。以上方法在不同程度上存在着占地面积大、工艺流程冗杂、投资及运行成本高等问题。基于膜法的资源化技术还需要考虑膜污染和膜润湿带来的问题。生成的无机盐、有价化学元素等经济产物也面临着纯度不佳、生产成本高的问题，可能会陷入消纳困境。因此，开发一种便于操作、易于规模化放大、经济性良好的清洁生产技术以实现浓海水的高附加值资源化利用很有必要。
3、双极膜电渗析技术作为一种基于离子交换技术的清洁生产设备，可在直流电场驱动下实现无机盐水溶液中溶质阴阳离子的迁移分离，在酸室和碱室中分别与水解离出来的氢离子和氢氧根组合形成酸碱溶液，在实现高盐废水高附加值处理领域具有巨大技术发展空间和市场推广潜力。以双极膜电渗析技术为核心的高盐废水
4、目前，已有利用双极膜电渗析技术资源化处理浓海水的相关工作报道。申请号为cn201710657593.2的专利提出了“纳滤+树脂软化+膜蒸馏+双极膜”组合工艺处理膜法海淡的副产浓海水。然而，该法中的膜蒸馏单元需要提供热源，且会产生膜污染与膜润湿问题，导致该工艺路线可持续性不佳。申请号为cn201520601054.3的专利提出将反渗透单元产出的浓海水利用超滤处理后直接通到双极膜电渗析系统制取酸碱。但该方法中的浓海水中的二价阳离子会对双极膜造成损伤，导致酸碱品质下降。
5、因此，开发一种以双极膜电渗析技术为核心工艺，性能稳定且酸碱品质良好的浓海水资源化集成系统，实现浓海水的灵活高效转化很有必要。
技术实现思路
1、本技术的目的在于，提供一种浓海水制酸碱资源化系统，以双极膜电渗析装置为核心，以实际浓海水水质为基础，灵活耦合膜分离过程、化学除硬等装置，形成全流程组合系统，将浓海水高效转化为酸碱。
2、为实现上述目的，本技术采用技术方案如下：
3、本技术公开的一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，包括顺序连接的用于对海淡浓海水除杂的预处理子系统，用于将除杂后的海淡浓海水进行浓缩的浓缩子系统、用于对浓缩后的海淡浓海水再次精制除杂的树脂交换子系统，以及用于将浓缩精制除杂后的海水进行电渗析的双极膜电渗析子系统，所述预处理子系统接入有海水输入管；所述双极膜电渗析子系统接出有酸液输出管、碱液输出管和盐液输出管。
4、本技术的部分实施方案中，所述预处理子系统包括经管道顺序连接的高压纳滤单元、化学除杂单元、砂滤单元和超滤单元；所述海水输入管接入至高压纳滤单元；所述超滤单元经管道接入至浓缩子系统。
5、本技术的部分实施方案中，所述高压纳滤单元经高压纳滤产水输送管与化学除杂单元连接；
6、所述化学除杂单元经化学除杂液输送管与砂滤单元连接；
7、所述砂滤单元经砂滤产水输送管与超滤单元连接。
8、本技术部分实施方案中，高压纳滤单元中的纳滤膜的孔径分布为1～2nm。
9、浓海水的tds约为60000mg/l，其中离子主要为na+、ca2+、mg2+、k+、cl-、so42-和hco3-。其中，na+和cl-为目标离子，其余为杂质离子。本技术通过设置高压纳滤单元，纳滤膜的孔径分布约为1～2nm，浓海水输入高压纳滤单元后，基于孔径筛分、道南效应等机理实现一二价离子体系的分离。在高盐高压环境下，其对一二价离子的分离性能会进一步提升，可将出水总硬度控制在1000mg/l以内。
10、高压纳滤产水进入化学除杂单元，利用化学除硬法进一步去除水中钙镁离子。具体来说，在化学除杂单元中通过向高压纳滤产水加入氢氧化钠和碳酸钠，以使水中的ca2+和mg2+转化为caco3和mg(oh)2沉淀排出。
11、在经过化学除硬处理后，为避免逃逸出的化学药剂或沉淀残渣对后续膜分离单元造成损害，本技术设置了砂滤单元和超滤单元，采用砂滤及超滤工艺对水中悬浮物进行拦截，将其浓度控制在5mg/l以内。
12、本技术的部分实施方案中，浓缩子系统包括高压反渗透单元，高压反渗透单元与超滤单元经超滤产水输送管连接，与树脂交换子系统经浓缩海水输送管连接。
13、双极膜电渗析系统正常工况下进水盐浓度约为5～20wt％。在此范围内，盐浓度越高越利于降低系统能耗且提高酸碱品质。然而原始浓海水的盐含量普遍在5～7wt％。因此，本技术设置了浓缩子系统，具体地，浓缩子系统包括高压反渗透单元。超滤产水在进入双极膜电渗析系统前，先进入高压反渗透单元进行浓缩，使其溶质含量不低于10％，之后采用离子交换树脂对其残留的高价阳离子进一步吸附以保护双极膜电渗析系统。
14、本技术的部分实施方案中，双极膜电渗析子系统包括有双极膜电渗析单元，双极膜电渗析单元接入有净水输送管；接出有酸液输出管、碱液输出管和盐液输出管，双极膜电渗单元的入料口经树脂产水输送管与树脂交换子系统连接。
15、本技术的部分实施方案中，盐液输出管接入至高压反渗透单元，用于将双极膜电渗析单元产出的淡盐水再次浓缩。
16、本技术的部分实施方案中，双极膜电渗析子系统还包括有低压反渗透单元，其与双极膜电渗析单元经净水输送管连接，与高压反渗透单元经高压产水输送管连接。
17、经过预处理子系统、浓缩子系统和树脂交换子系统处理后的浓海水主体成分为氯化钠，在双极膜电渗析系统中会转化为浓度约1～3mol/l的盐酸和氢氧化钠溶液，反应方程式如下所示。
18、
19、双极膜电渗析系统在产生酸碱的同时还会产生盐浓度约为1～5wt％的淡盐水。本技术中，通过将双极膜电渗析单元与高压反渗透单元连接，将淡盐水回流至高压反渗透单元，使其与新进浓海水一同浓缩。此外，双极膜在工作过程中需持续补充纯净水。本技术通过设置低压反渗透单元，将高压反渗透单元的产水在经过低压反渗透处理后，产水将作为双极膜电渗析系统的补水。
20、与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
21、本技术设计科学，构思巧妙；将膜分离技术、化学除硬技术与双极膜电渗析技术耦合，有效地将浓海水转化为可用于工业生产过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，包括顺序连接的用于对海淡浓海水除杂的预处理子系统，用于将除杂后的海淡浓海水进行浓缩的浓缩子系统、用于对浓缩后的海淡浓海水再次精制除杂的树脂交换子系统，以及用于将浓缩精制除杂后的海水进行电渗析的双极膜电渗析子系统，所述预处理子系统接入有海水输入管(1)；所述双极膜电渗析子系统接出有酸液输出管(9)、碱液输出管(10)和盐液输出管(8)。
2.根据权利要求1所述的一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，所述预处理子系统包括经管道顺序连接的高压纳滤单元、化学除杂单元、砂滤单元和超滤单元；所述海水输入管(1)接入至高压纳滤单元；所述超滤单元经管道接入至浓缩子系统。
3.根据权利要求2所述的一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，所述高压纳滤单元经高压纳滤产水输送管(2)与化学除杂单元连接；
4.根据权利要求2所述的一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，所述浓缩子系统包括高压反渗透单元，所述高压反渗透单元与超滤单元经超滤产水输送管(5)连接，与树脂交换子系统经浓缩海水输送管(6)连接。
...【技术特征摘要】
1.一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，包括顺序连接的用于对海淡浓海水除杂的预处理子系统，用于将除杂后的海淡浓海水进行浓缩的浓缩子系统、用于对浓缩后的海淡浓海水再次精制除杂的树脂交换子系统，以及用于将浓缩精制除杂后的海水进行电渗析的双极膜电渗析子系统，所述预处理子系统接入有海水输入管(1)；所述双极膜电渗析子系统接出有酸液输出管(9)、碱液输出管(10)和盐液输出管(8)。
2.根据权利要求1所述的一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，所述预处理子系统包括经管道顺序连接的高压纳滤单元、化学除杂单元、砂滤单元和超滤单元；所述海水输入管(1)接入至高压纳滤单元；所述超滤单元经管道接入至浓缩子系统。
3.根据权利要求2所述的一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，所述高压纳滤单元经高压纳滤产水输送管(2)与化学除杂单元连接；
4.根据权利要求2所述的一种海淡浓海水制酸碱资源化系统，其特征在于，所述浓缩子系统包括高压反渗透单元，所述高压反渗透单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦佳旺，唐顺，李佳易，李娜，梁全勋，邓毅，庄原发，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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