[发明专利]海水深度预处理的电解吸附法及综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，特别适合采用反渗透对海水进行淡化处理时的预处理方法。

背景技术

随着世界各国经济的高速发展以及人口的迅速增长和集中，淡水资源缺乏已成为全球性的问题。人们认识到向海洋索取水，对海水进行淡化处理，是人类解决淡水短缺的重要途径。

反渗透海水淡化技术(SWRO)是目前国内外使用最普遍的方法，该技术的特点是整个过程中无水相变化，故无须热源，且耗电量比蒸馏法少，因此它是一种低能耗海水淡化方法。并且与其它几种淡化技术相比其具有占地少、建造周期短、操作简单、比投资小、能耗相对较低和起动运行快等特点。有文献报道海水反渗透技术已使淡化的能耗下降了近一半，产水的出厂价也几乎下降了一半，因此21世纪的海水淡化市场中SWRO将是主要的海水淡化方法。为了防止污染反渗透膜淡化性能，要求对海水进行严格的预处理。对海水进行预处理是减缓膜污染、延长膜的使用时间，保证反渗透系统长期稳定运行的关键。如果水中的悬浮物、胶体物质和可溶性有机高分子聚集在膜的表面会使膜受到污染；微生物和细菌会使膜受到侵蚀；微生物和细菌的残体还会以固体形式析出，使膜性能变坏；水的温度、pH值、余氯含量、压力等参数的劣化会引起膜的水解、氧化；由溶质引起的膜结构变化还会导致膜的透水率下降。因此，海水预处理是当前亟待解决的问题。

国内有些沿海地区已开展了海水淡化示范工程建设，但专门海水淡化深度预处理的研究报道并不多。有的也都是单独采用无机絮凝剂进行絮凝预处理，而且传统的无机絮凝剂腐蚀性极强，对装置造成严重腐蚀，处理后的水质浊度指标仍很难达到要求，使后处理负担加重，直接影响海水淡化和其它海水利用成本，且易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有的海水淡化技术所存在的上述问题，提供一种全新的海水淡化的预处理方法，操作简单，反应条件易控，无二次污染，有极强的综合利用效果。

本发明的海水淡化的预处理方法包括以下步骤：

1)砂滤过程：将海水引入砂滤装置中，利用物理方法使海水中的大颗料悬浮物首先被拦截下来；

2)电解吸附过程：采用不溶性电极，砂滤后的海水在无隔膜容器中进行直接电解，使海水中的镁离子与电解阴极所得氢氧根结合，生成氢氧化镁并吸附海水中的悬浮物、微生物、有机质等，从而达到降低海水的浊度、污泥密度指数(SDI)、化学耗氧量(COD)以及微生物含量等目的；

3)沉降及副产过程：加入微量助凝剂促进氢氧化镁沉降，上清液可用于海水淡化，沉降物可作酸性废水中和剂，同时可得到氢气、氯气及次氯酸钠等副产物。

在上述的电解吸附过程中，所述的不溶性电极为DSA电极、铂电极、钛电极、石墨电极中的一种。

在上述的海水淡化预处理及综合利用方法中，所述的助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。

在上述的海水淡化预处理及综合利用方法中，处理后的海水可用于海水淡化、海水直接利用以及相关的制盐行业；同时副产氢氧化镁浆料适用于酸性废水中和、烟气脱硫，氢气可作为能源回收，氯气及次氯酸钠等可作防污消毒之用。本发明的优点在于：

1、方法新。这是电化学方法在海水预处理技术及产品综合开发的首次应用，电化学方法本身具有其它方法不可比拟的优越性，对本领域内其他研究工作具有一定启发作用。

2、操作简单，成本低。直接电解方法是利用其电解过程中产生的物质作为吸附剂，杀菌剂达到净化海水目的的，因此避免添加其它化学物质带来的后续工作。整个过程，无膜参与，降低了处理成本。

3、综合效果好。通过电解方法，我们不仅可以有效降低海水浊度、SDI、COD数值以及微生物含量，同时还可以达到多种产品制备的目的，例如：制氢、制氯等等。特别是控制电解条件，利用均相沉淀法制备具有广泛应用价值的超细氢氧化镁等。

附图说明

图1是本发明的工作流程图

1为砂滤过程，2为电解吸附过程，3为沉降过程，4为经预处理后的海水，5为加入助凝剂过程，6为产生氢气过程，7为产生氯气和相关产物过程，8为产生酸性废水中和剂过程，9为阴极，10为阳极，11为沉淀物，12为上清液。

具体实施方式

本实施便于工作中所应用的海水为渤海湾水系，水体浊度较高，因此在采用反渗透膜进行淡化处理时，需要把浊度等降低，防止堵塞反渗透膜，造成膜的频繁更换而影响海水淡化的正常运行。基于此因，本发明所提供的海水淡化的预处理方法及其装置尤为重要。

实例一