[发明专利]一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置及其方法。 

背景技术

    目前已知的海水淡化技术包括蒸馏法、反渗透法等。蒸馏法耗能高，成本大；反渗透法中，反渗透膜要求高，目前基本为进口膜，而且只适合于远洋船只的使用。所以寻找耗能低，经济绿色的海水淡化技术是目前的研究热点。电去离子（EDI）在淡室中填充的离子交换树脂，与普通电渗析（ED）相比，大大提高了膜间导电性，强化了从溶液向膜面的离子迁移，破坏了膜面扩散层中的“离子贫乏”状态，极限电流密度和电流效率得到显著提高。此外，当淡室内填装离子交换树脂时，淡室中的液流速度比普通ED器中的大得多，而且树脂起着搅拌作用，促进离子扩散，改善了水力学状态，使得淡室体系电导率增大，极限电流密度也相应地提高。因此，既克服了ED不利于处理低浓度溶液的弱点，又使产水水质提高，达到混床离子交换的水平，同时淡室内装填的离子交换树脂在电场作用下自动获得再生，省去了繁琐的酸、碱再生步骤，也避免了酸、碱再生液的后序处理。但是电去离子技术也有其需要避免的缺陷，例如装置中膜结垢的问题。频繁倒极能够在一定的程度上解决结垢的问题，但是倒极后需要稳定一定时间，出水产率和水质都相应降低。针对此，专利CN 100482594C中提出一种无结垢并回收阴阳离子的电去离子净水装置及方法，采用膜无交替排列的方法，使得OH^-与Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子无机会共存，有效地解决了结垢的问题。然而，包括该装置在内的其他EDI装置，采用的进水形式都是直接通过离子交换树脂。由于离子交换树脂的强吸附性，具有强截留作用，水中若含有有机物、杂质等存在，将会使得树脂快速失效。同时，原水中的Ca²⁺、Mg²⁺、CO₂、Fe、SiO₂、余氯等指标过高，都会影响这些装置的稳定运行，进而影响产水水质。所以，需要对进水进行严格的预处理。另外，以上装置都不能无限放大处理水量。针对此，本发明中进水平行于离子交换树脂，采用旁路进水、旁路出水，在电迁移的作用下，只有离子能够迁移至离子选择性透过墙，进而吸附、渗透，解决了有机物等使树脂失效的问题。采用装置并联，无限放大处理水量。 

发明内容

本发明的目的是克服现技术的不足，提供一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置装置及其方法。 

苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置包括第一淡水池、阳离子选择性透过墙、浓水池、阴离子选择性透过墙、第二淡水池、浓缩水罐、阀门、三通阀、流量计、泵、酸度计、电导率仪、气体检测装置、压力表、阳极板和阴极板；第一淡水池、阳离子选择性透过墙、浓水池、离子选择性透过墙、第二淡水池顺次相连，进水经阀门、酸度计、电导率仪分成二路，一路进水经阀门、流量计与第一淡水池上部相连，另一路进水经进水经阀门、浓缩水罐、泵与浓水池底部相连，浓水池上部经酸度计、电导率仪与浓缩水罐相连，第一淡水池底部与第二淡水池底部相连，第二淡水池上部经压力表与气体检测装置相连，，第二淡水池上部经酸度计、电导率仪与出水口相连，在第一淡水池内设有阳极板，第二淡水池内设有阴极板，阳极板和阴极板分别接入直流电源的正极和负极。 

       所述的第一淡水池、阳离子选择性透过墙、浓水池、阴离子选择性透过墙、第二淡水池组成一级苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐单元，所述的苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐单元为多级，所述的多级苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐单元为串联式或并联式，所述的多级串联式苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐单元从第二级苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐单元的第一淡水池由第一苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐单元的第二淡水池代替。 

所述的进水平行于离子选择性透过墙，旁路进水、旁路出水。 

所述的阳离子选择性透过墙由键合了磺基、羧基、苯膦酸基、巯基、磷基和羟苯基、羧基和羟苯基、强酸性苯乙烯系基中至少一种的聚合物、表面带有大量硅羟基的硅藻土、分子筛中的至少一种堆砌组成，阴离子选择性透过墙由键合了季胺基、伯胺基、仲胺基、叔胺基或丙烯酸系中至少一种的聚合物堆砌组成。