[发明专利]一种膜法海水制淡水-制盐原料耦合系统及工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜法海水制淡水-制盐原料耦合系统及工艺方法，特别涉及海水淡化、海水制盐、反渗透浓水排放系统及工艺方法。

背景技术

我国淡水资源严重短缺，特别是我国北方地区，如天津、北京、河北、山东、河南、辽宁、陕西和甘肃等地缺水问题更为严重。在《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》中明确提出：大力推进再生水、矿井水、海水淡化和苦咸水利用。因此，将海水淡化作为水资源的开源增量技术，已成为十分紧迫的任务。

相比南水北调，对于我国北方沿海地区，海水淡化更具有现实价值。在我国国家政策和规划先行的背景下，未来我国的海水淡化市场面临着巨大的机遇。

海水淡化是指脱除海水中的盐分，使处理后的水满足相应用水需求的处理工艺。当前适于产业化的海淡方法主要有蒸馏法（热法）和反渗透法（膜法）两种。

蒸馏法包括多级闪蒸法、多效蒸馏法和蒸汽压缩法等，其中多级闪蒸和多效蒸馏可以利用电厂或其他工厂的低品位蒸汽，是两种先进的热法，在世界各地有着大量的大规模应用。

相比于热法，反渗透法海淡（SWRO）具有更高的脱盐率和更低的能耗。在水质相对较好的领域也有着比较成熟的应用。随着世界上膜技术的逐渐发展和膜产品的不断更新换代，产品价格的持续下降，膜法海淡在一次性投资和运行成本上有着越来越明显的优势。

对于反渗透法海水淡化而言，会产生大量的浓海水。按照目前的反渗透海水淡化处理工艺，每生产1吨淡化水，同时会产生1.2吨以上的浓盐水，浓盐水的盐度由原海水的3.5%升高到6%以上。大量浓海水的直接排放，会对周边海域的水质造成较大的影响，因此，在生产获得淡化水的同时，必需同时考虑浓海水的排放方式以及浓海水的有效利用。

而以海水为原料制取食盐则是另一种开发利用海洋资源的有效途径。海水制盐的方法，主要有三种：即太阳能蒸发法(盐田法)、冷冻法和电渗析法。盐田法是一种历史悠久的制盐方法，也是目前仍沿用的普遍方法。这种方法是在岸边修建很多像稻田一样的池子，用来晒盐。制盐的过程包括纳潮，制卤、结晶、采盐、贮运等步骤。盐田制盐受环境影响很大，海水的盐度、地理位置、降雨量、蒸发量等等因素，都会直接影响盐的产量，而且这种方法占用的土地和人力资源也比较大，需要加以改进。冷冻法制盐，是地处高纬度国家采用的一种生产海盐的技术，像俄罗斯、瑞典等国家，多用此法制盐。当海水冷却到海水冰点(-1.8℃)时海水就结冰，而海冰里基本上是纯水，很少有盐，去掉水分，就等于晒盐法中的水分蒸发，剩下浓缩了的卤水就可以制盐了。电渗析法制盐,日本从20世纪70年代开始采用电渗析法(ED)制取食盐，并逐步推广到澳洲、南美和中东地区应用。这种方法有占地面积小、厂址不受自然条件限制、生产不受气候影响、制得的盐纯度高、装置易实现自动化操作、投资少等优点，具有广泛的发展前途。

电渗析法（ED）海水制盐也是采用膜法分离技术，它通过具有选择性的离子膜，在装置通电的情况下，可将海水中的钠离子和氯离子进一步浓缩分离，将海水分为浓海水和淡海水两部分，ED的浓盐水含盐量可达到15%以上，NaCl纯度高，用于制取高端精制盐和高品质食用盐，可填补我国在高端盐制品方面的空白；ED的淡盐水的含盐量由原海水的35000mg/l降低到26000mg/l左右，若作为反渗透海水淡化的给水，可以大大降低制水能耗和成本，同时SWRO产生的浓海水的含盐量较低，避免了对海域和环境的影响。

因此，将膜法制盐工艺与膜法海水淡化技术相耦合，既可以降低制盐成本，也可以降低海水淡化系统的运行电耗，降低制水成本，同时也有效避免了浓盐水对周边海域的环境污染问题，可谓一举数得。是一条缓解我国北方地区缺水现状，并得到高品质食盐以弥补我国精制盐制造短板的有效途径。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高效率的膜法海水制淡水-制盐原料耦合系统。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种膜法海水制淡水-制盐原料耦合系统，其包括原水箱、超滤装置、超滤水箱、电渗析盐水分离装置、浓盐水箱、淡盐水箱、海水反渗透淡化装置和产水箱；其中所述原水箱、超滤装置、超滤水箱、电渗析盐水分离装置、淡盐水箱、海水反渗透淡化装置和产水箱之间依次通过管道或管道和泵相连接，所述的浓盐水箱通过管道与所述的电渗析盐水分离装置相连接。