海水深度预处理的电解吸附法及综合利用方法技术

本发明专利技术公开了一种海水深度预处理的电解吸附法及综合利用方法，包括砂滤过程、电解吸附过程、沉降及副产过程三个步骤。在无隔膜情况下，通过对砂滤后的海水的直接电解得到氢氧化镁沉淀并利用其吸附海水中的悬浮物、微生物、有机质等，加入高效微量助凝剂，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，同时可得到氢气、氯气、次氯酸钠及酸性废水中和剂浆料等副产品，综合效果好。该技术的实施将带动我国海水淡化、海水利用、制盐行业及相关环保产业的发展。本发明专利技术方法新颖、工艺简单，反应条件温和易控制，其理论和实践应用的意义重大，将为海水淡化技术带来革命性变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海水淡化
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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、钼电极、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。本专利技术的优点在于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、C0D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是本专利技术的工作流程图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。具体实施例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，本专利技术所提供的海水淡化的预处理方法及其装置尤为重要。实例一为考察钼电极电解时间对海水除浊效果的影响，量取50ml砂滤后的海水，在室温 下以恒电压3. 5V直接电解后，加入0. 15ppm的聚丙烯酰胺(PAM)，调节搅拌速度，在120r/ min下搅拌30S，静置10h，测量其浊度。原海水浊度:63. 00NTU，pH值8. 13，水温14°C，处 理结果见下表。 表一钼电极电解时间对海水的除浊效果 权利要求1.一种海水淡化的预处理及综合利用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(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。2.如权利1所述的海水淡化预处理及综合利用方法，其特征在于所述的不溶性电极 为DSA电极、钼电极、钛电极、石墨电极中的一种。3.如权利1所述的海水淡化预处理及综合利用方法，其特征在于所述的助凝剂为聚 丙烯酰胺(PAM)。4.如权利1、2、3所述，深度除浊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。全文摘要本专利技术公开了一种，包括砂滤过程、电解吸附过程、沉降及副产过程三个步骤。在无隔膜情况下，通过对砂滤后的海水的直接电解得到氢氧化镁沉淀并利用其吸附海水中的悬浮物、微生物、有机质等，加入高效微量助凝剂，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，同时可得到氢气、氯气、次氯酸钠及酸性废水中和剂浆料等副产品，综合效果好。该技术的实施将带动我国海水淡化、海水利用、制盐行业及相关环保产业的发展。本专利技术方法新颖、工艺简单，反应条件温和易控制，其理论和实践应用的意义重大，将为海水淡化技术带来革命性变化。文档编号C01B11/06GK102107970SQ20091024504公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日专利技术者苗迪, 衣守志, 马颖颖 申请人:天津科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种海水淡化的预处理及综合利用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：衣守志，苗迪，马颖颖，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]