發(fā)布時(shí)間：2020-05-12 22:05

【摘要】：在海島開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中,電滲析小型海水淡化技術(shù)具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。但是該技術(shù)存在的出水硼含量高、能耗大的問(wèn)題還需要進(jìn)一步解決。針對(duì)以上問(wèn)題,本文首先以實(shí)驗(yàn)室配置模擬海水,提出濃水分段外排電滲析的方法,將電滲析過(guò)程中的濃水分一至五段外排,考察該過(guò)程中溶液中的鹽和硼的去除效果、pH值、電阻、電流效率以及水遷移量的變化情況;并針對(duì)電滲析的時(shí)長(zhǎng)、pH值、離子交換膜的品種等影響電滲析海水淡化硼去除效果的因素進(jìn)行操作工藝優(yōu)化,提高電滲析海水淡化過(guò)程中硼的去除效果;并且組建了一套便攜式小型海水淡化設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)小試。研究發(fā)現(xiàn):1.采用濃水分段外排電滲析方法時(shí),模擬海水脫鹽速率隨著濃水分段外排數(shù)從一至五段增加而增加;含鹽量降至《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求的500mg/L需要的時(shí)間逐漸縮短;離子的電遷移系數(shù)λ基本保持不變,離子的濃差擴(kuò)散系數(shù)μ同比有所降低;水的電滲透系數(shù)φ基本保持不變,水的濃差擴(kuò)散系數(shù)ρ逐漸減小,淡室中因?yàn)闈獾抑g的濃差導(dǎo)致的水損失量也隨分段數(shù)增加而減小。2.采用濃水分段外排電滲析方法時(shí),對(duì)模擬海水中硼的去除效果最好的四段濃水分段外排法,可以在180min的電滲析過(guò)程內(nèi)將模擬海水中硼的濃度從5mg/L降至0.461mg/L,達(dá)到了《飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。3.采用濃水分段外排電滲析方法時(shí),淡室的pH值呈上升趨勢(shì),但能夠滿(mǎn)足《飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》pH值的要求;同時(shí),膜堆電阻隨濃水分段外排段數(shù)增加而逐漸減緩,膜堆的電流效率提升明顯,平均效率最高可達(dá)90.4%;膜堆能耗逐漸降低,四段法濃水分段外排電滲析的能耗最低。4.對(duì)影響電滲析海水淡化硼去除效果的因素進(jìn)行操作工藝優(yōu)化。結(jié)果表明,當(dāng)電滲析時(shí)長(zhǎng)為210min時(shí),淡室中硼的濃度最低;當(dāng)?shù)抑械膒H維持在8.5時(shí),硼的去除效果最好;當(dāng)電滲析過(guò)程進(jìn)行至120min時(shí),將淡室的pH值維持在8.5,可以將實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)淡室中的硼濃度從5mg/L降至0.3041mg/L,實(shí)現(xiàn)了電滲析膜堆最高除硼效率;日本Katsujiro Iwai離子交換膜在離子遷移速率、電遷移系數(shù)、濃差擴(kuò)散系數(shù)、以及水的電滲透系數(shù)、濃差滲透系數(shù)以及除硼效果上表現(xiàn)優(yōu)良,但其價(jià)格昂貴,為降低成本,本文組建的便攜式小型海水淡化電滲析設(shè)備采用性能稍微遜色的合肥科佳4號(hào)離子交換膜。5.根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果,組建了便攜式小型海水淡化電滲析設(shè)備,在某海島進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際海水淡化除硼驗(yàn)證小試試驗(yàn),考察海水淡化脫鹽、除硼的效果。結(jié)果表明,便攜式小型海水淡化電滲析設(shè)備對(duì)實(shí)際海水淡化處理出水可以達(dá)到《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)含鹽量和硼的指標(biāo)要求,但是對(duì)硼的去除效果還不夠穩(wěn)定。
【圖文】：

圖 1.1 我國(guó)海水淡化產(chǎn)能分布[8]有選擇透過(guò)性的微孔膜將溶液中的鹽或水區(qū)分開(kāi)來(lái)，的另一側(cè)的海水淡化方法，膜法處理主要包括海水反滲析（ED）法三種方法[9]。是一種利用外力驅(qū)動(dòng)施加壓力，將海水中的水成分透留在反滲透膜的另一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)海水淡化的方法。其反滲透法一般利用機(jī)械能或電能維持壓力側(cè)的高壓水反滲透具有操作簡(jiǎn)單、效率高、凈水成本低廉等流技術(shù)，，但是由于反滲透膜的孔徑太小，平均孔徑為損或膜堵塞，需要頻繁對(duì)反滲透膜進(jìn)行更換，或者對(duì)加大了海水反滲透的維護(hù)運(yùn)行成本[12]。所以加強(qiáng)RO作壓力所消耗的能量，是目前研究的熱點(diǎn)話題[13]。

圖 1.3 傳統(tǒng)太陽(yáng)能蒸發(fā)池工作原理[17]于閃蒸的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的海水被加熱到一定經(jīng)過(guò)連續(xù)的、依次排列的、溫度和操作壓力按照順序低于熱海水溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓，蒸發(fā)降溫生示。多級(jí)閃蒸優(yōu)勢(shì)在于對(duì)海水的預(yù)處理要求標(biāo)準(zhǔn)不如多效蒸餾大[19]，不易結(jié)垢且設(shè)備運(yùn)行維護(hù)要求低，資高[20]，而且因?yàn)樵O(shè)備要求水量穩(wěn)定，因而的不適
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：P747

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 萬(wàn)興榮;;提高電滲析水利用率的理論分析[J];工業(yè)水處理;1987年05期

2 賈耀杰;;電滲析脫除硬度[J];水處理技術(shù);1987年04期

3 ;電滲析[一][J];凈水技術(shù);1988年01期

4 薛德明,宋德政,柳曉英;用電滲析和離子交換相結(jié)合的方法處理印制電路板氯化銅廢水[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);1988年01期

5 王傳懷,余宏;電滲析在生物化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用[J];化工時(shí)刊;1988年01期

6 薛德明;宋德政;馬建紅;;大欽島電滲析淡化站操作參數(shù)及運(yùn)行報(bào)告[J];水處理技術(shù);1988年06期

7 張維潤(rùn),姚復(fù)寶;杭州水處理中心電滲析技術(shù)的研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)概況[J];水處理技術(shù);1989年04期

8 劉元帥,沈金玉,邢新會(huì),余立新,李春,曹竹安;電滲析脫鹽在提取發(fā)酵液中谷氨酰胺的應(yīng)用研究[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào);2004年02期

9 李亮;朱安民;李超;付春明;郝潤(rùn)秋;許一平;付連超;;煉化廢水電滲析脫鹽系統(tǒng)預(yù)處理工藝研究[J];廣州化工;2015年08期

10 靳少培;李露;卜建偉;王曉玲;薛喜東;吳云奇;;淡水流量對(duì)電滲析脫鹽過(guò)程性能參數(shù)的影響[J];鹽科學(xué)與化工;2017年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 劉元帥;沈金玉;邢新會(huì);曹竹安;;電滲析脫鹽在谷氨酰胺發(fā)酵液提取中的應(yīng)用研究[A];第四屆中國(guó)酶工程學(xué)術(shù)交流討論會(huì)論文集[C];2003年

2 徐豐;戴玲妹;劉德華;;酸處理后1,3-丙二醇發(fā)酵液電滲析脫鹽研究[A];第三屆全國(guó)化學(xué)工程與生物化工年會(huì)論文摘要集（上）[C];2006年

3 羅立新;李云霄;劉敏;陳東;;低聚糖生產(chǎn)工藝流程探討[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-論壇三：化學(xué)與農(nóng)業(yè)交叉論壇[C];2016年

4 龔燕;王曉琳;唐宇;余立新;;1,3-丙二醇發(fā)酵液電滲析脫鹽過(guò)程模擬及優(yōu)化[A];第一屆全國(guó)化學(xué)工程與生物化工年會(huì)論文摘要集(上)[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 王秀蘭;生物法PDO產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快[N];中國(guó)化工報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 原芳芳;氨基酸/有機(jī)酸在電滲析過(guò)程中的遷移強(qiáng)化[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所);2017年

2 石云;大豆糖蜜中低聚糖純化工藝及機(jī)理的研究[D];江南大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 崔景科;電滲析海水淡化除硼的研究[D];蘭州交通大學(xué);2019年

2 鐘世曦;用于電滲析的聚芳醚陰離子交換膜的制備與性能研究[D];華南理工大學(xué);2019年

3 許朝珍;丁酸梭菌代謝粗甘油產(chǎn)1,3-丙二醇的工藝優(yōu)化以及電滲析脫鹽的研究[D];廈門(mén)大學(xué);2017年

4 魏巍;電滲析海水淡化制備飲用水的應(yīng)用研究[D];蘭州交通大學(xué);2018年

5 汪小堯;選擇性電滲析制備硫酸鉀的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

6 蘇先峰;膜技術(shù)在檸檬酸—沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];江南大學(xué);2018年

7 劉輝;電滲析除硬結(jié)垢的成因和脫硝的選擇性研究[D];西北師范大學(xué);2017年

8 姜佳昕;多射流電紡成膜及其電滲析性能研究[D];廈門(mén)大學(xué);2017年

9 肖萍;電滲析生化組合處理苯酚丙酮廢水[D];蘭州交通大學(xué);2017年

10 劉楊;電滲析脫鹽傳質(zhì)模型的研究[D];大慶石油學(xué)院;2009年

本文編號(hào)：2660907