[发明专利]一种双极膜对反渗透法海水淡化一体化处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学处理方法，具体是指一种双极膜对反渗透法海水淡化一体化处理的方法。

技术背景

目前，我国已经具备了海水淡化产业发展的有利条件。第一，对海水淡化的认识明显提高。随着沿海地区地下取水和跨区域调水等开源措施受到越来越多的技术条件限制，寻找新的开源之路已经成为解决沿海经济发达地区缺水问题的当务之急。淡化海水作为沿海地区经济发展和生活需要的新水源这一认识逐渐得到加深。第二，海水淡化关键设备与配套技术进一步提高。到目前位为止，无论是用于膜法淡化工艺的反渗透膜元件、压力容器、高压泵、能量回收装置等设备，还是用于热法淡化工艺的热泵、真空泵、蒸发器和其它传热材料与设备，都已有国内自主研制产品在装置上进行运行试用，预计将来都有逐步取代进口设备的可能。第三，海水淡化装备制造业雏形基本构建，产生出一批蒸馏、反渗透、超滤等设备生产企业，和工程公司。第四，随着产业科技进步，海水淡化投资和总成本大幅下降，海水淡化价格与市政供水差距逐渐减小。

由此可见，我国海水淡化产业发展的基础条件已经具备，海水淡化必将成为本世纪新兴的朝阳产业，我国的海水淡化产业也必将进入一个高速发展时期。至2009年底，国内已建成海水淡化装置62套，设计淡化水总产量约50万吨/天；在建装置6套，设计淡化水总产量约18万吨/天。已建和在建海水淡化装置中，反渗透法约占总容量的74％，低温多效蒸馏法约占25％，其他海水淡化方法约占1％。2009年，建成青岛碱业一期1万吨/天反渗透装置建成投产；天津新泉公司10万吨/天反渗透装置；浙江六横一期1万吨/天反渗透装置完成调试，进入试运行。2009年度建成的海水淡化装置总产量比2008年度增加约40％。淡化海水应用最多的行业是电力、石化、钢铁等，其中电力企业约占全国海水淡化总量的50％左右。

虽然海水淡化发展势头与前景都非常好，但也存在一些问题。经过反渗透淡化处理以后的饮用水与其他饮用水相比，存在矿物质含量特别是钙镁含量偏少、pH值偏低、硼含量有时会超标等问题。原因在于反渗透技术本身特点，要求海水淡化的进水进行必要的预处理，如加阻垢剂、进行适当软化、调节pH值等。而且反渗透法海水淡化所用的反渗透膜绝大多数为荷负电的高压反渗透膜，以上这些原因都会使其产水的pH值偏低(pH在6.0左右)，这使产水明显偏酸性，目前所采用的手段一般是通过后续加强碱调pH的方法使产水pH值调至弱碱，但都还存在pH值不稳定、矿物质含量偏低等问题。由于原有的自来水基本上都是硬度偏高，长时间使用下来会在市政管道内壁形成一层结垢层，此时偏酸性的淡化产水经过管道会对市政管网产生腐蚀作用，并且会使原来的结垢层慢慢的重新溶解，使在用户刚一开始使用或停用一段时间重新使用时会出黄水而影响使用。

目前国家出台的饮用水标准里对硼含量的要求比较高，浓度要在0.5mg/L以下。由于反渗透法海水淡化时一般对海水用强酸对海水进行预处理，故硼在海水中基本是以硼酸、弱酸的形式存在，根据反渗透截留的规律可知，对硼酸的截留率不如氯离子与钠离子等无机离子高，截留率一般在70％～95％，会随海水的温度、pH的变化而变化，海水硼的浓度为0.5-9.5mg/L，平均为4.5mg/L左右，当反渗透的截留率低于90％时，会使产水的硼含量有可能超过0.5mg/L，甚至会超过1.0mg/L，虽然对人身体基本没影响，但不符合饮用水标准，影响反渗透法海水淡化的推广与普及。

综合以上因素，造成目前反渗透法海水淡化制备的饮用水，大都存在硬度不够、pH值偏低、管道容易出黄水、硼含量有时会超标等问题。相对地表水源而言，利用海水淡化制取饮用水所占的比率以及规模还是很小的，所以上述问题表现的也不是很明显。一旦随着海水淡化制取的饮用水在整个市政工程中的比率以及规模的上升，这些问题会日益突出，特别是有可能对人们的心理造成“海水淡化产水不适于饮用”的错误影响。进而影响海水淡化的普及、阻碍解决沿海地区或海岛缺水问题的进程，所以对海水淡化产水的调质进行研究是一项比较迫切任务。