[发明专利]过饱和热水的脱盐方法

说明书

本发明涉及温度为40℃‑80℃的过饱和热水的脱盐方法，包括使所述热水与耐受40℃‑80℃的温度的反渗透膜接触，而无预先的冷却步骤。

技术领域

本发明的目的在于利用反渗透的过饱和热水的脱盐方法。

背景技术

反渗透是从地表水或地下水、尤其是从含盐海水制备饮用水的最常用方法中的一种。

因此存在多种设备用于利用反渗透处理这些过饱和热水，尤其是在沙特阿拉伯。这些设备迄今均根据以下的一系列步骤来设计：

1、在潜水层中泵唧，

2、通过通风冷却装置进行冷却以将水温降低到反渗透膜可接受的水平，

3、任选地，结合了去碳酸化和/或软化和/或脱硅和/或除铁的补充步骤，以提高反渗透效率，

4、然后，在一个或两个阶段中的过滤步骤，以拦住会带来反渗透膜堵塞风险的较细颗粒，

5、注入所谓“螯合剂”的化学试剂，以提高反渗透效率，

6、具有通常为5-10微米的标称截止阀值(但根据设计选择可以在这个范围之上或者之下)的筒式过滤器的步骤，这个步骤的作用在于进行保护以免于偶然到达的悬浮物质，

7、最后，反渗透步骤，其使得能够将水脱盐至其目标用途所需的水平。

当然可以考虑使用没有CO₂损失的热交换器，但这类装置远贵于开放通风冷却装置(其提取一部分的待处理水以获得所希望的冷却)并且因此一旦处理流量大于几个m³/h就变得经济上不可行。

为了限制或者避免碳酸盐沉淀，有时进行的操作是在冷却塔的上游注入酸和/或螯合剂，并且这些同样的酸和螯合剂有时作为补充物也在过滤的上游注入。在这两种情况下，这类试剂添加的目的在于降低在冷却塔和过滤器中经过时的沉淀潜力，并且因而保护这些装置免于物质的有害累积。

但这些解决方案具有与在这些热水中存在的某些离子的沉淀相关的重大缺陷。

这是因为，这些水是地下来源的，尤其来源于地下储水层(réservoirs aquifères)中所包括的含水层(nappes)。这些天然水是含盐的并且可包含大量的悬浮物质。

而且，到达冷却塔的这些热水(40-45℃)来自于深潜水层并且相比于地表天然水因而通常具有低pH(通常低于7.5)并且因而具有可变但高的CO₂含量。这些水还包含可变但显著量的钙离子(Ca²⁺)和碳酸氢根离子(HCO₃^-)。它们因而象所有天然水一样符合所谓钙-碳(calco-carbonique)的平衡，所述平衡按照已知的平衡定律决定离子Ca²⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、H⁺、OH^-以及物质CO₂和CaCO₃之间的平衡，每种由常数控制并且可由以下的简化方程式表示：

[1]CO₂+OH^-＝HCO₃^-

[2]HCO₃^-＝H⁺+CO₃^2-

[3]Ca²⁺+CO₃^2-＝CaCO₃