利用海水淡化工厂排放的浓盐水制盐的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及海水淡化领域，尤其设及一种利用海水淡化所排放的浓盐水制盐 的系统。
【背景技术】
[0002] 随着全球水资源短缺日益严重，采用反渗透膜技术的海水淡化工厂(装置)快速增 长。据GWI Desal化ta/IDA统计，采用反渗透技术的海水淡化工厂在总海水淡化产能中的 比重占到59.85%，合3974万m3/d。截至2011年，世界上已有150多个国家和地区开展了海水 淡化工作，2010年新增投产的海水淡化工厂产能为627万m3/d，2011年新增产能680m3/d。其 中淡化水的80%用于饮用水，解决了 1亿多人的供水问题，预计在今后5-10年内设及人口面 将继续增加。我国目前海水淡化产能70万m3/d，根据国家发改委海水综合利用规划，到2020 年我国将达到260万吨每天的产能，同时对不同沿海城市的水资源贡献率分别达到4%-16%。
[0003] 按照目前反渗透膜脱盐系统的海水利用率计算，只能达到25-30%左右，也就是说 一个海水淡化工厂将排放其产能两倍的浓盐水。然而，浓盐水的平均溫度为40°C左右，盐含 量是原海水的两倍W上，直接排放至海水中，淡化后的海水浓缩液的热量和盐资源就白白 浪费，而且会造成局部环境污染，并对生态平衡造成影响，不利于海水淡化工程的可持续发 展。 【实用新型内容】
[0004] 针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种利用海水淡化所排放的浓盐水制盐 的系统。
[0005] 本实用新型的技术方案如下：
[0006] -种利用海水淡化工厂排放的浓盐水制盐的系统，其包括依次连接的纳滤膜过滤 器、离子膜反应器和蒸发器;所述纳滤膜过滤器的出水管与所述离子膜反应器连通，所述离 子膜反应器的浓水管与所述蒸发器连通；
[0007] 海水淡化工厂排放的浓盐水经纳滤膜处理器处理后得到邸进水，所述邸进水经所 述离子膜反应器处理后得到抓浓盐水和邸淡盐水，所述抓浓盐水进入所述蒸发器进行处理 后得到盐。
[000引其中，所述纳滤膜过滤器的滤膜的孔径为0.2~0.5μπι，所述纳滤膜过滤器的跨膜 压差为60~90Kpa。
[0009] 其中，所述纳滤膜过滤器的操作压力为0.5至2.OMPa。
[0010] 其中，所述纳滤膜过滤器采用的纳滤膜为一价离子选择膜。
[0011] 其中所述离子膜反应器的进水条件为COD含200mg/L，硬度含50mg/L，SS< 1。
[0012] 其中，所述离子膜反应器包括膜堆、极区和压紧装置，其中所述膜堆采用的阴离子 膜为均相离子选择膜ACS，阳离子膜为均相一价离子选择膜CIMS。
[0013] 其中，所述离子膜反应器包括一台压紧装置和四组膜堆，所述四组膜堆设置在一 台压紧装置中。
[0014] 其中，所述离子膜反应器的淡水管与海水淡化工厂的反渗透过滤器的进水管相连 通。
[0015] 本实用新型的有益效果是：
[0016] (1)本实用新型W海水淡化工厂排放的浓盐水作为原料来制盐，提出了一种经济 合理的制盐系统;与现有的制盐方法相比，本实用新型的原料为工业废水，实现了废物再利 用，同时减少了废水排放，环保节能，具有很高的经济效益和社会效益；同时采用了膜工艺， 全程无污染，制盐效率高，制得的盐的纯度高达98%，并且整个制盐工艺为零排污工艺；
[0017] (2)本实用新型采用纳滤膜+离子膜的组合工艺对海水淡化工厂排放的浓盐水进 行处理，通过对海水淡化工厂排放的浓盐水进一步处理产生淡水相化D淡盐水），其中淡水 相占进水的93% W上，从而使海水淡化工厂排放的浓盐水得到进一步回收利用，提高了海 水淡化的出水率;除淡水相W外，本实用新型还产生高度浓缩的邸浓盐水，邸浓盐水通过经 蒸发结晶器结晶固化即可得到盐，再者实海水淡化工厂的废水零排放，具有很好的经济效 益和社会效益。
[0018] (3)采用离子膜反应器处理浓盐水后得到的抓浓盐水具有高洁净度的特点，可W 直接制备高品质盐。采用本实用新型的方法能够使后续蒸发器处理规模可减少75%，可降 低20% W上的总体投资，蒸发面积大幅度缩小后，系统可节省60%的蒸汽耗量，降低40% W 上运行能耗。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型的利用海水淡化工厂排放的浓盐水制盐的系统的水量平衡图。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本实用新型的利用海水淡化工厂排放的浓盐水制盐的系统的目的、技术方 案及优点更加清楚明白，W下结合具体附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细 说明。
[0021] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。
[0022] 本实用新型提供了一种利用海水淡化工厂排放的浓盐水制盐的方法，其包括依次 连接的纳滤膜过滤器、离子膜反应器和蒸发器;所述纳滤膜过滤器的出水管与所述离子膜 反应器连通，所述离子膜反应器的浓水管与所述蒸发器连通;海水淡化工厂排放的浓盐水 经纳滤膜处理器处理后得到抓进水，所述抓进水经所述离子膜反应器处理后得到邸浓盐水 和邸淡盐水，所述邸浓盐水进入所述蒸发器进行处理后得到盐。W下具体描述：
[0023] 纳滤膜过滤器，海水淡化工厂排放的浓盐水经纳滤膜过滤器进行脱硬处理后得到 脱硬浓水，其中所述脱硬浓水的COD含200mg/L，硬度含50mg/L;即巧儀离子形式Ca 2+含25mg/ L，Mg2+對5mg/L;根据离子膜膜堆高倍浓缩的进水要求条件，须对进水的硬度Ca2+、Mg 2+的含 量进行限制性脱除，本工艺采用一价纳滤选择膜实现软化处理，同时也对水中溶解性有机 物具有一定的脱除能力。所述纳滤膜孔径为1~100纳米，截留粒径Ο.ΟΟΙμπι，分子量在200~ 1000的物质。所述纳滤膜处理工序的操作压力一般为ο. 5~2. OMPa。
[0024] 离子膜反应器，采用离子膜反应器对所述脱硬浓水进行浓缩处理，所述脱硬浓水 经过离子膜浓缩工序处理后得到抓化lectrodialysis电渗析，下文简称抓)浓盐水和抓淡 盐水；其中所述抓浓盐水中的TDS为8000mg/L~12000mg/L，pH为6.5~8，COD < 200mg/L，SS 邸淡盐水可W返回至海水淡化生产的反渗透工序中作为反渗透工序的进水，经试 验，抓淡水相占整个工艺的进水量的85 % W上，运部分抓淡水相回用可W使海水淡化工厂 的水利用率提高40%左右。同时产生的邸浓盐水可用于直接蒸发结晶器、或者PVC工业烧碱 电解槽的精制盐水。
[0025] 蒸发器，采用蒸发器对所述抓浓盐水进行蒸发处理即可得到盐。对抓浓盐水进行 蒸发处理并控制终止溫度在常压时为105.5-107.0°C，即可得到固体氯化钢和浓缩蒸发液， 同时保持进出料平衡并控制浓缩蒸发液中氯化钢的质量百分含量8%~11%，氯化钟的质 量百分含量12%~15%;运里终止溫度的数值是实际压力下，实际溫度根据查理定律换算 成常压下的数值;优选的，蒸发方式为强制蒸发或多效蒸发，终止溫度为106.3°C，此过程优 选使用MVR蒸汽热压缩蒸发器或多效蒸发器，最优为MVR蒸汽热压缩蒸发器，提高了热能利 用率，减少了蒸汽消耗量，从而相应的减少了二氧化碳排放量;还可W将得到的所述固体氯 化钢经脱水、干燥，即得精制盐。
[0026] 本实用新型首先提出了一种合理利用海水淡化工厂排放的浓盐水的系统，避免了 运部分浓盐水排入大海造成的能源浪费；同时采用了合适的工艺使得海水淡化工厂排放的 浓盐水变为高洁净度的邸浓盐水，然后采用抓浓盐水制备盐，由于邸浓盐水的洁净度高，且 化C1的含量高，因此制得的盐的洁净度高，品质好。总之，本实用新型提供了一种合理利用 工业废水的系统，变废为宝，符合国家节能环保的要求。
[0027] 本实用新型产生的邸浓盐水的化C1含量高，采用本实用新型的方法能够使后续蒸 发器处理规模可减少75%，可降低20% W上的总体投资，蒸发面积大幅度缩小后，系统可节 省60%的蒸汽耗量，降低40% W上运行能耗。
[00%]本实用新型的进水为海水淡化工厂排放的浓盐水，进水的水质一般为:TDS: 30000 ~70000，硬度:500~800，COD: 300~500，运部分进水的TDS含量很高。为了合理利用海水淡 化工厂排放的浓盐水，本实用新型采用了离子膜法处理。离子膜法为电渗析法中采用特殊 浓缩离子膜的一种技术路线，其技术特点对水中溶解盐进行高倍浓缩为目的，其原理为离 子交换膜在直流电场下对溶液中电解质的阴阳离子进行选择透过，即阳离子可W透过阳 膜，阴离子可W透过阴膜。离子膜反应器中通常包括由隔板和膜组成的隔室，其浓室中的阴 离子向阳极方向迁移通过阴模而被淡室中的阳膜阻留在淡室中，阳离子则向阴极方向迁移 通过阳膜而被浓室中的阴膜阻留在浓室中，由此淡室中的溶液可W淡化，浓室中的溶液则 增加浓度，从而过到淡化，浓缩、精制的目的。离子交换膜是离子膜装置的最关键部分。一般 认为实用的离子交换膜应具备:选择透过性良好，膜电阻小，较好的化学稳定性，较高的机 械强度和良好的尺寸稳定性，较低的扩散性能和价格便宜等。一般常用离子膜反应器的淡 水相与浓水相的盐水浓差倍数比不大于6左右，本工艺结合进水的工艺特点，采用了一价离 子选择膜CIMS-ACS，使得本工艺的抓淡盐水与抓浓盐水之间具有非常高浓差比，稳定工作 状态下两相浓差倍数可达10-20倍，因此其处理效率和回收废水能力非常高。此外，本实用 新型的工艺的整体能耗水平低，离子膜反应器的工艺能耗取决于膜堆中离子迁徙过程中的 电流利用的程度，它直接影响电渗析即电流效率和脱盐效果，经测试本工艺中膜堆平均电 流效率含85%，远高于一般电渗析装置的电流效率水平。
[0029] 本实用新型主要采用离子膜脱盐/浓缩技术处理海水淡化工厂所排放的浓盐水， 离子膜的操作条件是在常溫、常压下即可进行，并且其环境友好，运行过程无震动，无废弃 物排放，操作条件非常溫和，生产的浓盐水为高洁净度、COD含50的盐水，可W直接制高品质 工业盐，同时离子膜系统对进水水质、水量变