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1、水体中盐分的脱除方法,环境污染化学,主要内容,概述,脱盐方法,脱盐发展,2,3,1,结论,一、概述,脱盐粗范地说就是将“盐”脱除的方法或过程，这个“盐”是更宽泛的“化学盐”不止常用的食用“盐”。 脱盐简单地说就是去除水中的阴阳离子。脱盐水，又称纯水，或深度脱盐水。一般系指将水中易去除的强导电质去除又将水中难以去除的硅酸及二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。,二、脱盐方法,膜分离 石灰/石灰-纯碱软化法 蒸馏脱盐 离子交换技术 电去离子（EDI）技术,二、脱盐方法,膜分离 近40年来，膜分离技术已迅速发展成为工业循环冷却水系统中旁流处理中最重要、最广泛采用的新型高效节能分离单元技术，电渗析（E
2、D）、反渗透（RO）、微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和渗透汽化（PV）等膜技术相继发展，并成为集成处理技术系统中的关键技术。主要膜分离技术简述如下：反渗透膜技术、电渗析技术、纳滤膜技术。,二、脱盐方法,反渗透膜技术 原理：反渗透膜技术是以渗透压差作为推动力的一类膜分离过程。依据各种物料的不同渗透压，通过RO膜技术达到分离提取、纯化与浓缩的目的。 RO是英文Reverse Osmosis的缩小，中文意思是反渗透，一般水是由低浓度的一边流向高浓度的一边，水一旦加压之后，将由高浓度的一边流向低浓度的一边。,二、脱盐方法,把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧
3、，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。,二、脱盐方法,RO技术的最大优点是节能，其能耗仅为电渗析的1/2，蒸馏技术的1/40，而且能够达到深度除盐目的。近年来，随着膜分离技术的快速发展，工程造价和运行成本持续降低，RO膜技术已逐渐取代传统的离子交换、电渗析除盐技术，成为工业水系统中首选除盐技术。 RO膜技术今后主要发展趋势是降低RO膜的
4、操作压力，提高RO系统纯水产率和浓缩回收率，以及廉价高效预处理技术，增强膜组件抗污能力等。,二、脱盐方法,电渗析技术 电渗析技术是以电位差作为推动力的一类膜分离过程。在外加直流电场作用下，利用荷电离子膜的反离子迁移原理使水中阴阳离子做定向迁移，从水溶液及其它不带电组份中分离带电离子组份。 ED技术作为脱盐，在20世纪7090年代得到广泛应用，但由于ED只能部分除盐，不能满足许多工业领域深度除盐的技术需求且电耗高。因此，近年来已逐渐被反渗透膜技术所替代。,二、脱盐方法,纳滤膜技术 与RO相比，NF技术的操作压力较低（0.5-1.0MPa），节能效果显著。因此NF技术又称低压RO技术，是介于RO和
5、UF（超滤膜）之间的一种亲水性膜分离过程，适宜分离分子量在200-1000Daltons（1Daltons=1.6510-24g），分子大小约为1nm溶解组份的膜工艺。由于NF膜具有松散的表面层结构，存在氨基和羧基两种正负基团，具有离子选择性，一价离子可基本完全透过，对二价和高价离子具有较高截留率，可去除约80%的总硬度、90%的色度和几乎全部浊度及微生物，因此，NF的软化功能近年引起重视，在工业循环冷却水的排污水回用处理中具有良好的应用前景。,二、脱盐方法,石灰/石灰-纯碱软化法 石灰软化作为应用最广泛应用的单元技术之一，能有效降低水中结垢成份与悬浮物浓度，并且可使部分水处理剂经软化工艺后再
6、回流系统中继续循环使用，石灰乳与水中的碳酸盐硬度成分反应，生成难溶的CaCO3或Mg（OH）2后沉淀析出。单纯的石灰软化法只能去除碳酸盐硬度，而石灰-纯碱软化法能有效去除水中结垢的主要成分如钙、镁、磷酸盐和二氧化硅等，并将水中的悬浮物、腐蚀产物和微生物粘泥等在沉淀和过滤过程中去除，且产生泥渣易脱水，可作为非毒性废弃物掩埋处置。另外，石灰价格低廉、来源广泛，运行成本低，可与絮凝过程同时进行，即可降低水的硬度，又可除浊。因此，石灰纯碱软化法已广泛用于工业纯水系统补充水的预处理。,二、脱盐方法,蒸馏脱盐 原理：蒸馏法是一种最古老、最常用的脱盐方法。蒸馏法就是把含盐水加热使之沸腾蒸发再把蒸汽冷凝成淡水
7、的过程。 方法：蒸馏法有很多种，如多效蒸发、多级闪蒸、压气蒸馏、膜蒸馏等。,二、脱盐方法,多效蒸发（MED） 多效蒸发是让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。低温多效蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率等 。,二、脱盐方法,多级闪蒸（MSF） 以海水淡化为例，将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，
8、故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。多级闪蒸就是以此原理为基础，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，同时盐水也逐级增浓，直到其温度接近（但高于）天然海水温度。,二、脱盐方法,蒸汽压缩冷凝（VC） 蒸汽压缩冷凝脱盐技术是将盐水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。当其作为循环冷却水脱盐回收工艺时，可使冷却水中的有害成 份得到浓缩排放，并使95%以上的排污水以冷凝液的形式得到回收，作为循环水
9、和锅炉补充水返回系统。这种工艺对设备材质的要求极高，运行中需消耗大量的热量，存在一次性投入和运行费用极高的缺点，只可能在特别缺水的地区发电厂中采用。,二、脱盐方法,离子交换技术 原理：借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应，交换树脂（纤维）中的阴阳离子官能团可以与水中的阴阳离子发生交换吸附，从而达到水样脱盐的目的。 特点 ：传统的离子交换技术经过发展，新型离子交换树脂（纤维）已经被广泛应用，具有交换容量大，洗脱再生容易的特点。,二、脱盐方法,电去离子（EDI）技术 电去离子（E
10、DI）技术，又称填充床电渗析(EDI)或(CDI), 就是在电渗析器的隔膜之间装填阴阳离子交换树脂、将电渗析与离子交换有机的结合起来的一种水处理技术。它被认为是水处理技术领域具有革命性创新的技术之一。,二、脱盐方法,EDI的脱盐机理： EDI实际上是在电渗析器的淡水室中填入混床树脂，其结构示意图如下：,二、脱盐方法,进水中的盐离子在EDI元件中发生下列三种迁移： （1）离子与阴、阳树脂发生离子交换而结合到树脂颗粒上； （2）离子在电场作用下经树脂颗粒构成的离子通道迁移到浓水室，从而完成水的脱盐过程； （3）在一定的电流密度下，树脂、膜、水之间的界面处因产生浓差极化而迫使水分解成H+和OH-，从
11、而同时再生了树脂。,二、脱盐方法,特点：电去离子（EDI）技术它把传统的电渗析技术和离子交换技术有机地结合起来，既克服了电渗析不能深度脱盐的缺点，又弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足，这些显著优势使得该技术在各个行业得以迅速地推广。,三、脱盐发展,随着工业的进一步发展，膜分离技术在水质净化和环境工程中的地位越来越突出。脱盐技术的应用已经开始向饮用水方面探索与发展。由于膜分离技术能够有效的去除污染水体中的病毒、微生物和微量污染物等混凝过滤和离子交换所无法处理的成分。膜处理技术在食品工业中的推广将会进一步加速。在膜分离体系中更多是向有机物分离膜、耐氧化膜、薄表层的非对称膜、对洋气具有选择性的固体促进传递膜这些方向发展。,22,谢谢！,
