[發(fā)明專利]一種反滲透-肥料驅(qū)動(dòng)的正滲透海水淡化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011640033.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112919668B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高寶玉;王海瀾;王志寧;岳欽艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C02F1/44;C02F101/10;C02F103/08
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發(fā)明涉及一種反滲透?肥料驅(qū)動(dòng)的正滲透海水淡化方法，該將海水使用聚合氯化鋁混凝劑進(jìn)行混凝處理后，進(jìn)入超濾，經(jīng)超濾后海水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，反滲透產(chǎn)水進(jìn)入正滲透，本發(fā)明將傳統(tǒng)的兩級(jí)反滲透的第二級(jí)換成了正滲透，以肥料作為汲取液，以反滲透后的海水作為原料液，相較兩級(jí)反滲透聯(lián)用工藝，更節(jié)能同時(shí)可高效除硼的反滲透?正滲透聯(lián)用的海水淡化工藝，工藝簡(jiǎn)便，能耗低，利于推廣應(yīng)用。滲透過(guò)程產(chǎn)水的硼含量?jī)H為0.21mg L^?1，遠(yuǎn)低于《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084?2005)的要求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)二級(jí)反滲透出水的硼含量；正滲透過(guò)程的最低單位產(chǎn)水能耗為0.17kWh(m^?3)^?1，比二級(jí)反滲透過(guò)程能耗低50％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反滲透-肥料驅(qū)動(dòng)的正滲透海水淡化方法，用于生產(chǎn)農(nóng)業(yè)灌溉水的海水淡化技術(shù)，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

淡水資源短缺已經(jīng)成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，海水淡化是目前解決全球淡水資源短缺的重要手段。農(nóng)業(yè)灌溉年用水量占全球年用水總量的60%以上，開發(fā)新的淡水資源用于農(nóng)業(yè)灌溉可有效緩解水資源短缺的問(wèn)題。

目前全球海水淡化的技術(shù)主要分為熱法和膜法兩大類，其中低溫多效蒸餾法、多級(jí)閃蒸法和反滲透法是主流技術(shù)。反滲透由于其低能耗的特點(diǎn)，近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。由于反滲透主要通過(guò)孔徑篩分實(shí)現(xiàn)鹽水分離，對(duì)海水中硼等與水分子水合半徑相差較小的物質(zhì)去除率較低。硼在海水的含量為4.0-7.0 mg L^-1，農(nóng)業(yè)灌溉水標(biāo)準(zhǔn)要求硼含量低于1.0 mgL^-1,單級(jí)反滲透對(duì)硼的去除率為30%-85%，一級(jí)反滲透出水硼含量很難達(dá)到農(nóng)業(yè)用水要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，多使用二級(jí)反滲透聯(lián)用的技術(shù)使產(chǎn)水硼含量達(dá)標(biāo)。然而多級(jí)反滲透的應(yīng)用，一定程度地提高了海水淡化的能耗。

近年來(lái)正滲透技術(shù)由于其操作壓力低、能耗低等特點(diǎn)得到越來(lái)越多的關(guān)注，但目前的正滲透技術(shù)為實(shí)現(xiàn)汲取液的回收，正滲透需與傳統(tǒng)的納濾、反滲透等工藝聯(lián)用，工藝復(fù)雜，成本高，回收的汲取液也不能直接再利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其是現(xiàn)有正滲透技術(shù)工藝復(fù)雜，成本高，回收的汲取液也不能直接再利用的難題，本發(fā)明提供一種反滲透-肥料驅(qū)動(dòng)的正滲透海水淡化方法。

本發(fā)明的方法可以同步實(shí)現(xiàn)硼的高效去除和一定程度降低海水淡化的能耗。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種反滲透-肥料驅(qū)動(dòng)的正滲透海水淡化方法，步驟如下：

（1）將海水進(jìn)行混凝處理后，進(jìn)行超濾，經(jīng)超濾后海水進(jìn)行反滲透，得到反滲透海水；

（2）以肥料作為汲取液，以反滲透后的海水作為原料液，聚酰胺膜作為膜層，進(jìn)行正滲透處理；正滲透膜組件采用活性層朝向汲取液或活性層朝向原料液兩種模式運(yùn)行，以蠕動(dòng)泵作為輸送動(dòng)力，錯(cuò)流速度為5～30cm/s，正滲透溫度為15～40℃，肥料作為汲取液用以實(shí)現(xiàn)硼的去除和提高正滲透性能。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（1）中，混凝處理為向海水加入堿化度為2.0的聚合氯化鋁混凝劑進(jìn)行混凝，聚合氯化鋁混凝劑的投加量為0.1-10.0 mg L^-1。

進(jìn)一步優(yōu)選的，聚合氯化鋁混凝劑的投加量為1.0mg L^-1。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（1）中，所述的超濾為采用分子量為100 K的超濾膜進(jìn)行超濾。

混凝去除海水的濁度和部分有機(jī)物，超濾去除海水中的大分子有機(jī)物；反滲透去除99%以上的鹽離子和部分硼。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2）中，所述的肥料為磷酸二氫鉀、硫酸銨或磷酸二氫銨。

進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（2）中，所述的肥料為磷酸二氫鉀。