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近年来我国海水淡化技术快速发展,受到了党和政府的高度重视,十二五规划更是把海水淡化做为重点发展的三个主要方向之一。但淡化装置的结垢以及浓盐水的排放问题制约着海水淡化技术的推广和发展。本文将海水淡化膜法预处理和常规水体的化学沉淀法脱硬技术相结合,在淡化前预处理阶段将海水中的钙镁离子有效脱除,基本解决了后续淡化装置的结垢问题,使淡化后浓盐水的杂质含量低,易于实现浓盐水的清洁生产,并得到高附加值的碳酸钙和氢氧化镁产品,实现了海水的资源化综合利用。
本研究以天津渤海湾海水为原料,通过依次向海水中加入碳酸钠和氢氧化钠来实现钙、镁离子的沉淀,并分别通过中空纤维微滤膜和陶瓷膜进行固液分离。结果表明:⑴在室温条件下,通过控制反应条件,可以在脱钙阶段使Ca2+去除率大于90%,Mg2+损失率低于1%;在脱镁阶段使Mg2+去除率大于98.5%;并通过向海水中投加分散剂,使制得的碳酸钙和氢氧化镁产品颗粒粒度较小,且分布均匀。⑵通过对两套膜组件运行参数和清洗工艺的考察,使整个预处理阶段工艺能够连续稳定运行。通过陶瓷膜对氢氧化镁浓缩浆液进行洗涤浓缩,解决了氢氧化镁易团聚、难过滤的问题。⑶通过对产水水质的分析监测可知,产水钙、镁离子含量低于15 mg/L,SDI15<3,pH在10.75~11.34之间,浊度低于0.15 NTU,调整pH至中性即可达到反渗透进水要求。⑷通过对碳酸钙和氢氧化镁产品分析表明:通过分级回收得到的碳酸钙产品分别达到普通工业沉淀碳酸钙的化工行业标准一等品标准和纳米碳酸钙国家标准;氢氧化镁产品分别达到工业氢氧化镁化工行业Ⅱ类一等品标准和纳米氢氧化镁化工行业标准。