高盐度浓海水的冷冻脱盐技术研究

海水经淡化技术提取淡水后，被浓缩一倍左右的剩余海水被称为高盐度浓海水。日产10万t淡水的海水淡化厂，同时产生10万t以上高盐度浓海水。随着海水淡化规模的迅速扩大，大量浓海水的排放必将对生态环境造成难以估量的威胁。目前，世界各国通常采用浓海水直接排海的方法来处理。这不但威胁了脆弱的生态环境，而且限制了海水淡化事业的发展。同时，海水中大量的化学资源被白白浪费，不符合绿色化学准则与节约资源的要求。研究浓海水资源的综合利用，不但能够缓解浓海水造成的污染，而且能够节约能耗，提高经济效益。 本论文研究了冷冻脱盐法处理浓海水的作用机理，探讨了应用冷冻脱盐工艺技术处理浓海水的效果，研究了不同实验条件下冰冻浓海水的脱盐效率，以及多次分步冷冻处理之后，得到的低盐度冰和高盐度盐水的主要离子组成和性质。并利用ICP-MS对其主要离子含量进行测定。 实验结果表明：离心机转速变化对冰冻浓海水脱盐、脱除钙镁离子的影响显著。不同离心转速条件下，对脱盐和脱除钙镁离子均有较好效果，脱除率均达到88.5%和87.4%以上。随着离心转速的提高，脱盐率提高，转速4000r/min达到最大，但是其变化幅度减小，进一步提高转速对脱盐率和钙镁离子脱除率的提高影响不大。多步冷冻脱盐的实验表明，一次冷冻离心分离，冰晶的盐度可降低99.0%。与原浓海水相比，钾、钠、钙、镁等主要离子含量降低到原浓海水的3%以下。多步离心分离之后，得到的浓盐水的盐度达到原浓海水的3.3倍。通过对微量金属离子含量的分析表明，冷冻脱盐技术对各种微量离子的脱除率不同，如铜的脱除率为94.3%,钴的脱除率为94.8%，铀的脱除率为60.6%。多步冷冻脱盐后，冰融化成水的总量达到被处理的浓海水总体积的2/3以上。