專利名稱：一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于海水淡化預處理技術領域，涉及一種海水淡化的方法，尤其是一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法。
背景技術：
在環(huán)渤海地區(qū)，淡水資源短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素，解決的辦法，除了節(jié)水外，也要積極尋求開源。海水淡化被認為是該地區(qū)開源的 有效手段。此外，該地區(qū)工業(yè)的快速發(fā)展侵占了大量鹽田，由此制約了國計民生不可或缺的制鹽和鹽化工的發(fā)展。人們在積極尋求同步解決海水淡化緩解水資源短缺并同時發(fā)展鹽化工的各種途徑。海水淡化以反滲透法和熱法發(fā)展最為迅猛。但是，反滲透法中濃鹽水達到鹽度6%以上時易發(fā)生鈣沉積，堵塞反滲透膜的孔道。而利用熱蒸發(fā)的熱法海水淡化技術，也由于海水中存在鈣、硫酸根等易結垢離子而面臨著設備結垢等問題，尤其在高溫時更為嚴重，因為硫酸鈣的溶解度在一定溫度范圍段由于脫水相變等因素而隨溫度升高而下降)。因此這兩種常見的辦法目前均因為鈣沉積的限制而難以在海水淡化中將濃海水的濃度提高到可以直接制鹽的程度。通過檢索，發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明專利申請相關的如下專利公開文獻I、海水脫硬預處理淡化的生產(chǎn)方法(CN102001763A)，本發(fā)明中海水采用化學法與超、微濾膜法結合提取碳酸鈣、氫氧化鎂，提取鈣、鎂離子后的海水，經(jīng)淡化產(chǎn)生淡水的同時，所產(chǎn)濃鹽水供綜合利用。本發(fā)明通過海水提鈣、提鎂脫硬預處理后，淡化過程無須添加阻垢劑，不但淡水回收率反滲透法可達60%以上，蒸餾法可達80%以上，預處理過程中可副產(chǎn)納米級碳酸鈣和納米級氫氧化鎂產(chǎn)品，淡化后濃鹽水可以高附加值產(chǎn)品形式綜合利用，極大地降低了海水淡化的投資和運行成本，是一典型的低碳、綠色、循環(huán)經(jīng)濟海水淡化技術。2、海水除鈣濃縮利用的方法(CN101381147)，涉及到海水的利用，包括海水淡化裝置、分離裝置，所述海水淡化裝置采用多效蒸發(fā)工藝，其造水比達到20以上，所述海水淡化裝置前端設有除鈣裝置，在海水直接接觸后，吸附海水中95%以上鈣離子。采用以上方法后，避免了淡化過程中，因海水含有鈣鹽所結鈣垢造成的設備效率的降低，同時提高了淡化裝置的造水比，對最終所得濃鹽水還可進一步分離，得到氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、工業(yè)溴、硫酸鎂等化工產(chǎn)品，提升了濃鹽水利用率，避免排放所造成浪費和對環(huán)境的污染。通過對比，本發(fā)明專利申請與上述的專利公開文獻存在本質的不同。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種方法簡單、操作方便、節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法。本發(fā)明實現(xiàn)目的的技術方案是一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，具體步驟如下
⑴將離子交換材料與水混合，調成漿體；⑵將漿體倒入離心機濾布袋中旋轉形成均勻的濾餅；⑶將海水由泵控制進料速度為O. 6^1 m3/h進入離心機中，離心后，所得經(jīng)濾餅濾過后的濾液即為脫鈣海水。而且，所述步驟⑴中的離子交換材料為非晶態(tài)無機離子交換材料。而且，所述步驟⑴中的離子交換材料與水按照質量比為I :2_3。而且，所述步驟⑵中的離心機為450mm離心機，濾布袋為1000目。而且，所述步驟⑶中進料速度為O. 8 m3/h。 如上所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法在蒸餾法海水淡化與脫鈣處理中的應用。如上所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法在常量或微量元素的富集，或重金屬污染水體的治理方面的應用。而且，所述的常量或微量元素為鹵水、苦咸水中的常量或微量元素。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為I、本發(fā)明海水脫鈣的處理方法方法簡單，該方法中的離子交換容量大于2 mo I〇&271^，而且0.3 S即可達到吸附平衡，大大縮短了海水脫鈣的時間，節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本；該方法中所使用的離子交換材料為非晶態(tài)無機離子交換材料，該離子交換材料在(TC 250°C的條件下均可使用，使得該方法操作方便，提高了生產(chǎn)效率。2、本發(fā)明海水脫鈣的處理方法除鈣后的海水組成穩(wěn)定，可脫除海水中80%的Ca2+，解決了海水濃縮過程中設備結垢的難題，從而大幅度增加低溫多效海水淡化設備的造水比，降低了造水成本。3、本發(fā)明海水脫鈣的處理方法脫鈣后的海水淡化后可得到20%左右的濃海水，可望實現(xiàn)無鹽田工廠化制鹽，解決了天津等沿海地區(qū)缺水、缺地又缺鹽的矛盾。同時也可將此技術與電廠余熱利用及尾氣處理結合起來。4、本發(fā)明海水脫鈣的處理方法為海水預處理脫鈣工業(yè)放大提供依據(jù)，并期望以此技術與利用電廠余熱來進行高溫多效蒸發(fā)及濃海水直接制取真空鹽、同時處理電廠廢氣結合起來；為環(huán)渤海地區(qū)的海水淡化、制鹽-鹽化工、電廠尾氣處理及余熱利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟開辟一條新型的節(jié)能高效綠色環(huán)保的途徑。


圖I為本發(fā)明離心機海水脫鈣裝置；圖2為本發(fā)明離心機海水脫鈣試驗效果圖，其中，材料裝量為12斤。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明中所使用的方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；本發(fā)明中所使用的試劑，如無特殊說明，均為常規(guī)試劑。該方法中的離子交換容量大于2 mol 0&271^，而且0.3 s即可達到吸附平衡；該方法中所使用的離子交換材料為非晶態(tài)無機離子交換材料，該離子交換材料在0°c "2500C的條件下均可使用。一、技術原理本過程系以新型無機離子交換材料將鈣通過離子交換自海水中選擇性地脫離出來。所謂離子交換是通過以交換介質中的離子(離子交換材料，主要是固體，也可以是以膜隔離的液體)與溶液或熔融鹽中的離子進行可逆置換，其過程中離子交換材料的骨架結構不發(fā)生變化。本發(fā)明專利申請在非平衡條件下將材料與海水充分接觸，進行海水中鈣的選擇性去除。材料與海水的混合，是將材料泥漿泵于離心機中先形成濾餅，然后將 海水通過離心機中的濾餅而進行動態(tài)接觸。二、實驗材料、儀器及設備所有實驗的海水來于漢沽鹽場。實驗室工作中，海水經(jīng)過G3型玻璃沙芯漏斗過濾后使用。試驗設備主要包括海水儲罐，攪拌混合罐、高位槽(或水泵)、離心機、產(chǎn)品水罐，以及相關的泵、閥、工具等。實驗設備見圖I。海水中鈣、鎂、鉀的濃度分析，均采取海水系統(tǒng)元素的化學滴定法。經(jīng)外送天津科技大學及天津地質研究所進行對比測試檢驗。實施例I一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg離子交換材料與30 kg水混合，調成漿體；⑵將漿體倒入450mm離心機濾布袋(1000目)中旋轉形成均勻的濾餅；⑶將海水由泵控制進料速度為O. 8 τα/h進入離心機中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得經(jīng)濾餅濾過后的濾液即為脫鈣海水。實施例2一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg離子交換材料與24 kg水混合，調成漿體；⑵將漿體倒入450mm離心機濾布袋(1000目)中旋轉形成均勻的濾餅；⑶將海水由泵控制進料速度為O. 6 m3/h進入離心機中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得經(jīng)濾餅濾過后的濾液即為脫鈣海水。實施例3一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg離子交換材料與36kg水混合,調成衆(zhòng)體；⑵將漿體倒入450mm離心機濾布袋(1000目)中旋轉形成均勻的濾餅；⑶將海水由泵控制進料速度為I m3/h進入離心機中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得經(jīng)濾餅濾過后的濾液即為脫鈣海水。檢測結果及數(shù)據(jù)分析離心機非平衡脫鈣結果見圖2，其中，材料裝量為12斤。從圖中可以看出，當海水通過體積較小時，鉀、鎂和鈣均有所吸附，其中鉀吸附率較低而鈣吸附率較高，后者可達75%。這跟前述的材料對這三種離子的選擇性次序是一致的。鉀的吸附脫除率很快降低，實驗條件下200升海水流過后基本上不再吸附；鎂的最初吸附率高達57%，亦隨體積增大而較快下降，在400升后基本上也不再吸附。在海水通過體積300升以前，鈣的脫除率均高于60%，在500升前基本上均高于50%。此后下降較快。顯然，用離心機非平衡吸附可以有效去除海水中的鈣，也可以較好地除去鎂，甚至對鉀離子也有一定吸附作用，比靜態(tài)吸附試驗中鉀的吸收明顯些。離心機非平衡除鈣效果明顯，海水流量亦穩(wěn)定。綜上，可見本離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理 方法可以應用于以下幾個方面I、本海水脫鈣方法可以應用在蒸餾法海水淡化與脫鈣處理中。2、本海水脫鈣方法可以應用在常量或微量元素的富集，或重金屬污染水體的治理方面的應用，特別是鹵水、苦咸水中的常量或微量元素。
權利要求
1.一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于具體步驟如下 (1)將離子交換材料與水混合，調成漿體； ⑵將漿體倒入離心機濾布袋中旋轉形成均勻的濾餅； ⑶將海水由泵控制進料速度為O. 6^1 m3/h進入離心機中，離心后，所得經(jīng)濾餅濾過后的濾液即為脫鈣海水。
2.根據(jù)權利要求I所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于所述步驟⑴中的離子交換材料為非晶態(tài)無機離子交換材料。
3.根據(jù)權利要求I所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于所述步驟⑴中的離子交換材料與水按照質量比為I :2-3。
4.根據(jù)權利要求I所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于所述步驟⑵中的離心機為450mm離心機，濾布袋為1000目。
5.根據(jù)權利要求I所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于所述步 驟⑶中進料速度為O. 8 m3/h。
6.如權利要求1-5任一項所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法在蒸餾法海水淡化與脫鈣處理中的應用。
7.如權利要求1-5任一項所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法在常量或微量元素的富集，或重金屬污染水體的治理方面的應用。
8.根據(jù)權利要求7所述的所述的離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法在常量或微量元素的富集，或重金屬污染水體的治理方面的應用，其特征在于所述的常量或微量元素為鹵水、苦咸水中的常量或微量元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心機非平衡吸附海水脫鈣的處理方法，具體步驟如下⑴將離子交換材料與水混合，調成漿體；⑵將漿體倒入離心機濾布袋中旋轉形成均勻的濾餅；⑶將海水由泵控制進料速度為0.6~1 m3/h進入離心機中，離心后，所得經(jīng)濾餅濾過后的濾液即為脫鈣海水。本發(fā)明海水脫鈣的處理方法方法簡單，該方法中的離子交換容量大于2 mol Ca2+/kg，而且0.3 s即可達到吸附平衡，大大縮短了海水脫鈣的時間，節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本；該方法中所使用的離子交換材料為非晶態(tài)無機離子交換材料，該離子交換材料在0℃~250℃的條件下均可使用，使得該方法操作方便，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號C02F9/04GK102964009SQ20121053386
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權日2012年12月10日
發(fā)明者羅堅, 于雪琴, 陳明玉, 蔣凱亮 申請人:天津濱環(huán)化學工程技術研究院有限公司