專利名稱：一種離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水淡化預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種海水淡化的方法，尤其是一種離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法。
背景技術(shù)：
在環(huán)渤海地區(qū)，淡水資源短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(rèn)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(jì)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(shí)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(dá)到鹽度6%以上時(shí)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(shù)，也由于海 水中存在鈣、硫酸根等易結(jié)垢離子而面臨著設(shè)備結(jié)垢等問題，尤其在高溫時(shí)更為嚴(yán)重，因?yàn)榱蛩徕}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?yàn)殁}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(guān)的如下專利公開文獻(xiàn)I、海水脫硬預(yù)處理淡化的生產(chǎn)方法(CN102001763A)，本發(fā)明中海水采用化學(xué)法與超、微濾膜法結(jié)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(shí)，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(yù)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(dá)60%以上，蒸餾法可達(dá)80%以上，預(yù)處理過程中可副產(chǎn)納米級(jí)碳酸鈣和納米級(jí)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(yùn)行成本，是一典型的低碳、綠色、循環(huán)經(jīng)濟(jì)海水淡化技術(shù)。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(dá)到20以上，所述海水淡化裝置前端設(shè)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(jié)鈣垢造成的設(shè)備效率的降低，同時(shí)提高了淡化裝置的造水比，對(duì)最終所得濃鹽水還可進(jìn)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(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。通過對(duì)比，本發(fā)明專利申請與上述的專利公開文獻(xiàn)存在本質(zhì)的不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案是一種離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，具體步驟如下
⑴將吸附材料與水混合，調(diào)成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時(shí)間為4-6分鐘，沉淀材料，然后傾倒上層清水，得下層材料，為水混合物；⑶將水混合物由泵控制進(jìn)料速度為O. 6^1 m3/h進(jìn)入離心機(jī)中，離心后，所得濾液即為脫鈣海水。而且，所述步驟⑴中的離子交換材料為非晶態(tài)無機(jī)離子交換材料。而且，所述步驟⑴中的吸附材料與水的質(zhì)量比為1:2-3。而且，所述步驟⑵中漿體靜置時(shí)間為5分鐘。而且，所述步驟⑶中進(jìn)料速度為O. 8 m3/h。
如上所述的離心機(jī)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(yīng)用。如上所述的離心機(jī)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(yīng)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(diǎn)和有益效果為I、本發(fā)明海水脫鈣的方法方法簡單，該方法中的離子交換容量大于2 mo I Ca2+/1^，而且0.3 s即可達(dá)到吸附平衡，大大縮短了海水脫鈣的時(shí)間，節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本；該方法中所使用的吸附材料為非晶態(tài)無機(jī)離子交換材料，該吸附材料在0°C 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(shè)備結(jié)垢的難題，從而大幅度增加低溫多效海水淡化設(shè)備的造水比，降低了造水成本。3、本發(fā)明海水脫鈣的方法脫鈣后的海水淡化后可得到20%左右的濃海水，可望實(shí)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(shí)也可將此技術(shù)與電廠余熱利用及尾氣處理結(jié)合起來。4、本發(fā)明海水脫鈣的方法為海水預(yù)處理脫鈣工業(yè)放大提供依據(jù)，并期望以此技術(shù)與利用電廠余熱來進(jìn)行高溫多效蒸發(fā)及濃海水直接制取真空鹽、同時(shí)處理電廠廢氣結(jié)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(jì)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(jī)海水脫鈣裝置。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)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(hù)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。一、技術(shù)原理
本過程系以新型無機(jī)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(zhì)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(jìn)行可逆置換，其過程中離子交換材料的骨架結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。本發(fā)明專利申請?jiān)谄胶鈼l件下將材料與海水充分混合，進(jìn)行海水中鈣的選擇性去除。材料與海水的混合，以靜態(tài)攪拌進(jìn)行，并需靜置5分鐘。二、材料、儀器及設(shè)備所有海水來于漢沽鹽場。實(shí)驗(yàn)室工作中，海水經(jīng)過G3型玻璃沙芯漏斗過濾后使用。試驗(yàn)設(shè)備主要包括海水儲(chǔ)罐，攪拌混合罐、高位槽(或水泵)、離心機(jī)、產(chǎn)品水罐。以及相關(guān)的泵、閥、工具等。實(shí)驗(yàn)設(shè)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(xué)滴定法。經(jīng)外送天津科技大學(xué)及天津地質(zhì)研究所進(jìn)行對(duì)比測試檢驗(yàn)。實(shí)施例II、離心機(jī)海水脫鈣試驗(yàn)一種離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg吸附材料與30 kg水混合，調(diào)成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時(shí)間為5分鐘，沉淀材料，然后傾倒上層清水，得下層材料-水混合物；⑶將混合物由泵控制進(jìn)料速度為O. 8 m3/h進(jìn)入離心機(jī)中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得濾液即為脫鈣海水。實(shí)施例2I、離心機(jī)海水脫鈣試驗(yàn)一種離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg吸附材料與24 kg水混合，調(diào)成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時(shí)間為4分鐘，沉淀材料，然后傾倒上層清水，得下層材料-水混合物；⑶將混合物由泵控制進(jìn)料速度為O. 6 m3/h進(jìn)入離心機(jī)中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得濾液即為脫鈣海水。實(shí)施例3I、離心機(jī)海水脫鈣試驗(yàn)一種離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg吸附材料與36 kg水混合,調(diào)成衆(zhòng)體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時(shí)間為6分鐘，沉淀材料，然后傾倒上層清水，得下層材料-水混合物；⑶將混合物由泵控制進(jìn)料速度為I m3/h進(jìn)入離心機(jī)中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得濾液即為脫鈣海水。結(jié)果檢測及數(shù)據(jù)分析考察了桶深(高度)I. 2米的容器里海水于材料攪拌后靜置5分鐘，發(fā)現(xiàn)材料基本上已經(jīng)沉底，只需要傾倒即可以將絕大部分(> 85%甚至90%以上)的海水作為上層清液倒出，速度很快。因此建議實(shí)際生產(chǎn)中采用水池平衡吸附脫鈣、靜置沉淀(降)材料，然后開閥放出澄清液，沉積在底部的材料及少部分海水Γ10%)進(jìn)入離心機(jī)分離。綜上，可見本離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法可應(yīng)用于以下幾方面I、本離 心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法可以應(yīng)用在蒸餾法海水淡化與脫鈣處理中。2、本離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法可以應(yīng)用在常量或微量元素的富集，特別是鹵水、苦咸水中的常量或微量元素。
權(quán)利要求
1.一種離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于具體步驟如下 ⑴將吸附材料與水混合，調(diào)成漿體； ⑵將步驟⑴中的漿體靜置時(shí)間為4-6分鐘，沉淀材料，然后傾倒上層清水，得下層材料，為水混合物； ⑶將水混合物由泵控制進(jìn)料速度為O. 6 1 m3/h進(jìn)入離心機(jī)中，離心后，所得濾液即為脫鈣海水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離心機(jī)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(jī)離子交換材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于所述步驟⑴中的吸附材料與水的質(zhì)量比為1:2-3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離心機(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特征在于所述步驟⑵中漿體靜置時(shí)間為5分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離心機(jī)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(jìn)料速度為O. 8 m3/h。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的離心機(jī)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(yīng)用。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的離心機(jī)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(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離心機(jī)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(yīng)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(jī)平衡吸附海水脫鈣的處理方法，具體步驟如下⑴將吸附材料與水混合，調(diào)成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時(shí)間為4-6分鐘，沉淀材料，然后傾倒上層清水，得下層材料，為水混合物；⑶將水混合物由泵控制進(jìn)料速度為0.6~1 m3/h進(jìn)入離心機(jī)中，離心后，所得濾液即為脫鈣海水。本發(fā)明海水脫鈣的方法方法簡單，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(dá)到吸附平衡，大大縮短了海水脫鈣的時(shí)間，節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本；該方法中所使用的吸附材料為非晶態(tài)無機(jī)離子交換材料，該吸附材料在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(hào)C02F9/04GK102942272SQ20121053027
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者羅堅(jiān), 于雪琴, 陳明玉, 蔣凱亮 申請人:天津?yàn)I環(huán)化學(xué)工程技術(shù)研究院有限公司