CO2气体软化法在浓海水资源化利用及海水软化中的应用研究

论文摘要

随着经济的发展,淡水资源的短缺日益严重,海水淡化已成为解决水资源短缺的重要途径。目前,海水淡化供应的淡水量己占全球淡水供应总量的0.4%左右。在诸多海水淡化方法中膜法和热法是目前最主要的两类海水淡化方法。在海水淡化产业快速发展的同时也存在一些问题,淡化过程中的结垢问题就是其中之一。海水淡化普遍存在无机离子结垢的问题,这严重影响着系统稳定性,也是困扰着海水淡化的顽疾。同时,海水淡化产生的浓海水一般采用直接排海的方式处理,这种处理方式不仅会造成环境污染及生态的破坏,还是一种资源的浪费。随着海水淡化规模的扩大,浓海水的处理问题已经引起了全球广泛关注。经济的快速发展也带来了全球气候变暖,该问题已经引起很多国家的关注。温室气体C02的排放也已成为全球关注的焦点,温室气体减排已成为各国密切关注的问题,哥本哈根世界气候大会的召开主要就是为了解决全球变暖问题。基于上述问题,我们提出用C02气体去软化海水和浓海水的课题。该课题创新性的将温室气体减排和海水淡化有机结合起来,不仅能达到CO2气体减排的目的,而且去除了浓海水中的钙、镁离子,有利于浓海水的进一步处理和利用。本课题的主要思路是通过向(浓)海水中通入CO2气体的方式,去除(浓)水中易结垢的钙离子和镁离子。并尝试用自制的钾离子筛,从处理前后的模拟浓海水中提取钾,研究软化后的浓海水能否提高钾离子筛的吸钾量。本课题采用海水和模拟浓海水,首先加入氨水氨化,再通CO2气体进行软化的方式。考察了反应的温度、气体流量、加入氨水量、反应时间对反应效果的影响。本实验主要采用的原料是人工配制的模拟浓海水和真实海水、普纯的C02气体、及氨水分析纯。本论文的主要结果如下：(1)通过向氨化浓海水中通CO2气体的方法可以去除浓海水中的易结垢钙、镁离子,同时吸收CO2气体。通过考察我们选择适宜的浓海水反应温度为20℃,最佳的气体流量为1L/min,适宜通气时间10min,氨水加入量为16g/200ml,钙镁离子去除率可以达到93%以上。(2)同未处理的浓海水水相比,利用自制的钾离子筛从处理过的浓海水中提钾,吸钾量会有小幅提高,提高了约5mg/g,结果表明对浓海水进行软化有利于资源化利用。(3)通过向氨化海水中通C02气体的方可以去除海水(取自石老人海水浴场)中的易结垢钙、镁离子,同时吸收C02气体。最佳的通气时间为10min,气体流量1L/min,最合适的氨水加入量为5g/200ml,钙镁离子的去除率可达95%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 水资源与海水淡化
• 1.1.1 水资源概况
• 1.1.2 海水淡化概况
• 1.1.3 海水淡化方法
• 1.2 浓海水
• 1.2.1 浓海水来源及现状
• 1.2.2 浓海水的危害
• 1.2.3 浓海水的处理方法及资源利用
• 1.3 目前常用的海水软化方法
• 1.3.1 化学沉淀法
• 1.3.2 离子交换法
• 1.3.3 纳滤膜软化法
• 1.3.4 阻垢剂分散法
• 1.3.5 酸化发
• 2气体'>1.4 CO₂气体
• 2气体概述'>1.4.1 CO₂气体概述
• 2气体的来源'>1.4.2 CO₂气体的来源
• 2气体的危害'>1.4.3 CO₂气体的危害
• 1.5 本论文的研究意义和创新点
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 创新点
• 2 实验试剂仪器和分析方法
• 2.1 水样来源
• 2.2 实验剂
• 2.3 实验仪器
• 2.3.1 实验仪器
• 2.3.2 其他实验仪器
• 2.4 实验装置
• 2.5 钙、镁、钾离子的测定
• 2.5.1 原子吸收法测钾、钙、镁的基本参数
• 2.5.2 用原子吸收的基本操作步骤和注意事项
• 2.5.3 测试结果处理
• 2气体法软化浓海水'>3 CO₂气体法软化浓海水
• 3.1 气体反应条件
• 2气体选择'>3.1.1 CO₂气体选择
• 3.1.2 通气方式的选择
• 3.1.3 气体流速的选择
• 3.1.4 实验温度选择
• 3.2 通气时间
• 3.2.1 通体时间对沉淀物形态的影响
• 2+、Mg²⁺去除效果的影响'>3.2.2 通气时间对Ca²⁺、Mg²⁺去除效果的影响
• 3.3 氨水加入量
• 3.3.1 氨水加入量对沉淀物的影响
• 2+、Mg²⁺去除率的影响'>3.3.2 氨水加入量对Ca²⁺、Mg²⁺去除率的影响
• 3.3.3 氨水加入量对溶液pH的影响
• 3.4 本章小结
• 4 软化后浓海水提钾
• 2+、MG²⁺离子对浓海水提钾的影响'>4.1 CA²⁺、MG²⁺离子对浓海水提钾的影响
• 4.2 钾离子筛的制备
• 4.3 用离子筛从处理后的浓海水中提取钾离子
• 4.3.1 实验操作步骤
• 4.3.2 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 2气体法软化海水'>5 用CO₂气体法软化海水
• 5.1 反应温度和通气时间及气体流速的考察
• 5.2 氨水加入量的研究
• 5.2.1 氨水加入量对沉淀物的影响
• 2+、Mg²⁺去除率的影响'>5.2.2 氨水加入量对Ca²⁺、Mg²⁺去除率的影响
• 5.2.3 氨水加入量对溶液pH的影响
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 硕士期间发表的学术论文