淡化后浓海水的综合利用

淡化后浓海水的综合利用

牛秀立

牛秀立（大唐黄岛发电有限责任公司山东青岛266500）

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2014）07-011-02

一、淡化后浓海水简介

一般反渗透海水淡化中排放浓盐水是自然海水浓度的2倍，蒸馏法淡化时浓盐水浓度是自然海水浓度的2.5-3倍，淡化1吨海水大约产生50%的浓海水。无论哪种方法进行海水淡化，在获得淡水的同时，均需排放大量浓海水。浓盐水不仅含盐量高，而且含有海水预处理时引入的一些化学物质。如果长此以往没有节制地将浓海水排回大海，海洋环境及海洋生态将面临危机。

二、浓海水处理方式

（一）摊晒制盐

海水淡化后的浓海水目前最经济的利用方式是摊晒制盐。我国南至江苏、北至辽宁等沿海地区大量生产海盐，近几年因各地工业占地和园区建设等原因使制盐面积不断缩小，导致我国海盐产量有所下降。如果全部以海水淡化后的浓海水为原料进行摊晒制盐，既解决了浓海水近海排放带来的生态环保问题，同时现有海盐产能又可以增加80%～90%。

（二）与盐化工结合

海水淡化副产浓海水中除含有大量原盐（氯化钠）外，还有镁、钾、硫、溴及稀有元素等化合物，这些都是盐化工的重要原料。因此，海水淡化只有与盐化工生产结合起来，在利用海水淡化技术生产淡水的同时，联产原盐、溴、镁、钾等化工产品，才能进一步降低海水淡化成本，解决浓缩海水危及海洋生态环境的问题。

三、浓海水化学资源利用技术

浓海水化学资源主要包括盐（氯化钠）、镁盐、钾盐和溴的四大主体要素，这些都是我国化学工业的基础原料及重要产品。

1、海水日晒制盐

海水日晒制盐是我国的传统产业，该方法工艺简单、技术成熟，节能环保，生产成本低，但产品质量较差，产品海盐主要作为氯碱工业及纯碱的生产的原料。"海水淡化与制盐的衔接技术"已由天津科技大学和海晶集团合作研究成功，可以保证淡化浓海水日晒制盐的质量符合工业盐国际要求。

2、空气吹出法提溴

空气吹出法早已工业化生产,"气态膜法提溴技术"由天津海水淡化所试验研究成功，溴系列产品（溴的无机化工产品、溴阻燃剂、溴系杀生剂和有机中间体等）在我国也已实现了工业化生产。

3、苦卤兑卤生产氯化钾

苦卤兑卤生产氯化钾在我国已有近半个世纪的历史，沸石吸附法从海水中提取硫酸钾、硝酸钾技术由河北工业大学研究成功，为浓海水提钾开辟了新途径。

4、卤水蒸发浓缩生产工业氯化镁

卤水蒸发浓缩生产工业氯化镁（路卤片、卤粉）是传统的海洋化工技术，技术非常成熟。近年来利用提溴废液制取食品级晶体氯化镁，六水氯化镁直接热解生产高纯度活性氯化镁，卤水石灰法生产工业氢氧化镁等技术已由天津科技大学成功开发，并实现工业化生产。

5、烧碱法制取纳米氢氧化镁

烧碱法制取纳米氢氧化镁在长芦汉沽盐场有限公司成功工业化生产，使得浓海水提镁的产品实现系列化、精细化，产品附加值大大提高。

总之以上这些技术的成功研发为进行浓海水化学资源的综合利用工艺奠定了良好的基础。

四、浓海水化学资源综合利用工艺方案

1、方案一

结合现行日晒制盐及苦卤综合利用的工艺制定该方案。将浓海水先送入盐田蒸发浓缩进行提溴，溴可进一步开发生产系列产品，提溴后卤水中和后返回盐田继续日晒至饱和，饱和卤水大部分送入结晶区晒制海盐，部分进入多效蒸发（或热泵蒸发）车间生产精制自然盐，海盐可用于生产纯碱和合烧碱、氯气等。制盐母液（苦卤）可以采用传统的卤水化工工艺生产氯化钾、溴、氯化镁等产品，提溴废液也可精制生产晶体氯化镁，氯化镁进一步热解生产高纯氯化镁；也可以生产高纯（或纳米）氢氧化镁等，以提高产品的附加值。

该流程充分利用太阳能，且工艺技术成熟，真正实现零排放，对环境友好，但存在着在利用兑卤法生产氯化钾过程中能耗高，氯化钾回收率低等缺点，经济效益较差。

2、方案二

浓海水首先沸石吸附制取硝酸钾或硫酸钾等，然后采用空气吹出法或气态膜法提取溴素，提溴后的浓海水用石灰（白云石）法生产氢氧化镁及氧化镁，制镁后卤水送入盐田蒸发浓缩析出石膏，至氯化钠接近饱和后送入工厂沉淀，其中剩余的钾制取钾肥。此时卤水仅含氯化钙、氯化钠及少量的硫酸盐，卤水净化除钙的同时生产超细碳酸钙，最后得到的液体盐，可直接用于纯碱、氯碱工业，也可进行蒸发生产精制盐。

该方案集成多项卤水（海水）综合利用技术，产品品种多，附加值高，经济效益好；不但充分利用太阳能，而且生产过程无三废产生，真正实现浓海水"吃干榨净"，符合循环经济的发展理念。

3、方案三

首先采用化学法将MED淡化后浓盐水中的钙、镁离子分别以碳酸钙和氢氧化镁的形式提取，结合超滤膜技术，制得经济效益较高的纳米级碳酸钙和纳米级氢氧化镁产品；超滤后海水钙镁离子含量分别小于15mg/L，调整PH值，采用反渗透装置进行淡化，淡化后浓盐水经高温多效蒸发器蒸发浓缩后，再经提溴装置提取溴素，提溴后的浓盐水经真空制盐得到精制真空盐，剩余浓盐水采用钾芒硝技术，通过投加氯化钾蒸发制得硫酸钾产品。

4、方案四

充分利用海水淡化后净化的浓缩卤水和碱厂的制碱废液，以电化学提镁为核心的综合利用体系：

包括以下工艺：（1）用制碱废液对卤水脱硫，制取建筑石膏，或利用氨法把硫酸钙转化成硫酸钾，氯化钙溶液循环使用；（2）空气吹出或膜法提取溴素；（3）双膜电解浓海水生产氢气和氯气，氯气作为终端产品，也可作为提溴的氧化剂，电解产生的氢氧根与镁结合形成氢氧化镁沉淀；（4）以Na+、K+、Cl-为主要成分的澄清液进入盐田蒸发制盐，直到钾钠共饱；（5）利用离子交换法（或沸石吸附）对钠、氯共饱的制盐母液提钾，洗脱液可分离成钾盐或合成复合肥，同时联产纯碱；（6）提钾母液返回蒸发制盐阶段（或提镁阶段）；（7）电解生成的氢氧化镁可作为终端产品，也可煅烧成高纯镁砂，或利用自产氢气还原为金属镁，金属镁又可与氢气合成镁基储氢能源材料。

五、结论

将海水淡化与浓海水综合利用相结合，不仅可以提取淡水和工业用盐，分摊制水成本，还可以保护环境，实现清洁生产，真正达到零排放、零污染，是一项值得研究和推广应用的工艺技术。