一种用于苦咸水淡化的新技术研究
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摘要：利用垂直电泳装置对苦咸水进行连续分离，目的是降低水中的含盐量以符合灌溉用水要求。实验采用自制绝缘电泳箱，对苦咸水进行了淡化处理。实验结果表明，在适当的实验条件下，可以实现苦咸水的淡化，满足灌溉、渔业用水的要求。
关键词：垂直电泳 苦咸水 淡化
中图分类号：X83 文献标识码：A
一、引言
随着工业的迅速发展，淡水的需求逐渐增大，而含盐废水的排放量也日益增多，淡水资源的紧缺已成为全球关注的问题。在工业用水中，有时并不需要完全的淡水，只要含盐量在某个范围内即可，如灌溉、渔业用水等，如果能将工业生产中排放的高盐度废水中的含盐量降低，达到某些使用要求，就可以节约大量的淡水资源。
苦咸水是碱度大于硬度的水，并含大量中性盐，ph值大于7。我国苦咸水主要分布在北方和东部沿海地区，高盐碱地区和海水倒灌地域。农村饮用苦咸水的人口约有4000万人。苦咸水主要是口感苦涩，很难直接饮用，长期饮用导致胃肠功能紊乱，免疫力低下。
苦咸水脱盐是将高含盐量的地表、地下苦咸水脱盐至生活用水或工业用初级纯水，主要采用反渗透法(RO)、纳滤法(NF)和电渗析法(ED)。
电泳技术最初只是作为一种分离检测手段，在传统工艺上大多应用于常规的生化分析[1～3]。在过近十多年来，在制备型电泳上取得了许多重大进展[4、5]，在电场的作用下，由于电泳流动性的差别，可用于许多物质的分离，其中包括无机离子、胶体、有机大分子、细胞质、细胞器以及全细胞。
对含盐废水的淡化工业上主要采用反渗透、电解等处理方法。由于苦咸水中主要存在阴阳离子，我们尝试利用连续分离的垂直电泳装置[6]对其处理，以期为苦咸水的淡化找出简便的工业处理方法。
二、实验介绍
实验采用的主要装置是垂直电泳反应器，其箱体由绝缘材料制成，两侧安装两块石墨电极板，中间安装一块石墨电极板，两电泳室分别装入石英砂和金刚砂两种填料，箱体底部装有出水管。待处理苦咸水装于储水箱中，用磁力蠕动泵将其打入实验装置，在两侧极板的中间，填料的上端均匀连续进水。
三、实验结果与讨论
1．电压对脱盐效果的影响
（a）石英砂 （b）金刚砂
图1 脱盐率随电压变化关系
由图1（a）、（b）可看出，石英砂填料下,电压为60V和80V时的脱盐效果相当,比低压脱盐效果好；对于金刚砂填料,则是电压越大，靠近阴极板的出水脱盐效果越好，而中间出水脱盐效果不明显。（注：1号出水点为阴极端，4号出水点为阳极端）
2．流量对脱盐效果的影响
（a）石英砂（b）金刚砂
图2 脱盐率随流量的变化
如图2所示，对于石英砂填料，流量增大，脱盐率降低；对于金刚砂填料，也是流量增大，脱盐率降低，但变化不如石英砂填料下明显。
3．填料对脱盐效果的影响
采用石英砂和金刚砂两种填料作对比。（金刚砂粒度为300目，石英砂粒径为0.5~1.0mm）。不同电压条件下两种填料下的脱盐率对比如图5。
（a） （b）
图3 两种填料脱盐率对比
由图3可见，电压相同时，金刚砂填料下的脱盐效果好于石英砂填料下的脱盐效果。随着电压的增大，两种填料下的脱盐效果都提高，但金刚砂填料下的脱盐效果随电压增大而提高得更加明显，同时两种填料下脱盐效果的差异随着电压增高也变得更加明显。
两种填料脱盐效果差异解释如下：两种填料均为无机填料，填料的主要作用为承载作用，并对进水起到分散作用。填料本身材质对脱盐效果影响效果并不大，填料的粒度是影响脱盐效果的主要原因。填料的粒度越小，其颗粒之间的空隙越小，其作为承载填料对进水的分散效果越好，从而在电泳条件下实现较好的脱盐效果。
四、 结论
对于垂直电泳淡化苦咸水的实验研究，我们可以得出以下结论：
⑴该苦咸水在垂直电泳过程中可以发生阴阳离子在两极的富集。
⑵采用一种填料情况下，进水流量一定时，增大电压，脱盐效果提高。
⑶极板两端电压一定时，对于两种填料均为流量增大，脱盐效果降低。
⑷两种填料对比：在其他条件相同时，填料颗粒粒度越小，脱盐效果越好。
参考文献：
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