水資源綜合利用工藝對(duì)于解決鹽水淡化后濃鹽水的排放問(wèn)題,提高資源利用效率,實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型淡化工藝等方面都具有重要意義。水資源綜合利用工藝是指淡化后的濃鹽水經(jīng)化學(xué)資源有效提取后,對(duì)剩余的濃水進(jìn)行濃縮然后結(jié)晶制鹽,*終可實(shí)現(xiàn)水的零排放。本文針對(duì)水資源綜合利用工藝中的濃鹽水濃縮問(wèn)題,完成了如下幾方面研究： (1)建立了電滲析器鹽水濃縮的工藝設(shè)計(jì)模型,并以系統(tǒng)總成本*低為目標(biāo)函數(shù),優(yōu)化了設(shè)計(jì)參數(shù),用VC++語(yǔ)言編寫(xiě)電滲析器設(shè)計(jì)與優(yōu)化程序和可視化界面。模型中考慮了溶液的性質(zhì)及流動(dòng)狀態(tài)、膜的特性、隔板結(jié)構(gòu)及屏蔽效應(yīng)和極限電流密度等設(shè)計(jì)參數(shù),*終在總成本*小的前提下,確定電滲析器的幾何尺寸,通過(guò)膜堆的電流及壓降,電滲析器的濃縮能耗及系統(tǒng)的生產(chǎn)費(fèi)用等參數(shù)。通過(guò)比較模型計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)數(shù)據(jù),表明本文建立的設(shè)計(jì)模型是可靠的。以實(shí)驗(yàn)室1立方米／天淡水低溫多效海水淡化平臺(tái)產(chǎn)出濃水為設(shè)計(jì)條件,模擬設(shè)計(jì)了用于初級(jí)濃縮的電滲析器。 (2)利用建立的電滲析器模型,模擬分析了線性流速、隔板厚度、離子交換膜面阻、膜的不同長(zhǎng)寬比以及不同進(jìn)料濃度等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)電滲析系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性影響；利用正交實(shí)驗(yàn)原理,分析了不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響程度。結(jié)果表明：提高隔室溶液流速將使系統(tǒng)的總費(fèi)用上升；使用薄隔板有利于降低生產(chǎn)成本；膜的不同長(zhǎng)寬比例對(duì)總的生產(chǎn)費(fèi)用影響不大；使用低膜阻的離子交換膜將大大降低系統(tǒng)的濃縮費(fèi)用；達(dá)到相同濃縮目的,高濃度鹽水進(jìn)料可節(jié)省濃縮費(fèi)用及膜費(fèi)用,但泵動(dòng)力消耗有所增加；正交實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性影響程度由大到小排列為隔板厚度,溶液流速,膜面電阻。 (3)建立了鹽水濃縮的電滲析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)研究了濃室和淡室不同進(jìn)料比,淡室流量及操作電壓對(duì)電滲析系統(tǒng)濃水相對(duì)濃縮率和能耗的影響。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析表明,各因素對(duì)系統(tǒng)相對(duì)濃縮率影響程度由大到小排序?yàn)椋簼馐液偷伊髁勘?淡室流量,操作電壓,且濃、淡室流量比與淡室流量的影響程度相近；各因素對(duì)能耗的影響程度由大到小依次為：濃、淡室流量比,操作電壓,淡室流量,其中,操作電壓和淡室流量的影響程度相近。 (4)對(duì)初始濃度為25.4g/L的鹽溶液作分段濃縮實(shí)驗(yàn),經(jīng)三段濃縮后,鹽水溶液濃度*高可達(dá)81.0g/L,濃縮速率隨著溶液濃度的增大而下降。但當(dāng)溶液濃度達(dá)到81.0g/L時(shí),已達(dá)到膜的極限,無(wú)法作進(jìn)一步的濃縮。