摘要
在工业生产中产生的大量的高浓度盐水会对水资源造成极大污染，进而引发严重的环境问题，而淡水资源的匮乏也引起了一系列尖锐的社会问题。为此，需对盐水进行脱盐处理，以实现水资源的循环利用和解决淡水短缺的问题。由于淡水需求增加，世界各地正在以可持续的方式进行水循环利用，以保护水资源。含盐废水的直接排放不仅会破坏生态环境，还会对人体造成极大危害。如果对来自盐湖的大量海水和咸水等经适当处理，可实现对淡水资源的有效补充、能够带来环境与经济的双重效益。因此，对高效且节能、运行费用低的含盐废水处理方法进行研究和开发非常有必要。 电渗析技术最初是用于海水淡化，但现在已经广泛应用于盐水脱盐处理上，是当今世界上某些地区产生淡水的最主要方式。同时，电透析技术又是一项经济有效的脱盐工艺，能明显减少污水中离子含量。因为没有渗透压影响，所以电透析中的浓缩盐水含量也比逆向渗透高得多，和蒸馏方法过程比较，电透析有能耗少的优势。而且多效蒸馏技术在各种海水淡化、印染污水和溶液浓缩、食品工业加工等方面都起了关键性的作用，它已形成了一个比较完善的海水处理方式。而且，多效蒸馏有传热系数高、动力耗能小、操作温度低、对含盐污水进料条件好等优点。并且多效蒸发具有传热系数高、动力消耗少、操作温度低、对含盐废水进料要求低等优势。再利用自然界的可再生能源―太阳能来处理盐水既能显著提高处理效率并节约能源，也可以有效的减少化石能源的消耗，因此是一种环保经济的生产淡水的方式。大多数海水淡化、高盐废水脱盐系统可以直接使用热能，CPC集热器非常适合应用于盐水处理。在相关工艺中，由于太阳能可以直接使用，所以CPC太阳能可用于发电、供热、冷却，从而达到脱盐和制取淡水的目的。 本实验中我们将电渗析与多效蒸发，CPC集热器进行工艺耦合处理高盐废水，并调节多效蒸发器与电渗析的前后顺序：（1）CPC集热器，电渗析，多效蒸发工艺，再基于COMSOLMultiphysics控制仿真技术对高盐水处理工艺流程中的电渗析系统建立仿真模型，并进行仿真模拟分析计算及工艺优化研究。（2）CPC集热器，多效蒸发，电渗析工艺。同样采用COMSOLMultiphysics控制仿真技术对高盐水处理工艺流程中的电渗析系统建立仿真模型，并进行仿真模拟分析计算及工艺优化研究。其中CPC太阳能集热器给高盐废水处理流程中的多效蒸发器提供所需要的蒸汽，蒸汽经过多效蒸发器利用后含有余热的蒸汽通过换热器换热再次被CPC集热器加热提供给多效蒸发器，使得多效蒸发处理后剩下的蒸汽余热得到了循环利用，不仅提高了工作效率而且还有效的降低了成本。 先配制质量分数为3.7%氯化钠初始浓度为700mol/m3高盐水：（1）初始浓度的高盐水先经过过滤器、脱气加热器、微滤器等预处理，再经过电渗析系统浓缩处理后浓度为1900mol/m3，氯化钠质量分数为9.8%，最后经过三效蒸发器进一步浓缩处理后浓度为5647mol/m3，氯化钠质量分数为28%。（2）初始浓度的高盐水先经过过滤器、脱气加热器、微滤器等预处理，再经过三效蒸发器进行浓缩处理后浓度为2100mol/m3,氯化钠质量分数为13%，最后通过电渗析系统进一步浓缩处理后浓度达到4000mol/m3，氯化钠质量分数为21.7%。
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