2.2.2 電滲析法

　　電滲析法（ED）是一種利用電能來進(jìn)行膜分離的方法。電滲析是在直流電場作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性，而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過程。電滲析法除鹽以兩個條件為基本：一是離子的帶電性。水中離子是帶電的，在直流電場中，陰、陽離子作定向遷移，根據(jù)同性相斥、異性相吸的原則，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。二是離子交換具有選擇透過性。離子交換膜是電滲析器的重要組成部分，離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團(tuán)的薄膜，分為陽膜和陰膜兩類，陽膜只允許水中的陽離子透過，阻擋陰離子，而陰膜只允許水中的陰離子透過而阻擋陽離子。良好的離子交換膜應(yīng)具備下列各種條件：①具有較高的離子選擇透過性；②具有低的滲水性；③具有較低的膜電阻；④化學(xué)穩(wěn)定性良好，能耐高濃度的酸堿和一定的溫度； ⑤具有高的機(jī)械強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)暮穸?；⑥膜的全部結(jié)構(gòu)應(yīng)均勻一致，表面光滑。

　　電滲析技術(shù)具有無需任何化學(xué)藥品，且設(shè)備及其組裝工藝簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。我國有數(shù)十家煤礦相繼采用了這一技術(shù)，均取得了較好的脫鹽效果。但這一技術(shù)也暴露一些缺點(diǎn)，如：①對原水的預(yù)處理要求較高；②電耗較大，易結(jié)垢和膜壽命短；③電滲析本體由塑料件組成，因此塑料老化成為增加電滲析維修費(fèi)用的因素；④電滲析操作電流、電壓直接受原水水質(zhì)、水量的影響，過程穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)惡性化。

　　2.3 蒸餾淡化法

　　蒸餾法是對含鹽水進(jìn)行熱力脫鹽淡化處理的有效方法。此法以消耗熱能為代價，一般適用于含鹽量超過3000mg/L礦井水的處理。1957年英國學(xué)者R.S.SILVER發(fā)明了多級閃蒸（MSF）脫鹽方法，當(dāng)時，它在降低能耗及防垢問題方面有獨(dú)到的優(yōu)越性，因而自其誕生之日起，發(fā)展非常迅速，成為脫鹽的一種重要方法。多效蒸餾法（MED）歷史比較悠久，變化較為劇烈，至今具有商業(yè)價值的脫鹽技術(shù)有豎管蒸餾（VT-MED）和水平管蒸餾（HT-MED）。隨后在兩種方法的基礎(chǔ)上又發(fā)展到多效多級閃級蒸發(fā)（MEMS），它改善了MSF和MED的性能，具有重復(fù)利用二次蒸汽的潛熱，即能使熱量經(jīng)濟(jì)利用，又避免了嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，大幅度地提高造水比。

　　蒸餾法與其他處理方法不同，其最大的弱點(diǎn)是高能消耗，這也成為阻礙其推廣的主要原因。但其有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：①由于這種方法是依靠能源加熱原水，經(jīng)蒸發(fā)提取淡水，故不需任何化學(xué)藥品或離子分離膜；②適應(yīng)原水的含鹽量的范圍廣，含鹽數(shù)百～數(shù)萬mg/L的礦井水均可處理，這一點(diǎn)是其他方法不能比擬的；③對原水的預(yù)處理要求低，只需進(jìn)行普通預(yù)處理懸浮物即可；④由于蒸餾法得到的是蒸餾水，故水質(zhì)品質(zhì)高；⑤淡化率較高。

　　雖然蒸餾法有高能消耗的弱點(diǎn)，但是其可以在煤礦廣泛推廣。若是在煤礦區(qū)利用煤矸石和低熱值煤作燃料，用蒸餾法處理高礦化度礦井水，有幾個好處：一可以加速煤矸石的利用程度，減少占用土地和征地費(fèi)用；二是可以消除礦區(qū)煤矸石污染源，有利于改善礦區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境質(zhì)量和土壤環(huán)境質(zhì)量；三是可以變廢為寶，大大降低高礦化度礦井水的處理費(fèi)用；四是燃燒后的煤矸石仍然可作建筑材料和水泥拌料。

　　3 結(jié)語

　　高礦化度礦井水處理是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及范圍廣，影響因素多，投資大。從以上各種處理工藝及運(yùn)行結(jié)果來看，用蒸餾法淡化苦咸水，可以充分利用煤礦充裕的低值能源，處理同等規(guī)模的苦咸水水量時，投資大體與電滲析相當(dāng)，但運(yùn)行費(fèi)用要低于電滲析，在煤礦處理高礦化度礦井水方面具有廣泛的前景；反滲透技術(shù)優(yōu)越的價格性能比在煤礦苦咸水淡化中將發(fā)揮其更大的作用，無論出水水質(zhì)、電耗、脫鹽效率、占地面積、自動化程度都是其它工藝所無法比的，但由于一次性投資較大，在目前的煤礦經(jīng)濟(jì)條件下，還不可能廣泛推廣應(yīng)用。電滲析技術(shù)是目前處理高礦化度礦井水較為成熟也較為經(jīng)濟(jì)的一種方法，雖然還存在一些問題，但還是使用最廣泛的一種技術(shù)，我國目前處理高礦化度礦井水大多使用電滲析技術(shù)。

　　總之，高礦化度礦井水的處理方法已經(jīng)相對成熟，但是各種方法都有一些缺點(diǎn)，且處理成本較高，因此，研究高礦化度礦井水處理技術(shù)的新方法，并降低處理成本，是礦井水處理技術(shù)今后研究的一個重要課題。