水資源綜合利用工藝對于解決鹽水淡化后濃鹽水的排放問題,提高資源利用效率,實現(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)化學資源有效提取后,對剩余的濃水進行濃縮然后結晶制鹽,*終可實現(xiàn)水的零排放。本文針對水資源綜合利用工藝中的濃鹽水濃縮問題,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計模型,并以系統(tǒng)總成本*低為目標函數(shù),優(yōu)化了設計參數(shù),用VC++語言編寫電滲析器設計與優(yōu)化程序和可視化界面。模型中考慮了溶液的性質及流動狀態(tài)、膜的特性、隔板結構及屏蔽效應和極限電流密度等設計參數(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)費用等參數(shù)。通過比較模型計算結果與文獻數(shù)據(jù),表明本文建立的設計模型是可靠的。以實驗室1立方米／天淡水低溫多效海水淡化平臺產(chǎn)出濃水為設計條件,模擬設計了用于初級濃縮的電滲析器。 (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、膜的不同長寬比以及不同進料濃度等設計參數(shù)對電滲析系統(tǒng)的經(jīng)濟性影響；利用正交實驗原理,分析了不同設計參數(shù)對系統(tǒng)經(jīng)濟性的影響程度。結果表明：提高隔室溶液流速將使系統(tǒng)的總費用上升；使用薄隔板有利于降低生產(chǎn)成本；膜的不同長寬比例對總的生產(chǎn)費用影響不大；使用低膜阻的離子交換膜將大大降低系統(tǒng)的濃縮費用；達到相同濃縮目的,高濃度鹽水進料可節(jié)省濃縮費用及膜費用,但泵動力消耗有所增加；正交實驗表明,對系統(tǒng)經(jīng)濟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驗系統(tǒng),實驗研究了濃室和淡室不同進料比,淡室流量及操作電壓對電滲析系統(tǒng)濃水相對濃縮率和能耗的影響。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析表明,各因素對系統(tǒng)相對濃縮率影響程度由大到小排序為：濃室和淡室流量比,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)對初始濃度為25.4g/L的鹽溶液作分段濃縮實驗,經(jīng)三段濃縮后,鹽水溶液濃度*高可達81.0g/L,濃縮速率隨著溶液濃度的增大而下降。但當溶液濃度達到81.0g/L時,已達到膜的極限,無法作進一步的濃縮。