水资源综合利用工艺对于解决盐水淡化后浓盐水的排放问题,提高资源利用效率,实现环境友好型淡化工艺等方面都具有重要意义。水资源综合利用工艺是指淡化后的浓盐水经化学资源有效提取后,对剩余的浓水进行浓缩然后结晶制盐,*终可实现水的零排放。本文针对水资源综合利用工艺中的浓盐水浓缩问题,完成了如下几方面研究： (1)建立了电渗析器盐水浓缩的工艺设计模型,并以系统总成本*低为目标函数,优化了设计参数,用VC++语言编写电渗析器设计与优化程序和可视化界面。模型中考虑了溶液的性质及流动状态、膜的特性、隔板结构及屏蔽效应和极限电流密度等设计参数,*终在总成本*小的前提下,确定电渗析器的几何尺寸,通过膜堆的电流及压降,电渗析器的浓缩能耗及系统的生产费用等参数。通过比较模型计算结果与文献数据,表明本文建立的设计模型是可靠的。以实验室1立方米／天淡水低温多效海水淡化平台产出浓水为设计条件,模拟设计了用于初级浓缩的电渗析器。 (2)利用建立的电渗析器模型,模拟分析了线性流速、隔板厚度、离子交换膜面阻、膜的不同长宽比以及不同进料浓度等设计参数对电渗析系统的经济性影响；利用正交实验原理,分析了不同设计参数对系统经济性的影响程度。结果表明：提高隔室溶液流速将使系统的总费用上升；使用薄隔板有利于降低生产成本；膜的不同长宽比例对总的生产费用影响不大；使用低膜阻的离子交换膜将大大降低系统的浓缩费用；达到相同浓缩目的,高浓度盐水进料可节省浓缩费用及膜费用,但泵动力消耗有所增加；正交实验表明,对系统经济性影响程度由大到小排列为隔板厚度,溶液流速,膜面电阻。 (3)建立了盐水浓缩的
电渗析实验系统,实验研究了浓室和淡室不同进料比,淡室流量及操作电压对电渗析系统浓水相对浓缩率和能耗的影响。通过对实验数据的分析表明,各因素对系统相对浓缩率影响程度由大到小排序为：浓室和淡室流量比,淡室流量,操作电压,且浓、淡室流量比与淡室流量的影响程度相近；各因素对能耗的影响程度由大到小依次为：浓、淡室流量比,操作电压,淡室流量,其中,操作电压和淡室流量的影响程度相近。 (4)对初始浓度为25.4g/L的盐溶液作分段浓缩实验,经三段浓缩后,盐水溶液浓度*高可达81.0g/L,浓缩速率随着溶液浓度的增大而下降。但当溶液浓度达到81.0g/L时,已达到膜的极限,无法作进一步的浓缩。