CN100577577C - 海水淡化的预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海水淡化的预处理方法及其装置，它属于海水淡化技术领域。本海水淡化的预处理方法包括混合反应、固液分离和过滤三个步骤。本海水淡化的预处理装置包括一个壳体，在壳体内有反应区、沉淀区和过滤区，在壳体的侧部接有进水管和出水管，在进水管上分接加药管，海水由进水管进入壳体内，依次通过反应区、沉淀区和过滤区后，从出水管中流出。本发明具有过滤效率高、预处理的成本很低、装置可以制成一体等特点，适合于工业化生产，具有较高的实用价值。

Description

海水淡化的预处理方法

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，特别涉及一种采用反渗透对海水进行淡化处理时的预处理方法。

背景技术

水是人类赖以生存的基础。在地球上，94％的水为海水，只有6％的水为淡水，因此可供人类使用的淡水资源很有限。随着社会的发展，淡水资源的短缺逐渐显现出来。很多地区特别是大城市、海岛等缺水现象十分严重。现在，人们认识到向海洋索取水、对海水进行淡化处理，是人类解决淡水短缺的最终途径。

海水淡化技术的发展已有数十年了，技术也发生了巨大的变化。目前使用较多的技术为：反渗透膜技术、多级闪蒸技术、电渗析技术等。在这些技术中，反渗透膜技术是一种比较先进的技术，是海水淡化的发展趋势。反渗透技术是一种依靠压力进行盐水和淡水分离的过程，基本原理如下：盐水与淡水之间存在着渗透压，通常情况下淡水自发的透过渗透膜进入盐水侧，这称之为渗透；反渗透则是在盐水侧施加操作压力以克服自然渗透压，当操作压力高于自然渗透压时，盐水中的水分子反向透过渗透膜，成为淡水侧的净化水。反渗透膜只允许溶剂分子透过(即水分子)而不允许溶质分子透过(即盐类分子)，所以可以通过反渗透将海水淡化。

在海水反渗透过程中，膜表面必须保持清洁干净。如果膜表面有杂质、微生物或者盐的沉积，会使膜失效，反渗透过程无法进行，反渗透膜的使用寿命也就缩短了。因此，在海水反渗透过程之前，对海水进行预处理是十分重要的。

中国专利02159052提供了一种“海水淡化中陶瓷膜预处理方法”，该方法是在常温下，将海水加压，直接进入陶瓷膜组成的微滤单元，使海水中的悬浮物和沉淀物被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即可满足反渗透膜的要求。该方法有许多优点，如动力消耗低、能够满足反渗透膜的要求、无需加化学品，但存在的不足之处在于该方法所使用的陶瓷膜的价格较高，增加了预处理工艺的成本；同时，由于海水透过陶瓷膜的速度很慢，在实际使用过程中工作效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的海水淡化技术所存在的上述问题，提供一种海水淡化的预处理方法，使得该方法具有较强的实用性，较低的使用成本，实际的可操作性强的特点。

本发明的另一目的是根据所提供的海水淡化的预处理方法所设计的海水淡化的预处理装置，使该装置具有过滤效率高、结构合理、使用时消耗的成本低的特点。

本发明的海水淡化的预处理方法包括以下步骤：

(1)、混合反应：将海水引入混合反应区，在海水进入混合反应区之前投加消毒剂与絮凝剂，并使海水在混合反应区与絮凝剂进行混合反应；

(2)、固液分离：混合反应后的海水通过沉淀，使固体颗粒与液体分离；

(3)、过滤：固液分离后的海水进行过滤，过滤后流出的透过液即可进行海水淡化处理。

在上述的混合反应步骤中，消毒剂是用于杀死海水中的微生物与有机物。

在上述的海水淡化的预处理方法中，所述的消毒剂为次氯酸钠。

在上述的海水淡化的预处理方法中，所述的消毒剂为氯气。

在上述的海水淡化的预处理方法中，所述的消毒剂为二氧化氯。

在上述的海水淡化的预处理方法中，所述的絮凝剂为聚合氯化铝、碱式氯化铝、三氯化铁或硫酸铝中的一种。

本发明提供的海水淡化的预处理装置包括一个壳体，在壳体内有反应区、沉淀区和过滤区，在壳体的侧部接有进水管和出水管，在进水管上分接加药管，海水由进水管进入壳体内，依次通过反应区、沉淀区和过滤区后，从出水管中流出。

在上述的海水淡化的预处理装置中，所述的反应区中设有填料。

在上述的海水淡化的预处理装置中，所述的沉淀区中设有斜管。

在上述的海水淡化的预处理装置中，所述的过滤区中设有过滤装置。

在实际使用时，本装置中的进水管入水端处于库区的海水中，且设有水泵。通过水泵将海水抽入混合反应区。出水管中流出的海水流入清水池中。

通过本装置的处理，可以降低海水的浊度与色度。

在本发明中，通过加入絮凝剂，促使海水中的固体颗粒沉淀，以便于过滤，因此其过滤效率高；采用本装置对海水进行预处理过程中，主要消耗消毒剂和絮凝剂，其设备不易损坏，预处理的成本很低；同时，装置可以制成一体，适合于工业化生产，具有较高的实用价值。

附图说明

附图是本发明提供的海水淡化的预处理装置的结构示意图。

图中，1、壳体；2、进水管；3、加药管；4、反应区；41、填料；5、沉淀区；51、斜管；6、过滤区；7、出水管；8、水泵；9、清水池。

具体实施方式

本实施例中所应用的海水为沿海浅海水系，又名亚海水。亚海水的水体浊度与色度较高，因此在采用反渗透膜处理脱盐时，需先把库区水的浊度与色度降低，防止堵塞反渗透膜，造成膜的频繁更换而影响亚海水淡化的正常运行。基于此因，本发明所提供的海水淡化的预处理方法及其装置尤为重要。

本实施例中海水淡化的预处理方法为：首先是混合反应：用进水管2连接在库区与壳体1之间，通过水泵8加压将库区内的海水抽入壳体1内的混合反应区4中。同时，在海水中加入次氯酸钠和聚合氯化铝，使它们与海水进行混合反应。这里，次氯酸钠是消毒剂，起到消毒作用。聚合氯化铝是絮凝剂，在与海水的混合过程中，聚合氯化铝带有正电荷，与带有负电荷的固体颗粒吸合在一起，形成絮凝混合反应。然后是固液分离：海水通过沉淀区5，使海水中经絮凝后的固体颗粒或者杂质沉淀。最后是过滤：沉淀的絮凝物经过滤区6后被滞留下来，过滤后流出的透过液再流入清水池9中，用于进行海水淡化的反渗透处理。

如图所示，根据上述的方法所设计的海水淡化的预处理装置包括壳体1和壳体1上的进水管2、出水管7等。水泵8放置于库区的海水中，进水管2接于水泵8与壳体1之间。在进水管2上还分接一根加药管3。次氯酸钠和聚合氯化铝等药料从加药管3中加入海水中，并与海水一起进入壳体1内。

本实施例中，聚合氯化铝的加入量为40mg/L。消毒剂次氯酸钠的加入量为2～3mg/L。上述的加入量应根据水源水质的不同而作相应的调节。

在壳体1内分成三个区域：反应区4、沉淀区5和过滤区6。本实施例中，反应区4中设置填料41，以利于混合反应的进行。在反应区4内，次氯酸钠和聚合氯化铝与海水进行充分混合，使聚合氯化铝与固体颗粒絮凝在一起，然后进入沉淀区5中。在沉淀区5中装有斜管51，通过斜管51增大接触面积，有利于絮凝物的沉淀。最后，海水进入过滤区6中。在本实施例中，过滤区6中有滤板，滤板中装有滤头，在滤板的上部铺设石英砂。在海水通过石英砂的过程中，海水中的胶体颗粒会被滞留下来。最后海水通过滤板中的滤头向外流出，流出的透过液通过出水管7流入清水池9中。这样，就完成了整个海水的预处理过程。

在本实施例中，所取的库区源水的各项检验指标见表I：

表I

指标	浊度	色度	pH值	总碱度	N-NH<sub>3</sub>	N-NO<sub>2</sub>	COD<sub>Mn</sub>	电导率
									数值	78	70～100	7.7	62.5	0.3(0.5)	0.05(0.15)	7.44(15)	3000～4000

注：括号内的数据为国标数据。

经过上述的预处理装置后流入清水池9中的清水的各项检验指标见表II：

表II

指标	浊度	色度	pH值	总碱度	N-NH<sub>3</sub>	N-NO<sub>2</sub>	COD<sub>Mn</sub>	电导率
									数值	0.4	10	7.5	80	0.25(0.5)	0.04(0.15)	3.84(15)	3000～4000

显然，通过本装置的处理后，海水的浊度与色度大大降低了。

Claims (2)

1、一种海水淡化的预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)、混合反应：在海水进入混合反应区之前投加消毒剂与絮凝剂，使消毒剂和絮凝剂与海水一起通过进水管进入混合反应区，并使海水在混合反应区与絮凝剂进行混合反应；

(2)、固液分离：混合反应后的海水通过沉淀，使固体颗粒与液体分离；

(3)、过滤：固液分离后的海水进行过滤，过滤后流出的透过液即可进行海水淡化处理；

上述的消毒剂为氯气或二氧化氯。

2、根据权利要求1所述的海水淡化的预处理方法，其特征在于，所述的絮凝剂为聚合氯化铝、碱式氯化铝、三氯化铁或硫酸铝中的一种。

Images