CN106045137A - 一种海水淡化方法及海水淡化*** - Google Patents
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Abstract
一种海水淡化方法及海水淡化***，解决海水淡化效率低、耗能高及设备庞大的问题，海水淡化方法是：除杂质过滤、除油过滤、加压吸附除油和电透析淡化。海水淡化***由依次连接的加压泵、除杂质过滤器、除油过滤器、吸附除油过滤器、涡流发生器和电透析海水淡化器。有益效果是：设备体积小、能耗低，比现有技术降低能耗60‑70%、海水淡化效率高、处理后海水含油浓度≤2ppm，特别适用于海岛、舰船上使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种海水淡化方法及海水淡化***，特别是一种基于电透析海水淡化的海水淡化方法及海水淡化***。
背景技术
随着地球人口的增加，赖以生存的饮用水的匮乏，特别是对于岛屿、远洋船只对生存使用饮用水的依赖，采用取之不尽、用之不完的海水进行淡化用于人们生活用水的需要是本行业努力的方向。现有的技术中，海水淡化一般采用反渗透法、蒸馏法和电透析法，由于反渗透法和蒸馏法设备体积大、耗能高、淡化效率低及适用范围有限，无法满足使用需要。
电透析法是近年来现有技术应用较为普遍的海水淡化方法，现有技术的电透析海水淡化方法及设备同样存在设备体积大、效率低而且耗能高。
由于海洋石油的开采过程石油的泄漏及船舶排污及泄漏，海水中普遍还有油污存在，在海水淡化过程中，海水除油也是海水淡化过程必须加以解决的技术问题，现有技术中无法适用于含油污海水淡化及除油处理的缺点。含油污海水对于淡化处理更加降低淡化效率。
发明内容
为克服现有技术中，电透析海水淡化方法及设备存在设备体积大、效率低、耗能高和无法适用于含油污海水淡化及除油处理及的含油污海水对于淡化处理更加降低淡化效率缺点。本发明公开一种海水淡化方法及海水淡化***。
本发明实现海水淡化发明目的采用的方法是，该方法基于电透析海水淡化方法实现，其特征在于：该方法由以下步骤实现：
步骤⑴.将被淡化的海水加压后进行除杂质过滤处理；
步骤⑵.将除杂质过滤处理的海水进行除油过滤处理；
步骤⑶.将除油过滤处理的海水加压至不小于50PSI，通过纳米材料的过滤层进行吸附除油处理，处理后海水含油浓度≤2ppm；
步骤⑷.将纳米材料吸附除油处理后的海水在保持步骤⑶的压力状态下，使其产生旋流，进入电透析海水淡化器，进行电透析淡化后得可饮用淡化水和高盐浓度水。
本发明海水淡化***采用的技术方案是：海水淡化***，包括：海水过滤器和电透析海水淡化器。
所述的海水过滤器包括：海水除杂质过滤器、海水除油过滤器、海水吸附除油过滤器、涡流发生器、电透析海水淡化器和加压泵, 加压泵、海水除杂质过滤器、海水除油过滤器、海水吸附除油过滤器、涡流发生器和电透析海水淡化器依次构成管路连通。
所述的海水除杂质过滤器包括: 杂质过滤器壳体和空心杂质过滤芯，空心杂质过滤芯设置在杂质过滤器壳体内，杂质过滤器进水管与杂质过滤器壳体内腔连通，杂质过滤器出水管与空心杂质过滤芯内腔连通，构成被过滤海水由杂质过滤器进水管进入杂质过滤器壳体内经空心杂质过滤芯过滤后由杂质过滤器出水管流出的海水除杂质过滤器结构。
所述的海水除油过滤器包括: 油过滤器壳体和空心油过滤芯，空心油过滤芯设置在油过滤器壳体内，油过滤器进水管与油过滤器壳体内腔连通，空心油过滤芯内腔与油过滤器出水管连通，构成被过滤海水由油过滤器进水管进入油过滤器壳体经空心油过滤芯过滤后由油过滤器出水管流出的除油过滤器结构。
所述的海水吸附除油过滤器包括：油吸附过滤器壳体和空心纳米吸附过滤芯，空心纳米吸附过滤芯设置在油吸附过滤器壳体内，海水吸附除油过滤器进水口与空心纳米吸附过滤芯内腔连通，海水吸附除油过滤器出水口与油吸附过滤器壳体内腔连通，构成被过滤海水由空心纳米吸附过滤芯吸附除油后进入油吸附过滤器壳体经海水吸附除油过滤器进水口流出的海水吸附除油过滤器结构；
所述的电透析海水淡化器包括：阴极板、阳极板和间隔设置的一组阴离子交换膜和阳离子交换膜，所述的阴离子交换膜和阳离子交换膜之间构成海水淡化处理空腔，所述的阴离子交换膜和阳离子交换膜为圆形，阴离子交换膜和阳离子交换膜之间构成的海水淡化处理空腔为圆形空腔。
本发明的有益效果是：设备体积小、能耗低，比现有技术降低能耗60-70%、海水淡化效率高、处理后海水含油浓度≤2ppm，特别适用于海岛、舰船上使用。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
附图1为本发明海水淡化***示意图。
附图2为本发明海水淡化***中电透析海水淡化器剖面示意图。
附图3为附图2 A-A剖面示意图。
附图4为附图2 B-B剖面示意图。
附图5为本发明海水淡化***中涡流发生器剖面示意图。
附图中：1海水除杂质过滤器、1-1杂质过滤器壳体、1-2空心杂质过滤芯、1-3杂质过滤器进水管、1-4杂质过滤器出水管、2海水除油过滤器、2-1油过滤器壳体、2-2空心油过滤芯、2-3油过滤器进水管、2-4油过滤器出水管、3海水吸附除油过滤器、3-1油吸附过滤器壳体、3-2空心纳米吸附过滤芯、3-3海水吸附除油过滤器进水口、3-4海水吸附除油过滤器出水口、3-5排油污水口、4涡流发生器、4-1涡流发生叶轮、4-2涡流发生器壳体、4-3涡流发生器进水口、4-4涡流发生器出水口、5电透析海水淡化器、5-1阴极板、5-2阳极板、5-3阴离子交换膜、5-4阳离子交换膜、6加压泵。
具体实施方式
一种海水淡化方法，该方法基于电透析海水淡化方法实现，该方法由以下步骤实现：
步骤⑴.将被淡化的海水加压后进行除杂质过滤处理；
步骤⑵.将除杂质过滤处理的海水进行除油过滤处理；
步骤⑶.将除油过滤处理的海水加压至不小于50PSI，通过纳米材料的过滤层进行吸附除油处理，处理后海水含油浓度≤2ppm；
步骤⑷.将纳米材料吸附除油处理后的海水在保持步骤⑶的压力状态下，使其产生旋流，进入电透析海水淡化器，进行电透析淡化后得可饮用淡化水和高盐浓度水。
本发明实施例中，步骤⑴和步骤⑵中，采用具有一定厚度的过滤材料进行除杂质和除油过滤处理。
步骤⑶通过纳米材料的过滤层进行吸附除油处理，处理后海水含油浓度≤2ppm。采用该步骤的目的解决淡化后水的品质，同时为提高电透析海水淡化器的淡化效率，由于油为绝缘体，海水中油的存在大大降低淡化效率。
步骤⑷海水在保持步骤⑶的压力状态下，使其产生旋流，进入电透析海水淡化器的目的是，产生旋流是提高阴离子和阳离子冲击阴离子交换膜和阳离子交换膜的动能，加速将阴离子和阳离子的分离速度，提高淡化效率。实施例及实验证明，采用步骤⑷的技术特征可提高海水淡化效率3-5倍。
一种海水淡化***，包括：海水过滤器和电透析海水淡化器。
所述的海水过滤器包括：海水除杂质过滤器1、海水除油过滤器2、海水吸附除油过滤器3、涡流发生器4、电透析海水淡化器5和加压泵6, 加压泵6、海水除杂质过滤器1、海水除油过滤器2、海水吸附除油过滤器3、涡流发生器4和电透析海水淡化器5依次构成管路连通。
所述的海水除杂质过滤器1包括: 杂质过滤器壳体1-1和空心杂质过滤芯1-2，空心杂质过滤芯1-2设置在杂质过滤器壳体1-1内，杂质过滤器进水管1-3与杂质过滤器壳体1-1内腔连通，杂质过滤器出水管1-4与空心杂质过滤芯1-2内腔连通，构成被过滤海水由杂质过滤器进水管1-3进入杂质过滤器壳体1-1内经空心杂质过滤芯1-2过滤后由杂质过滤器出水管1-4流出的海水除杂质过滤器结构。
实施例中，海水除杂质过滤器1设置目的是：去除海水的除杂质，保证后续工艺设备通畅和正常工作，减少设备清洗和部件更换。
所述的海水除油过滤器2包括: 油过滤器壳体2-1和空心油过滤芯2-2，空心油过滤芯2-2设置在油过滤器壳体2-1内，油过滤器进水管2-3与油过滤器壳体2-1内腔连通，空心油过滤芯2-2内腔与油过滤器出水管2-4连通，构成被过滤海水由油过滤器进水管2-3进入油过滤器壳体2-1经空心油过滤芯2-2过滤后由油过滤器出水管2-4流出的海水除油过滤器结构。
实施例中，海水除油过滤器2设置目的是：去除较大油滴减轻海水吸附除油过滤器3的工作压力，同时增加空心纳米吸附过滤芯3-2使用和更换时间。空心油过滤芯2-2采用具有对油具有一定吸附作用的过滤材料。
所述的海水吸附除油过滤器3包括：油吸附过滤器壳体3-1和空心纳米吸附过滤芯3-2，空心纳米吸附过滤芯3-2设置在油吸附过滤器壳体3-1内，海水吸附除油过滤器进水口3-3与空心纳米吸附过滤芯3-2内腔连通，海水吸附除油过滤器出水口3-4与油吸附过滤器壳体3-1内腔连通，构成被过滤海水由空心纳米吸附过滤芯3-2吸附除油后进入油吸附过滤器壳体3-1经海水吸附除油过滤器进水口3-3流出的海水吸附除油过滤器结构。
实施例中，海水吸附除油过滤器3设置目的是：对于水与较小油滴或油分子形成稳定的乳液中，通过空心纳米吸附过滤芯3-2将较小油滴或油分子进行吸附，实施例证明该结构可使处理后海水含油浓度≤2ppm，大大提高淡化后的水质。同时除油处理后的海水，减少绝缘体油的存在，提高电透析海水淡化器的淡化效率。
所述的电透析海水淡化器5包括：阴极板5-1、阳极板5-2和间隔设置的一组阴离子交换膜5-3和阳离子交换膜5-4，所述的阴离子交换膜5-3和阳离子交换膜5-4之间构成海水淡化处理空腔，所述的阴离子交换膜5-3和阳离子交换膜5-4为圆形，阴离子交换膜5-3和阳离子交换膜5-4之间构成的海水淡化处理空腔为圆形空腔。
实施例中，阴离子交换膜5-3和阳离子交换膜5-4为圆形，阴离子交换膜5-3和阳离子交换膜5-4之间构成的海水淡化处理空腔为圆形空腔，大大提高电透析海水淡化器5承压能力，在同样***压力的条件下，减小设备体积，圆形空腔结构同时便于海水在圆形空腔内流动的动能损耗，为提高阴离子和阳离子冲击阴离子交换膜和阳离子交换膜创造条件。
实施例中，所述的涡流发生器4包括：涡流发生叶轮4-1和涡流发生器壳体4-2，涡流发生叶轮4-1转动支撑设置在涡流发生器壳体4-2，涡流发生器进水口4-3与涡流发生叶轮4-1轴线垂直设置，涡流发生器出水口4-4与涡流发生叶轮4-1同轴线设置。涡流发生器4进一步提高海水的动能和改善海水中阴离子和阳离子冲击阴离子交换膜和阳离子交换膜的方向，大大提高电透析海水淡化器5淡化效率。
实施例中，为及时排除高浓度含油海水或提高空心纳米吸附过滤芯3-2使用时间，所述的海水吸附除油过滤器3中，设置有与空心纳米吸附过滤芯3-2内腔连通的排油污水口3-4。
Claims (4)
1.一种海水淡化方法，该方法基于电透析海水淡化方法实现，其特征在于：该方法由以下步骤实现：
步骤⑴.将被淡化的海水加压后进行除杂质过滤处理；
步骤⑵.将除杂质过滤处理的海水进行除油过滤处理；
步骤⑶.将除油过滤处理的海水加压至不小于50PSI，通过纳米材料的过滤层进行吸附除油处理，处理后海水含油浓度≤2ppm；
步骤⑷.将纳米材料吸附除油处理后的海水在保持步骤⑶的压力状态下，使其产生旋流，进入电透析海水淡化器，进行电透析淡化后得可饮用淡化水和高盐浓度水。
2.一种海水淡化***，包括：海水过滤器和电透析海水淡化器，其特征在于
所述的海水过滤器包括：海水除杂质过滤器（1）、海水除油过滤器（2）、海水吸附除油过滤器（3）、涡流发生器（4）、电透析海水淡化器（5）和加压泵（6）, 加压泵（6）、海水除杂质过滤器（1）、海水除油过滤器（2）、海水吸附除油过滤器（3）、涡流发生器（4）和电透析海水淡化器（5）依次构成管路连通;
所述的海水除杂质过滤器（1）包括: 杂质过滤器壳体(1-1)和空心杂质过滤芯（1-2），空心杂质过滤芯（1-2）设置在杂质过滤器壳体(1-1)内，杂质过滤器进水管（1-3）与杂质过滤器壳体(1-1)内腔连通，杂质过滤器出水管（1-4）与空心杂质过滤芯（1-2）内腔连通，构成被过滤海水由杂质过滤器进水管（1-3）进入杂质过滤器壳体(1-1)内经空心杂质过滤芯（1-2）过滤后由杂质过滤器出水管（1-4）流出的海水除杂质过滤器结构;
所述的海水除油过滤器（2）包括: 油过滤器壳体(2-1)和空心油过滤芯（2-2），空心油过滤芯（2-2）设置在油过滤器壳体(2-1)内，油过滤器进水管（2-3）与油过滤器壳体(2-1)内腔连通，空心油过滤芯（2-2）内腔与油过滤器出水管（2-4）连通，构成被过滤海水由油过滤器进水管（2-3）进入油过滤器壳体(2-1)经空心油过滤芯（2-2）过滤后由油过滤器出水管（2-4）流出的海水除油过滤器结构;
所述的海水吸附除油过滤器（3）包括：油吸附过滤器壳体(3-1)和空心纳米吸附过滤芯（3-2），空心纳米吸附过滤芯（3-2）设置在油吸附过滤器壳体(3-1)内，海水吸附除油过滤器进水口（3-3）与空心纳米吸附过滤芯（3-2）内腔连通，海水吸附除油过滤器出水口（3-4）与油吸附过滤器壳体(3-1)内腔连通，构成被过滤海水由空心纳米吸附过滤芯（3-2）吸附除油后进入油吸附过滤器壳体(3-1)经海水吸附除油过滤器进水口（3-3）流出的海水吸附除油过滤器结构；
所述的电透析海水淡化器（5）包括：阴极板（5-1）、阳极板（5-2）和间隔设置的一组阴离子交换膜（5-3）和阳离子交换膜（5-4），所述的阴离子交换膜（5-3）和阳离子交换膜（5-4）之间构成海水淡化处理空腔，所述的阴离子交换膜（5-3）和阳离子交换膜（5-4）为圆形，阴离子交换膜（5-3）和阳离子交换膜（5-4）之间构成的海水淡化处理空腔为圆形空腔。
3.根据权利要求2所述的一种海水淡化***，其特征在于：所述的涡流发生器（4）包括：涡流发生叶轮（4-1）和涡流发生器壳体（4-2），涡流发生叶轮（4-1）转动支撑设置在涡流发生器壳体（4-2），涡流发生器进水口（4-3）与涡流发生叶轮（4-1）轴线垂直设置，涡流发生器出水口（4-4）与涡流发生叶轮（4-1）同轴线设置。
4.根据权利要求2或3所述的一种海水淡化***，其特征在于：所述的海水吸附除油过滤器（3）中，设置有与空心纳米吸附过滤芯（3-2）内腔连通的排油污水口（3-4）。
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