專利名稱：基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海水淡化裝置，尤其是一種基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家，人均水資源占有量為2840m3，只有世界平均水平的1/4。目前水荒覆蓋面幾乎遍及全國(guó)。尤其是北方地區(qū)缺水問題相當(dāng)嚴(yán)重，水荒已成為困擾工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的一個(gè)重要問題。解決城市水資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略原則是堅(jiān)持“開源與節(jié)流并重，節(jié)流優(yōu)先、治污為本、科學(xué)開源、綜合利用”，海水淡化是解決沿海地區(qū)淡水緊缺的有效途徑。
向海洋要水已成為國(guó)際共識(shí)，海水淡化越來越受到重視。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，海水淡化，包括從苦咸的高鹽度海水以及含鹽量比海水低的苦咸水中通過脫鹽生產(chǎn)出清純可口的淡水不僅成為現(xiàn)實(shí)，而且呈迅猛發(fā)展之勢(shì)。現(xiàn)在實(shí)用的海水淡化技術(shù)有蒸餾法和膜法兩大類。其中蒸餾法分為多效蒸餾、多級(jí)閃蒸和壓力蒸餾；膜法分為反滲透和電滲析。膜法中的海水反滲透技術(shù)(SWRO)與其他淡化技術(shù)相比要年輕得多，且顯現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但其不足之處也比較突出，阻礙了反滲透法(SWRO)海水淡化的進(jìn)一步發(fā)展:一是成本高，高脫鹽率的海水淡化反滲透膜(SWR0)，價(jià)格昂貴；二是能耗大，高鹽度的海水需要使用高耗能的增壓泵；三是對(duì)膜的依賴程度也大，壽命較短(一般2年左右)，需要定期更換膜組件，從經(jīng)濟(jì)合算的標(biāo)準(zhǔn)衡量，仍然不盡如人意；四是對(duì)預(yù)處理的要求高，預(yù)處理工藝冗長(zhǎng)；五是產(chǎn)水率低，一級(jí)海水反滲透膜的產(chǎn)水率低于45%。六是對(duì)壓力容器和過水部件的材質(zhì)要求高，為避免腐蝕，需要使用雙相鋼材質(zhì)的壓力容器和過水部件。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，具有成本低、壽命長(zhǎng)、能耗低、占地面積小、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:包括預(yù)處理集成系統(tǒng)、電吸附系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)，其中
所述預(yù)處理集成系統(tǒng)采用強(qiáng)化混凝和串聯(lián)過濾工藝，主要用于去除海水中的渾濁度、有機(jī)物和部分鹽度等。預(yù)處理集成系統(tǒng)包括通過管道依次連接的取水泵、加藥裝置、水力澄清池、石英砂過濾器、 活性炭過濾器和保安過濾器；取水泵的進(jìn)口外接海水儲(chǔ)水罐或者海水取水井；所述加藥裝置包括混凝劑加藥裝置和殺菌劑加藥裝置，所述混凝劑為三氯化鐵，所述殺菌劑為液氯、次氯酸鈉或二氧化氯中的一種或者多種。三氯化鐵混凝劑在水中形成的礬花顆粒離散性強(qiáng)，比較密實(shí)，并且?guī)д姾啥啵虼四芘c水中多種高價(jià)離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物，再經(jīng)后道過濾器過濾去除。
所述電吸附系統(tǒng)用于將預(yù)處理集成系統(tǒng)處理后的凈化海水做進(jìn)一步除鹽處理，同時(shí)去除鈣鎂等離子。所述電吸附模塊上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口與保安過濾器相連；
所述反滲透系統(tǒng)包括通過管道依次連接的加藥裝置、高壓泵、RO膜組件和產(chǎn)水箱，所述電吸附模塊的出水口與高壓泵相連接。
所述電吸附模塊包括串聯(lián)連接的電極片、左右端板和支撐架組成；所述電極片為成對(duì)的陽(yáng)電極和陰電極，陰陽(yáng)電極通過電極片上的接頭與外接電源連接；所述進(jìn)水口設(shè)在左端板上，所述出水口設(shè)在右端板上。作為優(yōu)選的，所述保安過濾器內(nèi)裝5 的大通量折置濾芯。
作為優(yōu)選的，所述電極片材料為活性炭、炭氣凝膠、納米碳管中的一種碳電極或者幾種碳電極組合而成的復(fù)合電極片。
作為優(yōu)選的，所述電吸附系統(tǒng)還設(shè)有濃水出水管路，所述濃水出水管路上設(shè)有電磁閥。
作為優(yōu)選的，所述RO膜組件所采用的RO膜為低壓普通RO膜。
本發(fā)明的有益效果是:
1、預(yù)處理集成系統(tǒng)采用的是三氯化鐵混凝劑加串聯(lián)石英砂和活性炭過濾，對(duì)海水的除鹽率能達(dá)到40 45%，使進(jìn)入電吸附裝置的水質(zhì)含鹽量已大大降低，減輕了電吸附的負(fù)擔(dān)，降低電吸附的能耗。
2、采用電吸附預(yù)脫鹽裝置，脫鹽率可達(dá)50%以上，尤其對(duì)Cl—脫除率高，對(duì)氟、鈣、鎂離子去除率效果亦佳。電吸附系統(tǒng)具有耐受性好，核心部件使用壽命長(zhǎng)；無(wú)二次污染，運(yùn)行成本低；屬常壓操作，能耗低等特點(diǎn)。
3、采用并聯(lián)式的電吸附模塊，通過控制系統(tǒng)的控制使得電吸附模塊逐個(gè)進(jìn)行脫附再生，可實(shí)現(xiàn)電吸附再生和運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行，提高了處理效率，使連續(xù)式電吸附系統(tǒng)的運(yùn)用成為可能。
4、采用電吸附一級(jí)低壓RO的除鹽系統(tǒng)，(I)電吸附系統(tǒng)的出水約含30%左右的海水鹽量，后續(xù)采用低壓普通RO裝置，降低了投資成本；(2)低壓RO膜所需的進(jìn)水壓力比海水RO膜所需的進(jìn)水壓力降低了 60%-70%，降低了能耗；(3)水利用率提升了 50%，節(jié)水；(4)材料要求低，可用不銹鋼材質(zhì),投資成本大大降低。
5、整體工藝簡(jiǎn)單，出水水質(zhì)滿足生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明中電吸附系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，包括預(yù)處理集成系統(tǒng)、電吸附系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)。
如圖1所示，所述預(yù)處理集成系統(tǒng)采用強(qiáng)化混凝和串聯(lián)過濾工藝，主要用于去除海水中的渾濁度、有機(jī)物和部分鹽度等。預(yù)處理集成系統(tǒng)包括通過管道依次連接的取水泵1、加藥裝置、水力澄清池2、石英砂 過濾器3、活性炭過濾器4和保安過濾器5 ;取水泵I的進(jìn)口外接海水取水井；加藥裝置包括混凝劑加藥裝置6和殺菌劑加藥裝置7，混凝劑為三氯化鐵，殺菌劑為液氯；保安過濾器5內(nèi)裝5 y m的大通量折疊濾芯。
如圖1和圖2所示，所述電吸附系統(tǒng)用于將預(yù)處理集成系統(tǒng)處理后的凈化海水做進(jìn)一步除鹽處理，同時(shí)去除鈣鎂等離子。電吸附系統(tǒng)為通過并聯(lián)連接的若干個(gè)電吸附模塊8，電吸附模塊8包括串聯(lián)連接的電極片9、左端板10、右端板11和支撐架12組成；電極片9為成對(duì)的陽(yáng)電極和陰電極，陰陽(yáng)電極通過電極片9上的接頭與外接電源連接；左端板10上設(shè)有進(jìn)水口 13，進(jìn)水口 13與保安過濾器5的出水口相連接，右端板11上設(shè)有出水口 14。電極材料采用的是納米碳管與活性炭的復(fù)合材料。電吸附系統(tǒng)每個(gè)電吸附模塊8均設(shè)有濃水出水管路15，所述濃水出水管路15上設(shè)有電磁閥16。
如圖1所示，所述反滲透系統(tǒng)用于將電吸附系統(tǒng)處理后的海水做深度除鹽處理，得到淡化水。反滲透系統(tǒng)包括通過管道依次連接的加藥裝置17、高壓泵18、RO膜組件19和產(chǎn)水箱20，各個(gè)電吸附模塊8的出水口 14分別或者匯流后與高壓泵18的進(jìn)水口相連。RO膜組件19所采用的RO膜為低壓普通RO膜。
工作原理:
啟動(dòng)取水泵1，將取水井中的海水泵入水力澄清池2，在水力澄清池2的進(jìn)水管中投加三氯化鐵混凝劑，進(jìn)行混凝預(yù)處理，去除其渾濁度、部分有機(jī)物和金屬等，同時(shí)投加殺菌劑，殺滅海水中的浮游生物、細(xì)菌和病毒等微生物，海水在水力澄清池2中進(jìn)行沉淀后，上清液經(jīng)串聯(lián)的石英砂過濾器3和活性炭過濾器4，去除微生物尸體、懸浮物和膠體物質(zhì)，再經(jīng)保安過濾器5精濾，得凈化海水。試驗(yàn)證明，采用三氯化鐵做混凝劑，同時(shí)后道過濾器采用石英砂過濾器3串聯(lián)活性炭過濾器4，對(duì)海水的除鹽率能達(dá)到40 45%。
預(yù)處理出水送入電吸附系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)脫鹽處理，通過外加直流電源對(duì)陰陽(yáng)電極導(dǎo)電，使電極產(chǎn)生正負(fù)電荷，通過的海水中的離子或帶電粒子分別被帶相反電荷的電極吸附，從而達(dá)到脫鹽的效果。電吸附系統(tǒng)能脫除50%以上的含鹽量，且對(duì)硬度的去除率為60%左右，對(duì)COD的去除率為40%左右。當(dāng)電極吸附達(dá)到飽和后，將直流電源去掉，并將正負(fù)電極短接，使吸附在電極表面的離子重新回到通道中，隨水流排出，濃水隨濃水出水管路15排放收集，電極由此得到再生。電吸附系統(tǒng)采用多個(gè)電吸附模塊8并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，通過控制系統(tǒng)的控制對(duì)電吸附模塊8逐個(gè)進(jìn)行脫附再生，可實(shí)現(xiàn)電吸附再生和運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行，提高了處理效率，達(dá)到連續(xù)運(yùn)行的效果。
電吸附系統(tǒng)出水經(jīng)加藥裝置17加藥后，由高壓泵18送入低壓反滲透組件19，去除97%以上的含鹽量，產(chǎn)水送入產(chǎn)水箱20儲(chǔ)存。
表I海水水質(zhì)和出水水質(zhì)
權(quán)利要求
1.基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:包括預(yù)處理集成系統(tǒng)、電吸附系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)，其中 所述預(yù)處理集成系統(tǒng)包括通過管道依次連接的取水泵、加藥裝置、水力澄清池、石英砂過濾器、活性炭過濾器和保安過濾器； 所述電吸附系統(tǒng)為通過并聯(lián)連接的若干個(gè)電吸附模塊，所述電吸附模塊上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口與保安過濾器相連； 所述反滲透系統(tǒng)包括通過管道依次連接的加藥裝置、高壓泵、RO膜組件和產(chǎn)水箱，所述電吸附模塊的出水口與高壓泵相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述電吸附模塊包括串聯(lián)連接的電極片、左右端板和支撐架組成；所述電極片為成對(duì)的陽(yáng)電極和陰電極，陰陽(yáng)電極通過電極片上的接頭與外接電源連接；所述進(jìn)水口設(shè)在左端板上，所述出水口設(shè)在右端板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述加藥裝置 包括混凝劑加藥裝置和殺菌劑加藥裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述混凝劑為三氯化鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述殺菌劑為液氯、次氯酸鈉或二氧化氯中的一種或者幾種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述保安過濾器內(nèi)裝5 u m的大通量折疊濾芯。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述電極片材料為活性炭、炭氣凝膠、納米碳管中的一種碳電極或者幾種碳電極組合而成的復(fù)合電極片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述電吸附系統(tǒng)還設(shè)有濃水出水管路，所述濃水出水管路上設(shè)有電磁閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，其特征在于:所述RO膜組件所采用的RO膜為低壓普通RO膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于連續(xù)式電吸附工藝的海水淡化裝置，包括預(yù)處理集成系統(tǒng)、電吸附系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)，所述預(yù)處理集成系統(tǒng)包括通過管道依次連接的取水泵、加藥裝置、水力澄清池、石英砂過濾器、活性炭過濾器和保安過濾器；所述電吸附系統(tǒng)為通過并聯(lián)連接的若干個(gè)電吸附模塊，所述電吸附模塊上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口與保安過濾器相連；所述反滲透系統(tǒng)包括通過管道依次連接的加藥裝置、高壓泵、RO膜組件和產(chǎn)水箱，所述電吸附模塊的出水口與高壓泵相連接。本發(fā)明具有成本低、壽命長(zhǎng)、能耗低、占地面積小、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F9/06GK103224307SQ201310158910
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者李 杰, 張麗芬, 陸方, 胡勤陽(yáng), 王松林, 柏峰 申請(qǐng)人:浙江晶泉水處理設(shè)備有限公司