放置于深海的反滲透海水淡化的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)，它包括淡水收集箱、多根反滲透膜管、濾網(wǎng)、防護(hù)籠、抗壓罩、多條彈簧、防傾倒機(jī)構(gòu)。所述的多根反滲透膜管安裝在淡水收集箱頂部，濾網(wǎng)圍繞多根反滲透膜管布置，防護(hù)籠和抗壓罩罩在濾網(wǎng)外。由于深層海水經(jīng)濾網(wǎng)過濾后到達(dá)反滲透膜管的膜表面，海水中的水分子在海水勢能的作用下透過反滲透膜到達(dá)空心圓管外壁面，淡水通過空心圓管壁面的微孔進(jìn)入空心圓管的內(nèi)腔，并依靠重力作用流到淡水收集箱內(nèi)，最后從淡水出口管道被抽取到陸地上，并維持淡水收集箱內(nèi)處于一定的水位。本發(fā)明具有能耗低、淡水價值高、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單緊湊、整體性能好，對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，適合布置在環(huán)境復(fù)雜的深海中，可被廣泛應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域。
【專利說明】放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海水淡化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前海水淡化方法主要是熱法(多效蒸發(fā)、多級閃蒸、壓汽蒸餾)和膜法(反滲透、電滲析)。由于熱法脫鹽是相變過程，一般需要加熱，能耗相對較高，而反滲透法工藝過程簡單，能耗較低，因此近年來反滲透法得到了較快的發(fā)展和較廣泛的應(yīng)用。雖然目前反滲透裝置的應(yīng)用已逐漸成熟，但仍存在以下幾個方面的難題:一是目前反滲透裝置的進(jìn)水取自海洋表面的海水，而世界各大海域的表層海水正日益受到各種化學(xué)化合物以及環(huán)境激素的污染，進(jìn)料海水中含有懸浮物、有機(jī)物、微生物等雜質(zhì)，不僅要求進(jìn)行混凝、澄清、過濾、消毒等復(fù)雜的預(yù)處理工藝，而且容易造成膜污染和能耗增加，更不可忽視的是目前反滲透裝置制取的淡水的出水品質(zhì)較差，容易達(dá)不到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)；二是反滲透裝置的水回收率仍然較低，剩余濃鹽水的排放將對海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生難以估量的影響。針對上述的問題，可以考慮用深層海水作為反滲透裝置的進(jìn)料海水。深層海水是指水深200m以下，陽光照射不到、不受大氣與環(huán)境互動影響的海水，它作為可再生且清潔的新能源，正日益受到人們的關(guān)注。深層海水具有以下幾個特點(diǎn):水質(zhì)無菌潔凈，具有低溫、富含礦物質(zhì)等特性。由于深層海水無菌、富有人類健康所需的高級營養(yǎng)物，因此比陸地凈水和表層海水的淡化水更為潔凈和珍貴，而用深層海水制取的淡化水作為飲用水更具有很高的市場價值和經(jīng)濟(jì)效益。但是若直接用泵抽取深層海水作為陸地上的反滲透裝置的進(jìn)料海水，不僅反滲透裝置的能耗將大幅度增加，而且同樣面臨濃鹽水排放的問題。綜合上述分析，若能夠運(yùn)用獨(dú)特設(shè)計的反滲透裝置布置在深海中完成深層 海水淡化工藝并收集淡水于密閉容器中，再通過泵抽取淡水到陸地上，這樣不僅反滲透裝置能耗降低，而且不涉及到濃鹽水的排放問題，將有效解決上述面臨的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、整體性能好的放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過下述的技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明是一種放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)，它包括淡水收集箱、多根反滲透膜管、濾網(wǎng)、防護(hù)籠、抗壓罩、多條彈簧、防傾倒機(jī)構(gòu)；所述的淡水收集箱是置于反滲透海水淡化機(jī)底部由鈦金屬制成的密閉壓力容器，淡水收集箱的頂部平面開設(shè)多個圓孔，底部側(cè)壁設(shè)有淡水出口管道；所述的反滲透膜管包括空心圓管和反滲透膜，空心圓管的壁面上布滿與管內(nèi)外側(cè)相通的微孔，空心圓管的頂端封閉、底端敞口，空心圓管的底部端緣與淡水收集箱頂部平面的圓孔端緣相連接，反滲透膜緊密包裹在空心圓管的外側(cè)壁面上；所述的濾網(wǎng)完全圍住多根反滲透膜管，濾網(wǎng)的下端緣延伸至淡水收集箱的頂部外側(cè)壁面，濾網(wǎng)的上端緣延伸至抗壓罩的內(nèi)側(cè)壁面；所述的防護(hù)籠是由鋼筋焊接網(wǎng)格圍成的圓柱形鐵籠，防護(hù)籠的下端緣與淡水收集箱頂部平面的邊緣相連接；所述的抗壓罩是由鈦金屬制成的空心半球形保護(hù)罩，抗壓罩的端緣與防護(hù)籠的上端緣相連接，抗壓罩的內(nèi)側(cè)壁面固定安裝一塊圓形平板；所述的多條彈簧的底端與反滲透膜管的頂端相頂靠，彈簧的頂端與抗壓罩內(nèi)側(cè)的圓形平板相頂靠；所述的防傾倒機(jī)構(gòu)包括底座和多根防傾桿，底座是由鋼筋制成的蛛網(wǎng)狀框架，底座固定安裝在淡水收集箱的底部，多根防傾桿是由可扭轉(zhuǎn)彈簧鋼制成的支桿，多根防傾桿的下端與底座的邊緣相連接，多根防傾桿的上端與抗壓罩的端緣相連接。
[0005]采用上述方案后，本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
一、能耗低。本發(fā)明的反滲透海水淡化機(jī)利用海水的勢能制取淡水，不需要用高壓泵對全部進(jìn)料海水進(jìn)行加壓制取淡水，僅需提供抽取淡水的動力消耗，能耗大為降低，是一種新的反滲透海水淡化技術(shù)。該反滲透海水淡化機(jī)可以和海洋熱能的熱力循環(huán)相結(jié)合，通過熱力循環(huán)的冷卻水泵抽取淡水，則綜合能耗將進(jìn)一步降低。
[0006]二、淡水價值高。本發(fā)明由深層海水制取的淡水具有無菌潔凈，富有人類健康所需營養(yǎng)物的特點(diǎn)，比陸地凈水和表層海水制取的淡化水更具經(jīng)濟(jì)價值。
[0007]三、對環(huán)境友好。本發(fā)明的反滲透海水淡化機(jī)不占用場地，更重要的是不涉及濃鹽水的排放問題，因此對陸地人居環(huán)境和海洋生態(tài)環(huán)境都不產(chǎn)生影響。
[0008]四、結(jié)構(gòu)簡單緊湊。本發(fā)明的反滲透海水淡化機(jī)不需要復(fù)雜的預(yù)處理工藝，不需要布置管道、閥門及附件；反滲透膜管結(jié)構(gòu)簡單，不需要裝配外殼，減少金屬消耗量；反滲透膜管之間布置緊湊，單位體積內(nèi)有效膜面積的比率較高，有利于減少設(shè)備尺寸和重量，同時膜表面的海水濃度基本不變，容易控制濃差極化現(xiàn)象。
[0009]四、整體性能好。本發(fā)明的反滲透海水淡化機(jī)是單個設(shè)備，而且不涉及傳動機(jī)構(gòu)、鉸接機(jī)構(gòu)及管道連接方式，同時具有抗重壓、防碰撞、防傾倒等保護(hù)措施，因此該反滲透海水淡化機(jī)整體性能好，適合布`置在深海的惡劣環(huán)境中。
[0010]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:能耗低、淡水價值高、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單緊湊、整體性能好，對環(huán)境友好，適合布置在深海中，可被廣泛應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域。
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的軸測圖；
圖3是本發(fā)明反滲透膜管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明去掉抗壓罩后的軸測圖；
圖5是本發(fā)明的俯視圖；
圖6是本發(fā)明的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本發(fā)明是一種放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)，它包括淡水收集箱
1、多根反滲透膜管2、濾網(wǎng)3、防護(hù)籠4、抗壓罩5、多條彈簧6、防傾倒機(jī)構(gòu)7。
[0014]所述的淡水收集箱I是置于反滲透海水淡化機(jī)底部由鈦金屬制成的密閉壓力容器，淡水收集箱I的頂部平面開設(shè)多個圓孔11 (如圖5所示)，底部側(cè)壁設(shè)有淡水出口管道12。
[0015]結(jié)合圖3所示，所述的反滲透膜管2包括空心圓管21和反滲透膜22，空心圓管21的壁面上布滿與管內(nèi)外側(cè)相通的微孔211，空心圓管21的頂端212封閉、底端213敞口，空心圓管21的底部端緣與淡水收集箱I頂部平面的圓孔11端緣相連接，使得空心圓管21與淡水收集箱I連通，反滲透膜22緊密包裹在空心圓管21的外側(cè)壁面上。所述的濾網(wǎng)3完全圍住多根反滲透膜管2 (如圖4所示)，濾網(wǎng)3的下端緣延伸至淡水收集箱I的頂部平面且與淡水收集箱I的頂部外側(cè)壁面連接，濾網(wǎng)3的上端緣延伸至抗壓罩5的內(nèi)側(cè)壁面。
[0016]結(jié)合圖4、圖5所示，所述的防護(hù)籠4是由鋼筋焊接網(wǎng)格圍成的圓柱形鐵籠，防護(hù)籠4的下端緣與淡水收集箱I頂部平面的邊緣相連接。所述的抗壓罩5是由鈦金屬制成的空心半球形保護(hù)罩，抗壓罩5的下端緣與防護(hù)籠4的上端緣相連接，抗壓罩5的內(nèi)側(cè)壁面固定安裝一塊圓形平板51,抗壓罩5與防護(hù)籠4連接后形成一個罩殼而罩在濾網(wǎng)3及濾網(wǎng)3內(nèi)的多根反滲透膜管2外，起到保護(hù)濾網(wǎng)3及濾網(wǎng)3內(nèi)的多根反滲透膜管2的作用。所述的多條彈簧6的底端與反滲透膜管2的頂端212相頂靠，彈簧6的頂端與抗壓罩5內(nèi)側(cè)的圓形平板51相頂靠。所述的防傾倒機(jī)構(gòu)7呈上小下大的圓錐狀，它包括底座71和多根防傾桿72，底座71是由鋼筋制成的蛛網(wǎng)狀框架，底座71固定安裝在淡水收集箱I的底部，多根防傾桿72是由可扭轉(zhuǎn)彈簧鋼制成的支桿，多根防傾桿72的下端分別與底座71的邊緣相連接，多根防傾桿72的上端向內(nèi)傾斜向上與抗壓罩5的端緣相連接。
[0017]如圖3、圖6所示，本發(fā)明的工作原理如下:
本發(fā)明反滲透海水淡化機(jī)布置在海平面以下300~600m之間。深層海水經(jīng)濾網(wǎng)3過濾后到達(dá)反滲透膜管2的膜表面，海水中的水分子在海水勢能的作用下透過反滲透膜22到達(dá)空心圓管2 1外壁面，淡水通過空心圓管21壁面的微孔211進(jìn)入空心圓管21的內(nèi)腔，并依靠重力作用流到淡水收集箱I內(nèi)，最后從淡水出口管道12被抽取到陸地上，并維持淡水收集箱處于一定的水位。
[0018]以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)，其特征在于:它包括淡水收集箱、多根反滲透膜管、濾網(wǎng)、防護(hù)籠、抗壓罩、多條彈簧；所述的淡水收集箱是置于反滲透海水淡化機(jī)底部由鈦金屬制成的密閉壓力容器，淡水收集箱的頂部平面開設(shè)多個圓孔，底部側(cè)壁設(shè)有淡水出口管道；所述的反滲透膜管包括空心圓管和反滲透膜，空心圓管的壁面上布滿與管內(nèi)外側(cè)相通的微孔，空心圓管的頂端封閉、底端敞口，空心圓管的底部端緣與淡水收集箱頂部平面的圓孔端緣相連接，反滲透膜緊密包裹在空心圓管的外側(cè)壁面上；所述的濾網(wǎng)完全圍住多根反滲透膜管，濾網(wǎng)的下端緣延伸至淡水收集箱的頂部外側(cè)壁面，濾網(wǎng)的上端緣延伸至抗壓罩的內(nèi)側(cè)壁面；所述的防護(hù)籠是由鋼筋焊接網(wǎng)格圍成的圓柱形鐵籠，防護(hù)籠的下端緣與淡水收集箱頂部平面的邊緣相連接；所述的抗壓罩是由鈦金屬制成的空心半球形保護(hù)罩，抗壓罩的下端緣與防護(hù)籠的上端緣相連接，抗壓罩的內(nèi)側(cè)壁面固定安裝一塊圓形平板；所述的多條彈簧的底端與反滲透膜管的頂端相頂靠，彈簧的頂端與抗壓罩內(nèi)側(cè)的圓形平板相頂靠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放置于深海的反滲透海水淡化機(jī)，其特征在于:它還包括一防傾倒機(jī)構(gòu)，該防傾倒機(jī)構(gòu)包括底座和多根防傾桿，底座是由鋼筋制成的蛛網(wǎng)狀框架，底座固定安裝在淡水收集箱的底部，多根防傾桿是由可扭轉(zhuǎn)彈簧鋼制成的支桿，多根防傾桿的下端與底座的邊緣相連接 ，多根防傾桿的上端與抗壓罩的端緣相連接。
【文檔編號】C02F103/08GK103771606SQ201410055995
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】陳志強(qiáng), 何宏舟, 蔣俊堯, 林思洋, 張亮 申請人:集美大學(xué)