一種多膜法海水淡化集成工藝及其設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于海水淡化領域，具體涉及一種多膜法海水淡化集成工藝及其設備。
【背景技術】
[0002] 我國淡水資源人均水量少，時間和地域分布不均。近年來淡水資源的短缺和污染， 已成為制約經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要因素，大力發(fā)展海水淡化技術可有效緩解經(jīng)濟發(fā)展過程中 淡水資源不足的現(xiàn)狀。目前，我國海水淡化研究水平及創(chuàng)新能力、裝備的開發(fā)制造能力、系 統(tǒng)設計和集成等方面與國外存在較大差距，海水淡化的關鍵設備大多依賴進口，造成我國 海水淡化的成本較高、效率低等問題。因此，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的海水淡化新設備，提 高關鍵材料和關鍵設備的質(zhì)量，增強自主建設海水淡化工程的能力是發(fā)展的關鍵。
[0003] 海水淡化主要采用蒸餾法和膜法，其中多效蒸餾法、多級閃蒸法、電滲析法和反滲 透膜法是主流技術。反滲透法與其他水處理方法相比具有脫鹽率高、出水質(zhì)量好、自動化程 度高、運行效果穩(wěn)定、占地面積小、能量消耗少等優(yōu)勢逐步取代熱法海水淡化技術，目前已 占據(jù)中國海水淡化市場60%以上的市場份額，成為目前最主流的海水淡化技術。然而反滲 透技術在解決淡水資源補給問題的同時，暴露出了許多不足之處：①反滲透系統(tǒng)的操作壓 力高達5-8MPa，且海水具有強烈的腐蝕性，栗、閥、管道等部件必須選用耐高壓耐腐蝕的雙 相不銹鋼，但該類產(chǎn)品也幾乎被國外（如：德國）廠商壟斷；②海水淡化反滲透膜被國外公 司壟斷、價格昂貴，且膜壽命一般僅為2-3年，更換頻率較高，使維護成本高昂。針對以上問 題，我們創(chuàng)新性的開發(fā)了一種超濾和電驅(qū)動膜技術為預處理單元，反滲透膜技術為后處理 單元的海水淡化新設備，有效利用反滲透技術和電滲析技術在海水淡化中的優(yōu)勢，同時彌 補了它們各自的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種新的脫鹽率高、產(chǎn)水量大、運行成本低、耐 腐蝕和高效集成化的多膜法海水淡化集成工藝及其設備。
[0005] 本發(fā)明所公開的一種多膜法海水淡化集成工藝，步驟如下：
[0006] (1)海水儲水箱中含鹽量為33850-34900mg/L的海水經(jīng)海水進水栗進入保安過濾 器中，控制海水的上升速度為200-250L/h，停留時間為20-25min，出水濁度不超過0. 1NTU 后進入超濾膜裝置，此時海水中的含鹽量為33000-34000mg/L;
[0007] (2)經(jīng)超濾膜裝置處理，檢測出水處的細菌和大腸桿菌含量；判斷出水水質(zhì)是否 滿足設定的電滲析進水水質(zhì)要求；不滿足設定水質(zhì)要求則重復步驟2,滿足設定水質(zhì)要求 則進行步驟3 ;
[0008] (3)控制第一水栗、第二水栗和第三水栗功率，將第一水箱中處理水的輸出端 分別通入濃水儲箱、淡水儲箱和極水儲箱中，使?jié)馑畠ο?、淡水儲箱和極水儲箱的流量在 60-70L/h；
[0009] (4)調(diào)控整流器的電流密度為25-30mA/cm2,使處理水經(jīng)過電驅(qū)動膜裝置處理后， 再次進入淡水儲箱，控制淡水儲箱的出水含鹽量在lOOOOmg/L以內(nèi)后進入反滲透裝置；
[0010] (5)反滲透裝置進水水量控制在60-70L/h，控制出水處的含鹽量在400mg/L以內(nèi)， 通入飲水箱內(nèi)，通過外置飲水龍頭控制流放使用。
[0011] 優(yōu)選方案如下：
[0012] 步驟（4)的脫鹽率為69. 7-80 %。
[0013] 步驟（5)的脫鹽率為96-99 %。
[0014] -種多膜法海水淡化集成工藝所采用的設備，該設備包括海水儲水箱，海水儲水 箱的輸出端依次連接有海水進水栗、保安過濾器、超濾膜裝置、反洗水栗和第一水箱；超濾 膜裝置的輸出端將多余處理過的濃水排放；所述第一水箱設置有三路輸出端，第一輸出端 依次連接有第一水栗、濃水儲箱和濃水循環(huán)栗；濃水儲箱的輸出端直接排出處理過的濃水； 第二輸出端依次連接有第二水栗、淡水儲箱和淡水循環(huán)栗；第三輸出端依次連接有第三水 栗、極水儲箱和極水進水栗；所述濃水循環(huán)栗、淡水循環(huán)栗和極水進水栗的輸出端與整流器 控制的電驅(qū)動膜裝置相連；電驅(qū)動膜裝置的輸出端將濃水回流至濃水儲箱，將淡水回流至 淡水儲箱，將處理過的極水直接排出；所述淡水輸出端依次通過電導率儀、流量計和壓力傳 感器與第二水箱相連，第二水箱的輸出端與加藥罐、高壓栗、壓力傳感器、流量計、電導率儀 和反滲透裝置相連；所述反滲透裝置的反沖洗回路連接有流量計、清洗箱和清洗栗，所述反 滲透裝置的輸出端與飲水箱相連，飲水箱外端設置有飲水龍頭。
[0015] 優(yōu)選方案如下：
[0016] 超濾膜裝置的超濾膜為聚偏氟乙烯材質(zhì)，表面聚合抗污染層，超濾膜孔徑為 0. 01μm〇
[0017] 反滲透裝置中使用壓力為218-362Psi，脫鹽率為99. 6%的低壓反滲透膜。
[0018] 設備管路上設置有電磁閥。
[0019] 設備采用PLC控制。
[0020] 工作原理：海水儲水箱中的海水經(jīng)海水進水栗進入超濾膜裝置，超濾膜采用材料 為聚偏氟乙烯的高抗污染超濾膜，可有效防止細菌、微生物的滯留滋生，并能夠截留海水中 的懸浮物、藻類和有害細菌等。經(jīng)超濾膜裝置后匯入第一水箱，在第一水栗、第二水栗的作 用下進入電驅(qū)動膜裝置，該膜在分離過程中無相變，經(jīng)濟效益顯著。電滲析系統(tǒng)形成的淡水 通過淡水儲箱進入反滲透裝置，淡水在高壓栗作用下透過反滲透膜，進一步去除水中微生 物，從而達到飲用水標準。
[0021] 其中，超濾膜采用材質(zhì)為聚偏氟乙烯的高抗污染膜，可有效防止細菌、微生物的 滯留滋生，并能夠截留海水中的懸浮物、藻類和有害細菌等。膜的水透過系數(shù)多115L/ m2 ·h· 0.IMPa，具有較高的水通量，具有良好的斷裂強度和斷裂伸長，使用過程中不易出現(xiàn) 斷絲現(xiàn)象，具有良好的耐酸堿、耐有機溶劑、耐油脂、耐光老化等性能，因此可以使用多種方 法反復清洗，以除去污染物，恢復膜通量，延長使用壽命。本發(fā)明采用的電驅(qū)動膜是均相離 子交換膜，產(chǎn)水率和脫鹽率穩(wěn)定，頻繁倒極電滲析系統(tǒng)還具有自動化程度高，經(jīng)濟效益顯著 等特點。
[0022] 本發(fā)明的優(yōu)點：可有效降低海水濁度，防止細菌、藻類等微生物的生長，達到生物、 化學穩(wěn)定，具有脫鹽率高、產(chǎn)水量大、運行成本低、能量消耗低、占地空間小、高效集成化等 特點，便于工業(yè)上的推廣應用。
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024] 圖1為本發(fā)明設備的結構示意圖；
[0025] 圖中，1、海水儲水箱，2、海水進水栗，3、保安過濾器，4、超濾膜裝置，5、反洗水栗， 6、第一水箱，7、第一水栗，8、第二水栗，9、第三水栗，10、濃水儲箱，11、淡水儲箱，12、極水儲 箱，13、濃水循環(huán)栗，14、淡水循環(huán)栗，15、極水進水栗，16、整流器，17、電驅(qū)動膜裝置，18、第 二水箱，19、加藥罐，20、高壓栗，21、反滲透裝置，22、清洗栗，23、清洗箱，24、飲水箱，25、飲 水龍頭，A、濃水排放，B、極水排放。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細的描述，但本發(fā)明并不局限于具體的實施 例。
[0027] 實施例1 :
[0028] 一種多膜法海水淡化集成工藝，采用如下步驟：
[0029] (1)海水儲水箱1中含鹽量為33850mg/L的海水經(jīng)海水進水栗2進入保安過濾器 3中，控制海水的上升速度為250L/h，停留時間為20min，出水濁度不超過0. 1NTU后進入超 濾膜裝置4,此時海水中的含鹽量為33000mg/L;
[0030] (2)經(jīng)超濾膜裝置4處理，檢測出水處的細菌和大腸桿菌含量；判斷出水水質(zhì)是否 滿足設定的電滲析進水水質(zhì)要求；不滿足設定水質(zhì)要求則重復步驟2,滿足設定水質(zhì)要求 則進行步驟3 ;
[0031] (3)控制第一水栗7、第二水栗8和第三水栗9功率，將第一水箱6中處理水的輸 出端分別通入濃水儲箱10、淡水儲箱11和極水儲箱12中，使?jié)馑畠ο?0、淡水儲箱11和 極水儲箱12的流量在60L/h;
[0032] (4)調(diào)控整流器16的電流密度為30mA/cm2,使處理水經(jīng)過電驅(qū)動膜裝置17處理 后，再次進入淡水儲箱11，控制淡水儲箱11的出水含鹽量在l〇〇〇〇mg/L以內(nèi)后進入反滲透 裝置21 ;步驟（4)的脫鹽率為69. 7%。
[0033] (5)反滲透裝置21進水水量控制在70L/h，控制出水處的含鹽量在400mg/L以內(nèi)， 通入飲水箱24內(nèi)，通過外置飲水龍頭25控制流放使用。步驟（5)的脫鹽率為96%。
[0034] 其中，設備的總體能耗為6. 5kwh/t7K，檢測海水水質(zhì)如下表所示：
[0035] 表1海水處理統(tǒng)計表
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