一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)，具體為一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，包括人工水井、多級(jí)過(guò)濾裝置和反滲透過(guò)濾裝置；人工水井靠自身設(shè)備重量浸沒(méi)于海水中，多級(jí)過(guò)濾裝置沉沒(méi)于海水內(nèi)，包括若干過(guò)濾室，每個(gè)過(guò)濾室上都設(shè)有排氣室且各個(gè)排氣室連通，多級(jí)過(guò)濾裝置中的第一個(gè)過(guò)濾室設(shè)置海水進(jìn)水口，最后一個(gè)過(guò)濾室與反滲透過(guò)濾裝置連通，反滲透過(guò)濾裝置中的凈水出口與人工水井連通，反滲透過(guò)濾裝置底部還設(shè)有廢水存儲(chǔ)室，廢水存儲(chǔ)室上設(shè)有廢水出水口。本發(fā)明利用海水深度的靜壓，通過(guò)一系列過(guò)濾裝置，將有壓力的海水施加到反滲透過(guò)濾裝置上進(jìn)行海水淡化處理，其水處理環(huán)節(jié)較之使用水泵加壓處理省去了對(duì)處理后廢水的做功能量損耗，以及廢水的處理過(guò)程。
【專利說(shuō)明】
一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種沉沒(méi)于海洋中的海 水淡化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 海水淡化是解決無(wú)淡水海島和海上鉆井平臺(tái)日常生活生產(chǎn)用水的關(guān)鍵技術(shù)。反滲 透海水淡化則是目前比較成熟應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)，反滲透水處理工藝，一般需要用水栗 將需要處理的水加壓，經(jīng)過(guò)反滲透膜去除水中雜質(zhì)，但是由于其需要額外的能量，如需要將 海水加壓才能讓反滲透裝置正常工作，對(duì)于缺少電力的海島，海水淡化的費(fèi)用相當(dāng)高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供了一種針對(duì)海島或者海上石油鉆井平臺(tái)日常生活和生產(chǎn)用 水的無(wú)動(dòng)力海水淡化系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，包括 人工水井、多級(jí)過(guò)濾裝置和反滲透過(guò)濾裝置;人工水井靠自身設(shè)備重量浸沒(méi)于海水中，人工 水井的井口位于海平面以上，人工水井的底端固定在海底基座上；多級(jí)過(guò)濾裝置沉沒(méi)于海 水內(nèi)，包括依次串聯(lián)的若干過(guò)濾室，各個(gè)過(guò)濾室內(nèi)都設(shè)有過(guò)濾材料，每個(gè)過(guò)濾室上都設(shè)有排 氣室，排氣室通過(guò)排氣管道與大氣連通，多級(jí)過(guò)濾裝置中的第一個(gè)過(guò)濾室設(shè)置海水進(jìn)水口， 最后一個(gè)過(guò)濾室與反滲透過(guò)濾裝置連通，反滲透過(guò)濾裝置中的反滲透集水管凈水出口與人 工水井連通，海水進(jìn)水口截面遠(yuǎn)大于凈水出口截面，反滲透過(guò)濾裝置底部還設(shè)有廢水存儲(chǔ) 室，廢水存儲(chǔ)室上設(shè)有廢水出水口，廢水出水口上安裝有逆止閥門(mén)。
[0005] 上述的一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，反滲透過(guò)濾裝置為多級(jí)反滲透過(guò)濾裝 置，多級(jí)反滲透過(guò)濾裝置可以根據(jù)凈水水質(zhì)需要采用串聯(lián)安裝，在海水靜壓的壓力下過(guò)濾 掉海水中的鹽分，達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，多級(jí)反滲透過(guò)濾裝置還可以根據(jù)對(duì)水量的要求，采用并聯(lián) 安裝，增加凈水流量。
[0006] 上述的一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，多級(jí)過(guò)濾裝置中的第一個(gè)過(guò)濾室上設(shè) 置的海水進(jìn)水口位于過(guò)濾室底部。海水從第一個(gè)過(guò)濾室底部進(jìn)入，并且由于凈水出水口遠(yuǎn) 遠(yuǎn)小于進(jìn)水口截面，其進(jìn)水?dāng)嗝鎻搅骱苄?，基于這兩點(diǎn)，海水中較大顆粒的雜質(zhì)不易附著在 進(jìn)水口上。
[0007] 本發(fā)明利用海水深度的靜壓，通過(guò)一系列過(guò)濾裝置，將有壓力的海水施加到反滲 透過(guò)濾裝置上進(jìn)行海水淡化處理，其水處理環(huán)節(jié)較之使用水栗加壓處理省去了對(duì)處理后廢 水的做功能量損耗(如果需要將處理后的凈水用水栗汲取的話），以及廢水的處理過(guò)程。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明俯視圖。
[0010] 圖3為逆止閥門(mén)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖中：1-人工水井，2-反滲透過(guò)濾裝置，3-第一過(guò)濾室，4-第二過(guò)濾室，5-第三過(guò)濾 室，6-第四過(guò)濾室，7-排氣室，8-排氣口，9-廢水存儲(chǔ)室，10-逆止閥門(mén)，11-反滲透集水管， 12-進(jìn)水口，13-水井基座。
【具體實(shí)施方式】
[0012] -種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，包括人工水井1、四級(jí)過(guò)濾裝置和反滲透過(guò)濾 裝置2;人工水井1靠自身設(shè)備重量浸沒(méi)于海水中，人工水井的井口位于海平面以上，防止浪 涌對(duì)水井中的水二次污染，人工水井1的底端固定在海底基座上，防止浪涌對(duì)井體的擾動(dòng)； 四級(jí)過(guò)濾裝置沉沒(méi)于海水內(nèi)，包括串聯(lián)的第一過(guò)濾室3、第二過(guò)濾室4、第三過(guò)濾室5和第四 過(guò)濾室6，第一過(guò)濾室3、第二過(guò)濾室4、第三過(guò)濾室5和第四過(guò)濾室6內(nèi)都設(shè)有過(guò)濾材料，第一 過(guò)濾室3、第二過(guò)濾室4、第三過(guò)濾室5和第四過(guò)濾室6上都設(shè)有排氣室7,排氣室7通過(guò)排氣管 道與大氣連通，第一過(guò)濾室3設(shè)置海水進(jìn)水口 12，第四過(guò)濾室6與反滲透過(guò)濾裝置2連通，反 滲透過(guò)濾裝置2中的反滲透集水管11凈水出口與人工水井1連通，反滲透過(guò)濾裝置2底部還 設(shè)有廢水存儲(chǔ)室9，廢水存儲(chǔ)室9上設(shè)有廢水出水口，廢水出水口上安裝有逆止閥門(mén)10，人工 水井內(nèi)部壓強(qiáng)接近海平面大氣壓強(qiáng)，水井所處深度依所用反滲透膜工作壓力而定。
[0013] 在同種、連通、靜止的液體中，設(shè)定點(diǎn)的能頭用下式表示，
其中，H。為靜力能頭與大氣壓力能頭之差，相當(dāng)于海平面到指定點(diǎn)的高度;Η為靜力能 頭
3絕對(duì)壓力能頭；Ζ為進(jìn)水口到海平面的高度；Ρχ為相對(duì)壓力， ft: = Φ -? ;Ρ絕對(duì)壓力，pJl平面壓力。
[0014] 海水淡化系統(tǒng)，進(jìn)水口在第一過(guò)濾室，其進(jìn)水面遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反滲透集水管凈水出水面。 設(shè)第一過(guò)濾室進(jìn)水面為Al，進(jìn)水速度為C1，反滲透裝置進(jìn)水面為A2，進(jìn)水速度為C2。在穩(wěn)定液流的 連續(xù)性方程式中，，（其中在同種液體中知=:辦=、繁 表明在穩(wěn)定液流中，通過(guò)各過(guò)流斷面的體積流量相等。當(dāng)龜:紙趣肘，則可近似 認(rèn)為第一、二、三、四過(guò)濾室中液體流速為零，即％ 。根據(jù)液體靜壓力特性，壓力隨液體 深度增加而增大;在同種、連通、靜止的液體中，液體中任一平面的各點(diǎn)壓力相等。所以在本 系統(tǒng)中，反滲透進(jìn)水壓力近似等于第一過(guò)濾室進(jìn)水口壓力。凈水出口連接于人工水井內(nèi)部， 人工水井內(nèi)部壓強(qiáng)約等于海平面壓強(qiáng)(在凈水出口沒(méi)有被凈水淹沒(méi)時(shí)）。因此，反滲透膜所 承受的壓力，可以近似為進(jìn)水口與凈水出水口靜壓之差，此壓差滿足反滲透膜工作壓力，該 海水淡化系統(tǒng)可實(shí)施。
[0015] 如圖1、圖2所示，過(guò)濾裝置由里及外固定反滲透過(guò)濾裝置以及第四到第一環(huán)狀過(guò) 濾室，過(guò)濾裝置中的第一到第四過(guò)濾室串聯(lián)，海水只能從第一級(jí)開(kāi)始，逐級(jí)經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料、 經(jīng)過(guò)隔離濾網(wǎng)到下一級(jí)，人工水井四周?chē)@有六個(gè)反滲透過(guò)濾裝置，六個(gè)反滲透過(guò)濾裝置 并聯(lián)，增加凈水流量。過(guò)濾裝置設(shè)有排氣室，在海水壓力下，過(guò)濾裝置中的殘留空氣經(jīng)過(guò)隔 離網(wǎng)進(jìn)入排氣室，經(jīng)由排氣管排出。
[0016]反滲透過(guò)濾裝置設(shè)有廢水儲(chǔ)存室和廢水排出逆止閥門(mén)。當(dāng)海水淡化系統(tǒng)初始開(kāi)啟 時(shí)，海水壓力大于反滲透裝置內(nèi)部壓力，逆止閥門(mén)在海水壓力下關(guān)閉，防止海水短路直接進(jìn) 入反滲透過(guò)濾裝置。當(dāng)反滲透過(guò)濾裝置開(kāi)始工作，廢水將逐漸充滿廢水儲(chǔ)存室，此時(shí)儲(chǔ)存室 與外部壓力相等，逆止閥門(mén)在重力作用下自動(dòng)開(kāi)啟，廢水在比重大于反滲透過(guò)濾裝置外海 水的情況下自動(dòng)排出。
[0017]反滲透過(guò)濾裝置可以根據(jù)凈水水質(zhì)需要采用串聯(lián)安裝，經(jīng)過(guò)多級(jí)反滲透裝置，在 海水靜壓的壓力下過(guò)濾掉海水中的鹽分，達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。反滲透裝置也可以根據(jù)對(duì)水量的 要求，采用并聯(lián)安裝，增加凈水流量。
[0018] 采用多級(jí)過(guò)濾，根據(jù)所在地海水性質(zhì)添加不同的過(guò)濾材料，經(jīng)過(guò)不同過(guò)濾要求的 隔離濾網(wǎng)將海水逐級(jí)過(guò)濾，減少反滲透膜的污染。
[0019] 海水從第一過(guò)濾室底部進(jìn)入，并且由于凈水出水口遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)水口截面，其進(jìn)水 斷面徑流很小?；谶@兩點(diǎn)，海水中較大顆粒的雜質(zhì)不易附著在進(jìn)水口上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于包括人工水井（1)、多級(jí)過(guò)濾裝置和 反滲透過(guò)濾裝置(2);人工水井（1)靠自身設(shè)備重量浸沒(méi)于海水中，人工水井（1)的井口位于 海平面以上，人工水井（1)的底端固定在海底基座上；多級(jí)過(guò)濾裝置沉沒(méi)于海水內(nèi)，包括依 次串聯(lián)的若干過(guò)濾室，各個(gè)過(guò)濾室內(nèi)都設(shè)有過(guò)濾材料，每個(gè)過(guò)濾室上都設(shè)有排氣室(7)，排 氣室(7)通過(guò)排氣管道與大氣連通，多級(jí)過(guò)濾裝置中的第一個(gè)過(guò)濾室設(shè)置海水進(jìn)水口（12)， 最后一個(gè)過(guò)濾室與反滲透過(guò)濾裝置(2)連通，反滲透過(guò)濾裝置(2)中的反滲透集水管（11)凈 水出口與人工水井（1)連通，反滲透過(guò)濾裝置(2)底部還設(shè)有廢水存儲(chǔ)室（9)，廢水存儲(chǔ)室 (9)上設(shè)有廢水出水口，廢水出水口上安裝有逆止閥門(mén)（10)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于反滲透過(guò)濾 裝置(2)為多級(jí)反滲透過(guò)濾裝置，多級(jí)反滲透過(guò)濾裝置可以根據(jù)凈水水質(zhì)需要采用串聯(lián)安 裝，在海水靜壓的壓力下過(guò)濾掉海水中的鹽分，達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，多級(jí)反滲透過(guò)濾裝置還可以 根據(jù)對(duì)水量的要求，采用并聯(lián)安裝，增加凈水流量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種沉沒(méi)于海洋中的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于多級(jí)過(guò)濾 裝置中的第一個(gè)過(guò)濾室上設(shè)置的海水進(jìn)水口（12)位于過(guò)濾室底部。
【文檔編號(hào)】C02F103/08GK105836911SQ201610386466
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年6月4日
【發(fā)明人】吳曉明, 李王斌, 原建軍
【申請(qǐng)人】山西漳澤電力股份有限公司電力技術(shù)研究中心