海水淡化的預處理方法及其裝置的製作方法
2023-05-13 11:48:01
專利名稱：海水淡化的預處理方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於海水淡化技術領域，特別涉及一種採用反滲透對海水進行淡化處理時的預處理方法及使用該方法所對應的裝置。
背景技術：
水是人類賴以生存的基礎。在地球上，94％的水為海水，只有6％的水為淡水，因此可供人類使用的淡水資源很有限。隨著社會的發展，淡水資源的短缺逐漸顯現出來。很多地區特別是大城市、海島等缺水現象十分嚴重。現在，人們認識到向海洋索取水、對海水進行淡化處理，是人類解決淡水短缺的最終途徑。
海水淡化技術的發展已有數十年了，技術也發生了巨大的變化。目前使用較多的技術為反滲透膜技術、多級閃蒸技術、電滲析技術等。在這些技術中，反滲透膜技術是一種比較先進的技術，是海水淡化的發展趨勢。反滲透技術是一種依靠壓力進行鹽水和淡水分離的過程，基本原理如下鹽水與淡水之間存在著滲透壓，通常情況下淡水自發的透過滲透膜進入鹽水側，這稱之為滲透；反滲透則是在鹽水側施加操作壓力以克服自然滲透壓，當操作壓力高於自然滲透壓時，鹽水中的水分子反向透過滲透膜，成為淡水側的淨化水。反滲透膜只允許溶劑分子透過(即水分子)而不允許溶質分子透過(即鹽類分子)，所以可以通過反滲透將海水淡化。
在海水反滲透過程中，膜表面必須保持清潔乾淨。如果膜表面有雜質、微生物或者鹽的沉積，會使膜失效，反滲透過程無法進行，反滲透膜的使用壽命也就縮短了。因此，在海水反滲透過程之前，對海水進行預處理是十分重要的。
中國專利02159052提供了一種「海水淡化中陶瓷膜預處理方法」，該方法是在常溫下，將海水加壓，直接進入陶瓷膜組成的微濾單元，使海水中的懸浮物和沉澱物被截留在膜的進料一側，而從該單元流出的透過液即可滿足反滲透膜的要求。該方法有許多優點，如動力消耗低、能夠滿足反滲透膜的要求、無需加化學品，但存在的不足之處在於該方法所使用的陶瓷膜的價格較高，增加了預處理工藝的成本；同時，由於海水透過陶瓷膜的速度很慢，在實際使用過程中工作效率較低。
發明內容
本發明的目的是針對現有的海水淡化技術所存在的上述問題，提供一種海水淡化的預處理方法，使得該方法具有較強的實用性，較低的使用成本，實際的可操作性強的特點。
本發明的另一目的是根據所提供的海水淡化的預處理方法所設計的海水淡化的預處理裝置，使該裝置具有過濾效率高、結構合理、使用時消耗的成本低的特點。
本發明的海水淡化的預處理方法包括以下步驟(1)、混合反應將海水引入混合反應區，在海水進入混合反應區之前投加消毒劑與絮凝劑，並使海水在混合反應區與絮凝劑進行混合反應；(2)、固液分離混合反應後的海水通過沉澱，使固體顆粒與液體分離；(3)、過濾固液分離後的海水進行過濾，過濾後流出的透過液即可進行海水淡化處理。
在上述的混合反應步驟中，消毒劑是用於殺死海水中的微生物與有機物。
在上述的海水淡化的預處理方法中，所述的消毒劑為次氯酸鈉。
在上述的海水淡化的預處理方法中，所述的消毒劑為氯氣。
在上述的海水淡化的預處理方法中，所述的消毒劑為二氧化氯。
在上述的海水淡化的預處理方法中，所述的絮凝劑為聚合氯化鋁、鹼式氯化鋁、三氯化鐵或硫酸鋁中的一種。
本發明提供的海水淡化的預處理裝置包括一個殼體，在殼體內有反應區、沉澱區和過濾區，在殼體的側部接有進水管和出水管，在進水管上分接加藥管，海水由進水管進入殼體內，依次通過反應區、沉澱區和過濾區後，從出水管中流出。
在上述的海水淡化的預處理裝置中，所述的反應區中設有填料。
在上述的海水淡化的預處理裝置中，所述的沉澱區中設有斜管。
在上述的海水淡化的預處理裝置中，所述的過濾區中設有過濾裝置。
在實際使用時，本裝置中的進水管入水端處於庫區的海水中，且設有水泵。通過水泵將海水抽入混合反應區。出水管中流出的海水流入清水池中。
通過本裝置的處理，可以降低海水的濁度與色度。
在本發明中，通過加入絮凝劑，促使海水中的固體顆粒沉澱，以便於過濾，因此其過濾效率高；採用本裝置對海水進行預處理過程中，主要消耗消毒劑和絮凝劑，其設備不易損壞，預處理的成本很低；同時，裝置可以製成一體，適合於工業化生產，具有較高的實用價值。
附圖是本發明提供的海水淡化的預處理裝置的結構示意圖。
圖中，1、殼體；2、進水管；3、加藥管；4、反應區；41、填料；5、沉澱區；51、斜管；6、過濾區；7、出水管；8、水泵；9、清水池。
具體實施例方式
本實施例中所應用的海水為沿海淺海水系，又名亞海水。亞海水的水體濁度與色度較高，因此在採用反滲透膜處理脫鹽時，需先把庫區水的濁度與色度降低，防止堵塞反滲透膜，造成膜的頻繁更換而影響亞海水淡化的正常運行。基於此因，本發明所提供的海水淡化的預處理方法及其裝置尤為重要。
本實施例中海水淡化的預處理方法為首先是混合反應用進水管2連接在庫區與殼體1之間，通過水泵8加壓將庫區內的海水抽入殼體1內的混合反應區4中。同時，在海水中加入次氯酸鈉和聚合氯化鋁，使它們與海水進行混合反應。這裡，次氯酸鈉是消毒劑，起到消毒作用。聚合氯化鋁是絮凝劑，在與海水的混合過程中，聚合氯化鋁帶有正電荷，與帶有負電荷的固體顆粒吸合在一起，形成絮凝混合反應。然後是固液分離海水通過沉澱區5，使海水中經絮凝後的固體顆粒或者雜質沉澱。最後是過濾沉澱的絮凝物經過濾區6後被滯留下來，過濾後流出的透過液再流入清水池9中，用於進行海水淡化的反滲透處理。
如圖所示，根據上述的方法所設計的海水淡化的預處理裝置包括殼體1和殼體1上的進水管2、出水管7等。水泵8放置於庫區的海水中，進水管2接於水泵8與殼體1之間。在進水管2上還分接一根加藥管3。次氯酸鈉和聚合氯化鋁等藥料從加藥管3中加入海水中，並與海水一起進入殼體1內。
本實施例中，聚合氯化鋁的加入量為40mg/L。消毒劑次氯酸鈉的加入量為2～3mg/L。上述的加入量應根據水源水質的不同而作相應的調節。
在殼體1內分成三個區域反應區4、沉澱區5和過濾區6。本實施例中，反應區4中設置填料41，以利於混合反應的進行。在反應區4內，次氯酸鈉和聚合氯化鋁與海水進行充分混合，使聚合氯化鋁與固體顆粒絮凝在一起，然後進入沉澱區5中。在沉澱區5中裝有斜管51，通過斜管51增大接觸面積，有利於絮凝物的沉澱。最後，海水進入過濾區6中。在本實施例中，過濾區6中有濾板，濾板中裝有濾頭，在濾板的上部鋪設石英砂。在海水通過石英砂的過程中，海水中的膠體顆粒會被滯留下來。最後海水通過濾板中的濾頭向外流出，流出的透過液通過出水管7流入清水池9中。這樣，就完成了整個海水的預處理過程。
在本實施例中，所取的庫區源水的各項檢驗指標見表I表I
注括號內的數據為國標數據。
經過上述的預處理裝置後流入清水池9中的清水的各項檢驗指標見表II表II
顯然，通過本裝置的處理後，海水的濁度與色度大大降低了。
權利要求
1.一種海水淡化的預處理方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)、混合反應將海水引入混合反應區，在海水進入混合反應區之前投加消毒劑與絮凝劑，並使海水在混合反應區與絮凝劑進行混合反應；(2)、固液分離混合反應後的海水通過沉澱，使固體顆粒與液體分離；(3)、過濾固液分離後的海水進行過濾，過濾後流出的透過液即可進行海水淡化處理。
2.根據權利要求1所述的海水淡化的預處理方法，其特徵在於，所述的消毒劑為次氯酸鈉。
3.根據權利要求1所述的海水淡化的預處理方法，其特徵在於，所述的消毒劑為氯氣。
4.根據權利要求1所述的海水淡化的預處理方法，其特徵在於，所述的消毒劑為二氧化氯。
5.根據權利要求1所述的海水淡化的預處理方法，其特徵在於，所述的絮凝劑為聚合氯化鋁、鹼式氯化鋁、三氯化鐵或硫酸鋁中的一種。
6.一種按權利要求1至5所述方法設計的海水淡化的預處理裝置，其特徵在於，該裝置包括一個殼體(1)，在殼體(1)內有反應區(4)、沉澱區(5)和過濾區(6)，在殼體(1)的側部接有進水管(2)和出水管(7)，在進水管(2)上分接加藥管(3)，海水由進水管(2)進入殼體(1)內，依次通過反應區(4)、沉澱區(5)和過濾區(6)後，從出水管(7)中流出。
7.根據權利要求6所述的海水淡化的預處理裝置，其特徵在於，所述的反應區(4)中設有填料(41)。
8.根據權利要求6所述的海水淡化的預處理裝置，其特徵在於，所述的沉澱區(5)中設有斜管(51)。
9.根據權利要求6所述的海水淡化的預處理裝置，其特徵在於，所述的過濾區(6)中設有過濾裝置。
全文摘要
本發明公開了一種海水淡化的預處理方法及其裝置，它屬於海水淡化技術領域。本海水淡化的預處理方法包括混合反應、固液分離和過濾三個步驟。本海水淡化的預處理裝置包括一個殼體，在殼體內有反應區、沉澱區和過濾區，在殼體的側部接有進水管和出水管，在進水管上分接加藥管，海水由進水管進入殼體內，依次通過反應區、沉澱區和過濾區後，從出水管中流出。本發明具有過濾效率高、預處理的成本很低、裝置可以製成一體等特點，適合於工業化生產，具有較高的實用價值。
文檔編號C02F1/52GK1673100SQ20051002463
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月25日 優先權日2005年3月25日
發明者池萬清, 何文章, 池方建 申請人:池萬清, 顏幫青, 沈傳明