一種水深壓力反滲透海水淡化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及一種利用水深壓力對海水進(jìn)行反滲透處理制取淡水的海水淡化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源危機(jī)，我國甚至采取南水北調(diào)工程來調(diào)水，而且我國的海洋戰(zhàn)略也需要海水淡化技術(shù)為沿海地區(qū)以及南海島礁地區(qū)提供淡水，海水淡化工業(yè)前景十分廣闊。另外，能源危機(jī)，而目前以反滲透技術(shù)占主導(dǎo)的海水淡化工業(yè)，雖然在全球應(yīng)用廣泛，但是電能消耗非常大，增設(shè)的能量回收裝置也使得設(shè)備復(fù)雜化，并且海水淡化設(shè)備的維護(hù)和反滲透膜的清洗困難都帶來成本高企。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述存在問題，本技術(shù)提供一種水深壓力反滲透海水淡化系統(tǒng)，簡單高效，低能耗，低成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案:該系統(tǒng)由鹵水井、淡水井、鹵水管、淡水管、反滲透室、分水管、閥門控制室、反滲透組件、進(jìn)水管、柱狀水槽、海水池、海水管、淡水出水管、鹵水出水管、鹵水抽水栗、淡水抽水栗、海水抽水栗組成。
[0004]其中，柱狀水槽是一個(gè)位于地下有一定深度的柱狀的水槽。柱狀水槽的深度決定其深處水壓的大小，大約深度每增加10m，就會增加相當(dāng)于一個(gè)大氣壓的壓力，用戶可根據(jù)自身需要的反滲透壓大小來決定柱狀水槽的深度。柱狀水槽與海水池通過海水池上的水閘門相連通，打開水閘門，海水池中的海水就會流入到柱狀水槽中。反滲透室和閥門控制室都是地下室，密閉設(shè)計(jì)，處于地下與柱狀水槽的底部在一個(gè)水平或者低于柱狀水槽底部的水平。其中閥門控制室與柱狀水槽通過進(jìn)水管相連通。反滲透室的一端經(jīng)由分水管與閥門控制室連通，另一端經(jīng)由鹵水管與鹵水井相連通。反滲透室內(nèi)放置反滲透組件，反滲透組件的內(nèi)部容器與淡水井通過淡水管相連通。鹵水井和淡水井均設(shè)有抽水栗，可將鹵水和淡水抽出。淡水井底部的位置要低于反滲透室的位置。海水池設(shè)有海水抽水栗，可將前期經(jīng)過沉淀過濾處理過的海水抽入到海水池中。
[0005]所述的反滲透組件由內(nèi)部容器和反滲透膜板組成。其中，內(nèi)部容器由不銹鋼材料制成，內(nèi)部中空，四壁布滿通透的小孔，以用于淡水通過并進(jìn)入到內(nèi)部容器中。內(nèi)部容器內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)支架，用于防止外力或水壓將內(nèi)部容器壓變形。內(nèi)部容器外表面設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)用于放置反滲透膜板的凹槽。反滲透膜板安設(shè)在內(nèi)部容器外表面的凹槽內(nèi)。反滲透膜板為多片反滲透膜片組成，每一片反滲透膜片由帶孔不銹鋼板和反滲透膜組成，裝在一個(gè)框架內(nèi)。其中的反滲透膜為單層膜或少量幾層膜組成，以方便清洗單個(gè)反滲透膜片時(shí)容易一些，否則由于反滲透膜層數(shù)太多而導(dǎo)致清洗太困難。這樣一來，清洗模塊化的反滲透膜片上的污垢和雜質(zhì)就會很容易，反滲透膜片的使用壽命也會增加。
[0006]所述的閥門控制室，為一個(gè)地下室，密閉設(shè)計(jì)。所有的管道均通經(jīng)閥門控制室并設(shè)有閥門于閥門控制室內(nèi)，便于控制閥門的開通或閉合。閥門控制室內(nèi)有檢修井通往地面，用于管理人員和維護(hù)人員通過。檢修井中安設(shè)有管路和抽水栗，用于檢修反滲透室內(nèi)設(shè)備時(shí)，抽走反滲透室內(nèi)的海水。檢修井與通往地下其它各設(shè)施的檢修通道相連通，用于管理人員和維護(hù)人員去往各設(shè)施地點(diǎn)檢修維護(hù)。
[0007]所述的反滲透室，為一個(gè)地下室，密閉設(shè)計(jì)。反滲透室一側(cè)的上部有分水管的開口，另一側(cè)的下部有鹵水管的開口。反滲透室內(nèi)被塑料板分隔成多個(gè)如同屏風(fēng)一樣的有四壁的隔間，每個(gè)隔間的頂部和底部均為開放狀態(tài)，每個(gè)隔間內(nèi)部均擺放有用于分層放置反滲透組件的塑料架。這樣，海水從每個(gè)隔間的上部流入，從隔間下部流出。
[0008]當(dāng)今世界上的反滲透技術(shù)采用的是向海水施加壓力使海水中的淡水通過反滲透膜壓入到淡水收集容器里，這就導(dǎo)致輸入的海水全部被施加壓力而需要消耗大量電能，而我們想要獲取的只是淡水。如果只對我們從海水中獲取的淡水消耗電能，那就將使得電能的消耗大大降低，而那些消耗在不需要的濃海水上面的電能就節(jié)省下來?；诖?，本技術(shù)利用在水中隨著深度的增加壓力也隨之增加的現(xiàn)象，在陸地上設(shè)置一定深度的容水設(shè)施，在其中放置反滲透裝置，利用水深壓力將海水中的淡水壓入到反滲透裝置的淡水收集容器內(nèi)，而變濃的海水則通過連通器的作用，從鹵水井流出，并不消耗多少電能。從而實(shí)現(xiàn)消耗的電能只用于分離海水中的淡水，這樣就能節(jié)省大量的電能。至于節(jié)省的電能的具體比例要看從海水中分離出的淡水占海水的比例才能確定。
[0009]當(dāng)本系統(tǒng)工作時(shí)，海水抽水栗將經(jīng)過前期過濾沉淀處理過的海水抽入到海水池中，將海水池的水閘門打開，海水就會流入到柱狀水槽中。柱狀水槽中的海水通過進(jìn)水管后，再經(jīng)過閥門控制室所控制的閥門流經(jīng)分水管，流入到反滲透室中。由于反滲透室與柱狀水槽相連通，進(jìn)入反滲透室的海水壓力很大(因?yàn)橹鶢钏蹆?nèi)的水位要高出淡水井內(nèi)的水位很多，用戶可根據(jù)自身需要的反滲透壓大小來決定柱狀水槽的深度。)。在海水的壓力作用下，海水中的淡水克服滲透壓，穿過反滲透組件的反滲透膜板，進(jìn)入到反滲透組件的內(nèi)部容器中。反滲透組件的內(nèi)部容器中的淡水則通過淡水管流入到淡水井中，然后被淡水抽水栗抽出(注意，在使用時(shí)，要保持淡水井中的水位在一個(gè)較低的水位，要與柱狀水槽的水位有一個(gè)差距，以保持柱狀水槽中的高水位對反滲透室內(nèi)的海水有一個(gè)較大的壓力，以便系統(tǒng)能夠正常生產(chǎn)淡水的工作。淡水井中的水位決定了施加在反滲透組件上的水壓的大小，所以，可以通過調(diào)節(jié)淡水井中的水位來調(diào)整施加在反滲透組件上的壓力。)。而反滲透室中變濃的海水則經(jīng)過鹵水管進(jìn)入到鹵水井中，然后被鹵水抽水栗抽出。由于鹵水井與柱狀水槽是連通的，形成一個(gè)連通器，兩者的水位基本處在一個(gè)水平線上，基本不存在水位差，所以從鹵水井中抽走鹵水時(shí)不會產(chǎn)生克服水位差造成的電能消耗。如果使鹵水井的井口位置低于柱狀水槽的水位，那么，鹵水井中的鹵水甚至?xí)孕辛鞒?。因此，本系統(tǒng)生產(chǎn)淡水時(shí)，除去其它一些維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗，在用于從海水中分離淡水時(shí)，只有分離出的淡水才產(chǎn)生了能耗。而沒有象傳統(tǒng)的反滲透膜法技術(shù)那樣，需要對所有海水施加壓力而產(chǎn)生耗能(其中變濃的海水白白消耗了電能)。并且，還要加設(shè)能量回收裝置來回收加在濃海水上的能量。淡水井中要使用淡水抽水栗抽走淡水并保持一個(gè)較低的水位，并在這個(gè)較低的水位上不斷抽走淡水，這就會消耗一個(gè)克服水位高差的電能，這個(gè)消耗在用于形成低水位的能耗，實(shí)質(zhì)上就是用來在反滲透室內(nèi)放置的反滲透組件的內(nèi)部容器內(nèi)，形成低于柱狀水槽內(nèi)水壓的壓力。以使反滲透室內(nèi)的海水中的淡水通過反滲透膜板，壓入到反滲透組件的內(nèi)部容器中。在使用過程中，要調(diào)整好淡水井和鹵水井的出水速度，使之相互協(xié)調(diào)。
[0010]有益效果
[0011]本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，維護(hù)方便，設(shè)備使用壽命長，效率高，模塊化，尤其適合用于在沿海地區(qū)和島嶼地區(qū)的陸地上建立海水淡化工廠。本技術(shù)反滲透淡化海水時(shí)所消耗的電能只作用于分離出來的淡水部分，而不是作用于全部海水上，所以其制取淡水的效率非常高，使得電能消耗大大降低。可用于取代現(xiàn)有反滲透海水淡化技術(shù)。而且，由于本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，可以適合用于改造現(xiàn)有的技術(shù)，只要對現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備進(jìn)行簡單改造，而不必一下子直接淘汰掉舊有的設(shè)備，就可以利用原有設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)淡化水，減少了浪費(fèi)，做法就是把現(xiàn)在的反滲透膜法技術(shù)中的反滲透模塊中的外殼去掉，直接把內(nèi)部淡水收集容器及其外覆的反滲透膜放置在反滲透室中就可以。
[0012]本技術(shù)利用水深壓力做為克服滲透壓的壓力，其壓力的大小由水的深度決定，有多大的水深就有相應(yīng)的多大的壓力，而利用抽出空氣造成負(fù)壓的技術(shù)(本發(fā)明人的另一項(xiàng)專利)只能提供低于一個(gè)大氣壓的負(fù)壓，所以本技術(shù)更適合建設(shè)海水淡化工廠(因?yàn)楸炯夹g(shù)可以根據(jù)水深的大小來決定需要的壓力的大小，只要有相應(yīng)的水深，就有相當(dāng)?shù)膲毫?，其壓力隨著水深每增加10m而增加相當(dāng)于一個(gè)大氣壓的壓力。)。
[0013]而且本技術(shù)的反滲透組件可以大型化，其大型化的內(nèi)部容器外表面可以采取做出很多的凹槽的方式，以用于放置很多組反滲透膜板，易于管理和維護(hù)。另外，本技術(shù)采取將由很多層疊加在一起的很厚的反滲透膜層，分成多個(gè)薄層并使之模塊化的方式，使得清洗反滲透膜更加容易，增加了使用的壽命，減少了清洗的成本。本技術(shù)減去了現(xiàn)有反滲透膜法技術(shù)中對技術(shù)水平要求較高的壓力栗和能量回收裝