CN102671544A - 一种反渗透海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用球体型反渗透膜的采用灯泡式设计的反渗透海水淡化装置，由圆柱体外壳、密封盖、中空容器、灯泡状反渗透膜装置、加压海水出口、加压海水入口、净化淡水出口、淡水监测装置和淡水清洗阀组成，利用球体是比表面积最大的几何形体之一和比表面积大物质交换速率快的原理，加压海水由中空容器进入灯泡状反渗透膜装置，经淡水监测装置由淡水出口排出淡水，并可将多个装置并联实现规模化操作，本发明与现有技术和设备相比，具有结构原理可靠，工艺简单，环保性强，工作效率高，使用维护方便，易于自动控制和运行成本低等优点，值得推广应用。

Description

一种反渗透海水淡化装置

技术领域：

本发明涉及一种利用球体型反渗透膜的采用灯泡式设计的海水淡化装置，可以根据淡水需求应用于绿化灌溉、生活饮用及工业用水。 

背景技术：

随着地区经济的迅猛发展，淡水需求量持续增长，而淡水资源总量是有限度的，一味地索取势必会造成当地淡水资源更加短缺，为此，开发第二水源的意义就变得十分重大。利用海水淡化来解决淡水资源匮乏的问题，前景十分广阔。如果利用海水淡化来解决人类一般生产、生活用水问题，开辟第二水源，不仅符合我国关于沿海地区积极利用海水淡化的产业政策，而且可为当地储备淡水资源，保证当地居民和工业用户的淡水需求，支持当地经济的可持续发展，具有良好的社会效益。 

海水淡化是解决全球水资源短缺的重要战略手段之一，有着广阔的开发前景。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区，淡化水可以养活世界5％的人口。随着人们对海水淡化的有效性和可靠性的普遍认同，多种海水淡化技术也应运而生。在已经开发的20余种海水淡化技术中，离子交换法(IE)，电渗析法(ED)，及膜处理法(RO，MSF，MED)等已经达到了工业生产的应用规模。其中，反渗透技术是当今较先进、较稳定且有效的除盐技术。与传统的水处理技术相比，其具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等诸多优点。反渗透技术有效地弥补了水回收率低的弊端，并且对于有机物、胶体、微生物、悬浮物等有较好的脱除能力。此外，渗透技术中的膜和膜组件比较成熟，为其在海水淡化中的广泛应用提供了可靠的技术支持。并且反渗透技术投资和能耗较少，容易实现自动控制，因此，其在海水淡化应用上具有明显的优势。 

发明内容：

本发明的目的在于利用球体是比表面积最大的几何形体之一和比表面积大物质交换速率快的原理，寻求一种利用球体型反渗透膜的采用灯泡式设计的反渗透膜容易更换的海水淡化装置。 

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括圆柱体外壳、密封盖、中空容器、灯泡状反渗透膜装置、加压海水出口、加压海水入口、净化淡水出口、淡水监测装置和淡水清洗阀；设置一钢制、耐压圆柱体，在圆柱体两端各设置一圆柱体密封盖，在其中一端的密封盖上设置一个加压海水出口，加压海水出口处于关闭状态，由淡水监测装置自动控制其开关状态。在圆柱体内设置一带卡槽的滑道，设置一矩形中空容器，使得矩形中空容器正好与滑道耦合，而无任意滑动。在矩形中空容器的一端设置一个加压海水入口，另一端与圆柱体加压海水出口密封、耦合。在矩形中空容器的上方设置n个带螺纹的小口。在每一个小口上设置一个与之相密封的中空螺帽，在螺帽的密封螺纹另一端设置一卡槽，同时，设置一与卡槽相对应的耐高压、高强度密封套环，在卡槽上放置上圆球体反渗透膜后，利用套环将圆球体反渗透膜牢牢卡在卡槽上，并确保连接处密封良好。保证每个带螺纹的小口都有一套圆球体反渗透膜装置(含中空螺帽、卡槽、密封套环、圆球体反渗透膜四部分)。为保证海水淡化出水水质，可将圆球体反渗透膜进行n层重复叠加，已达到多层渗透膜重复过滤，提高出水水质的效果。在圆柱体的中间位置设置一淡水出口，使淡化水可以从淡水出口流出，在淡水出口外设置一监测装置，负责实时监测该装置内的各圆球体反渗透膜是否完好及其各组件的工作情况，如果淡水出口的出水正常，则说明各圆球体反渗透膜完好无损，各淡化组件工作良好。同时，自动控制加压海水出口处开关根据淡水出水水量而自动开闭。如果出水水量减少，加压海水出口处开关自动打开，及时放掉装置内的部分高盐度海水，加强装置内海水交换，提高圆球体反渗透膜中海水流动，缩短海水在圆球体反渗透膜中的停留时间，提高海水淡化效率。为便于装置定期淡水清洗，在圆柱体加压海水出口处设置一淡水清洗阀，以便及时清洗装置内的高浓度海水，以提高海水淡化效率。为实现海水淡化规模化生产，可以将n个完整的海水淡化装置并联起来，每一组海水淡化装置都是一个独立的工作系统，可以独立工作、维护与清洗工作，从而实现大批量、规模化海水淡化作业，以满足需求。 

本发明与现有技术和设备相比，具有结构原理可靠，工艺简单，环保性强，工作效率高，使用维护方便，易于自动控制和运行成本低等优点。 

附图说明：

图1为本发明的主体正视结构原理示意图。 

图2为一种反渗透海水淡化装置A-A视图。 

图3为反渗透膜装置局部放大图。 

图例说明： 

1---钢制、耐压圆柱体；2---密封盖；3---加压海水出口；4---滑道；5---矩形中空容器；6---加压海水入口；7---小口；8---中空螺帽；9---卡槽；10---密封套环；11---圆球体反渗透膜；12---反渗透膜装置；13---淡水出口；14---淡水监测装置；15---出水阀。 

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例做进一步说明。 

实施例： 

本实施例的主体结构包括圆柱体外壳1(直径30cm、长200cm)、密封盖2(直径30cm、厚2cm)、加压海水出口3(孔径5cm)、中空容器5(高度6cm、长度195cm)、加压海水入口6(孔径5.5cm)、灯泡状反渗透膜装置12(含中空螺帽8、卡槽9、密封套环10、圆球体反渗透膜11四部分)、净化淡水出口13(直径10cm)、淡水监测装置14和淡水清洗阀15(孔径6cm)；设置一钢制、耐压的圆柱体1，在圆柱体1两端各设置一圆柱体1钢制、耐压的密封盖2，在其中一端的密封盖2上设置一个加压海水出口3，加压海水出口3处于关闭状态，由淡水监测装置14自动控制其开关状态。在圆柱体1内设置一带卡槽的滑道4，滑道4的深度和高度分别为1cm*1.5cm。设置一矩形、钢制中空容器5，使得矩形中空容器5正好与滑道4耦合，而无任意滑动。在矩形中空容器5的一端设置一个加压海水入口6，另一端与圆柱体1的密封盖2加压海水出口3密封、耦合。在矩形中空容器5的上方设置n个带螺纹、孔径为4.5cm的小口7。在每一个小口7上设置一个与之相密封的、孔径为4.5cm的中空螺帽8，在螺帽8的密封螺纹另一端设置一个深度为0.35cm的卡槽9，同时，设置一与卡槽9相对应的耐高压、高强度的内直径为4.5cm的密封套环10，在卡槽9上放置上直径为12cm的圆球体反渗透膜11后，利用套环10将圆球体反渗透膜11牢牢卡在卡槽9上，并确保连接处密封良好。保证每个带螺纹的小口7都有一套反渗透膜装置12(含中空螺帽8、卡槽9、密封套环10、圆球体反渗透膜11四部分)。为保证海水淡化出水水质，可将圆球体反渗透膜11进行n层重复叠加，已达到多层渗 透膜重复过滤，提高出水水质的效果。在圆柱体1的中间位置设置一个的淡水出口13，使淡化水可以从淡水出口13流出，在淡水出口13外设置一海水淡化监测装置14，负责实时监测该装置内的各圆球体反渗透膜11是否完好及其各组件的工作情况，如果淡水出口13的出水正常，则说明各圆球体反渗透膜11完好无损，各淡化组件工作良好。如果监测装置14监测到出水水质不良，则说明内部组件损坏或内部海水停留时间过长，影响了海水淡化效率。同时，监测装置14自动控制圆柱体1加压海水出口3处开关根据淡水出水水量而自动开闭。如果出水水量减少，圆柱体1加压海水出口3处开关自动打开，及时放掉装置内的部分高盐度海水，加强装置内海水交换，提高圆球体反渗透膜中海水流动，缩短海水在圆球体反渗透膜中的停留时间，提高海水淡化效率。为便于装置定期淡水清洗，在圆柱体加压海水出口处设置一淡水清洗阀15，以便及时清洗装置内的高浓度海水，以提高海水淡化效率。为实现海水淡化规模化生产，可以将n个完整的海水淡化装置并联起来，每一组海水淡化装置都是一个独立的工作系统，可以独立工作、维护与清洗工作，从而实现大批量、规模化海水淡化作业，以满足需求。 

本实施例使用时，将加压海水由加压海水入口6进入中空容器5，高压海水经过灯泡状反渗透膜装置12淡化后，淡水经监测装置14由淡水出口13排出，当监测装置14监测显示淡水出口13的淡水出水水量大幅减少时，圆柱体1加压海水出口3处的开关自动打开，高盐度海水由海水出口3排出进行装置内的海水交换，提高装置中的海水流动，提高海水淡化效率。同时，当装置运行一段时间后，按照逐组清洗原则，在不影响其他组净化装置的基础上，利用淡水清洗阀15对某一组装置进行定期淡水清洗，及时清洗装置内的高浓度海水，提高淡化工作效率。 

Claims (1)

1.一种反渗透海水淡化装置，其特征是：利用球体型反渗透膜采用灯泡式设计。

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