CN106082483A - 一种新型的船舶用海水淡化工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的船舶用海水淡化工艺及装置，包括如下步骤：通过原海水提升泵提升海水，海水进入到陶瓷膜过滤器。本发明采用上述方案，具有以下优点：可处理任何浓度的海水，并且经处理后可达到饮用的标准，产水含盐量达到10mg/L，硼含量为0.3‑0.42mg/L；提高了反渗透膜的使用寿命，使用寿命达到5年；反渗透压力由原来的5.5‑6MPa降到4.5‑5.0MPa；高压泵消耗能量降低，制水成本降低，产水成本由原水每吨水12元下降到4.5元。

Description

一种新型的船舶用海水淡化工艺及装置

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，更具体地说，涉及一种新型的船

舶用海水淡化工艺及装置。

背景技术

反渗透海水淡化技术是利用反渗透原理对海水进行淡化处理的主要方法。淡化过程中，原海水通过增压经过反渗透膜组后被分离成浓海水和淡水。反渗透海水淡化装置具有结构简单、操作方便、无相变、海水淡化处理效率高和能耗低等优点。

现用的船舶反渗透海水淡化装置包括海水预处理装置和海水反渗透脱盐装置。海水预处理装置主要是石英砂过滤装置，主要目的是去除海水中的沉淀物、胶体物质、悬浮固体等。为了防止预处理中未能完全去除的悬浮颗粒进入反渗透膜，设置了两级具有不同滤芯的保安过滤器。海水反渗透脱盐装置主要包括高压泵、反渗透膜组、压力管、反渗透水箱等，作用是将海水在高压的作用下经过反渗透膜组分离后得到淡水。

现有的这种船舶用海水淡化装置和工艺存在下列缺陷：

1、要求浓海水的浓度小于36000PPM；

2、产水水质为700PPM，饮用口感差；

3、反渗透膜使用寿命短（2年左右）；

4、反渗透压力要求高，在5.5-6MPa；

5、能量消耗大，制水成本高。

针对现有船舶用反渗透海水淡化装置和工艺存在的问题，展开了对工艺的研究攻关试验，可以很好地解决上述存在的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上技术缺陷提供一种能够处理任何浓度的海水，可有效提高淡化水的产水水质，有效提高反渗透膜使用寿命，可有效降低反渗透压力及能耗的新型的船舶用海水淡化工艺；

本发明还提供了一种新型的船舶用海水淡化装置。

为了解决上述问题，本发明创造采取了以下技术方案：一种新型的船舶用海水淡化工艺，包括如下步骤：通过原海水提升泵提升海水，海水进入到陶瓷芯过滤器。

进一步改进：

海水经陶瓷芯过滤器过滤后进入到活性过滤器。

进一步改进：

海水经活性过滤器过滤后，一路为过滤后的大粒子组分污物将通过UF膜过滤器后排到浓海水排放管道；

另一路海水将通过进水电导滤仪进入到NF膜过滤器。

进一步改进：

海水经过NF膜过滤器过滤后，经过高压泵加压后进入RO反渗透膜。

进一步改进：

经过反渗透作用进入RO反渗透膜中的海水分为两路水；

一路透过RO反渗透膜的海水经无相变化成为了含盐量在200PPM的淡水；

另一路水为未透过RO反渗透膜的浓盐水，进入浓盐水排出管道。

进一步改进：

淡水经过弱碱性负电位膜，使呈酸性的淡化水变为符合人体需要的弱碱性水，再通过电导滤仪和紫外线杀菌器成为饮用水。

进一步改进：

一种新型的船舶用海水淡化装置，包括顺次连接的陶瓷芯过滤器、活性过滤器、UF膜过滤器、NF膜过滤器、RO反渗透膜及弱碱性负电位膜。

进一步改进：

陶瓷芯过滤器的入口端连接有第三低压水管，陶瓷芯过滤器的出口端连接有第四低压水管，第三低压水管上连接有第一低压水管，第一低压水管一端通过第一截止阀连接有第二低压水管，第二低压水管上连接有第二十一低压水管，第一低压水管的另一端通过第二截止阀连接有原海水提升泵，原海水提升泵与原水箱连接；

第四低压水管上连接有第二十二低压水管及第五低压水管，第五低压水管通过第一流量计连接有第六低压水管，第四低压水管与第五低压水管之间通过第三截止阀连接；

第二十二低压水管上连接有第六截止阀；

第六低压水管与活性过滤器连接，活性过滤器通过第七低压水管与第二十一低压水管连接，活性过滤器通过第八低压水管与UF膜过滤器连接，UF膜过滤器上设有第一压力表。

进一步改进：

UF膜过滤器的输出端连接有第二十低压水管及第九低压水管，第二十低压水管通过第四截止阀与第二十一低压水管连接；第九低压水管与NF膜过滤器连接，第九低压水管上连接有第一电导滤仪；

NF膜过滤器的输出端连接有第十低压水管，第十低压水管上连接有第二压力表，第十低压水管上连接有高压泵，高压泵的输出端通过第一高压水管与RO反渗透膜，第二十二低压水管与第一高压水管连接；

RO反渗透膜的输出端连接有第二高压水管与第十三低压水管，第十三低压水管与弱碱性负电位膜连接，弱碱性负电位膜的输出端连接有第十四低压水管，第十四低压水管通过第三流量计与第十五低压水管连接，第十五低压水管通过第二电导滤仪连接有第十六低压水管。

进一步改进：

第二高压水管上连接有第三高压水管与第五高压水管，第二高压水管与第三高压水管之间通过流量调节阀连接，第三高压水管与第五高压水管之间通过第四高压水管连接，第四高压水管上连接有第五截止阀；

第三高压水管通过第二流量计与第二十一低压水管连接，第五高压水管上连接有第三压力表。

本发明采用上述方案，具有以下优点：

1、可处理任何浓度的海水，并且经处理后可达到饮用的标准，产水含盐量达到10mg/L，硼含量为0.3-0.42mg/L；

2、提高了反渗透膜的使用寿命，使用寿命达到5年；

3、反渗透压力由原来的5.5-6MPa降到4.5-5.0MPa；

4、高压泵消耗能量降低，制水成本降低，产水成本由原水每吨水12元下降到4.5元。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图。

图中：B1-原海水提升泵；B2-高压泵；G1-第一低压水管；G2-第二低压水管；G3-第三低压水管；G4-第四低压水管；G5-第五低压水管；G6-第六低压水管；G7-第七低压水管；G8-第八低压水管；G9-第九低压水管；G10-第十低压水管；G11-第一高压水管；G12-第二高压水管；G13-第十三低压水管；G14-第十四低压水管；G15-第十五低压水管；G16-第十六低压水管；G17-第三高压水管；G18-第四高压水管；G19-第五高压水管；G20-第二十低压水管；G21-第二十一低压水管；G22-第二十二低压水管；F1-第一截止阀；F2-第二截止阀；F3-第三截止阀；F4-第四截止阀；F5-第五截止阀；F6-流量调节阀；F7-第六截止阀；M1-陶瓷芯过滤器；M2-活性过滤器； M3-UF膜过滤器；M4-NF膜过滤器；M5-RO反渗透膜；M6-弱碱性负电位膜；Y1-第一压力表；Y2-第二压力表；Y3-第三压力表；L1-第一流量计；L2-第二流量计；L3-第三流量计；V1-第一电导滤仪；V2-第二电导滤仪。

具体实施方式

实施例，一种新型的船舶用海水淡化工艺，包括如下步骤：

1）、通过原海水提升泵B1提升海水，海水进入到陶瓷芯过滤器M1。经过陶瓷芯过滤器M1后能有效将除去水体中悬浮物、藻类和大部分微生物，无需加药，能保持水体洁净透明。

2）、海水经陶瓷芯过滤器M1过滤后进入到活性过滤器M2。经过活性过滤器M2能够吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用；

可以进一步降低RO进水的SDI值，保证SDI<5，TOC<2.0PPM。过滤后的海水经低压水管进入到UF膜过滤器M3分为两路，其中安装的压力表是观察进水的压力，控制在0.3MPa。

3）、海水经活性过滤器M2过滤后，一路为过滤后的大粒子组分污物将通过UF膜过滤器M3后排到浓海水排放管道；

另一路海水将通过进水第一电导滤仪V1进入到NF膜过滤器M4，可降低TDS浓度、去除有机物、截留溶解性盐。

4）、海水经过NF膜过滤器M4过滤后，经过高压泵B2加压后进入RO反渗透膜M5。

经过反渗透作用进入RO反渗透膜M5中的海水分为两路水。

一路透过RO反渗透膜M5的海水经无相变化成为了含盐量在200PPM的淡水。

另一路水为未透过RO反渗透膜M5的浓盐水，进入浓盐水排出管道。

5）、淡水经过弱碱性负电位膜M6，使呈酸性的淡化水变为符合人体需要的弱碱性水，再通过第三流量计L3、第二电导滤仪V2和紫外线杀菌器成为口感很好的饮用水。

如图1所示，一种新型的船舶用海水淡化装置，包括顺次连接的陶瓷膜过滤器M1、活性过滤器M2、UF膜过滤器M3、NF膜过滤器M4、RO反渗透膜M5及弱碱性负电位膜M6。

陶瓷芯过滤器M1的入口端连接有第三低压水管G3，陶瓷芯过滤器M1的出口端连接有第四低压水管G4，第三低压水管G3上连接有第一低压水管G1，第一低压水管G1一端通过第一截止阀F1连接有第二低压水管G2，第二低压水管G2上连接有第二十一低压水管G21，第一低压水管G1的另一端通过第二截止阀F2连接有原海水提升泵B1，原海水提升泵B1与原水箱连接。

第四低压水管G4上连接有第二十二低压水管G22及第五低压水管G5，第五低压水管G5通过第一流量计L1连接有第六低压水管G6，

第四低压水管G4与第五低压水管G5之间通过第三截止阀F3连接。

第二十二低压水管G22上连接有第六截止阀F7。

第六低压水管G6与活性过滤器M2连接，活性过滤器M2通过第七低压水管G7与第二十一低压水管G21连接，活性过滤器M2通过第八低压水管G8与UF膜过滤器M3连接，UF膜过滤器M3上设有第一压力表Y1。

UF膜过滤器M3的输出端连接有第二十低压水管G20及第九低压水管G9，第二十低压水管G20通过第四截止阀F4与第二十一低压水管G21连接；第九低压水管G9与NF膜过滤器M4连接，第九低压水管G9上连接有第一电导滤仪V1。

NF膜过滤器M4的输出端连接有第十低压水管G10，第十低压水管G10上连接有第二压力表Y2，第十低压水管G10上连接有高压泵B2，高压泵B2的输出端通过第一高压水管G11与RO反渗透膜M5，第二十二低压水管G22与第一高压水管G11连接。

RO反渗透膜M5的输出端连接有第二高压水管G12与第十三低压水管G13，第十三低压水管G13与弱碱性负电位膜M6连接，弱碱性负电位膜M6的输出端连接有第十四低压水管G14，第十四低压水管G14通过第三流量计L3与第十五低压水管G15连接，第十五低压水管G15通过第二电导滤仪V2连接有第十六低压水管G16。

第二高压水管G12上连接有第三高压水管G17与第五高压水管G19，第二高压水管G12与第三高压水管G17之间通过流量调节阀F6连接，第三高压水管G17与第五高压水管G19之间通过第四高压水管G18连接，第四高压水管G18上连接有第五截止阀F5。

第三高压水管G17通过第二流量计L2与第二十一低压水管G21连接，第五高压水管G19上连接有第三压力表Y3。

在整个系统启动之前，先关闭第一截止阀F1、第六截止阀F7。海水经原海水经泵B1提升通过打开的第二截止阀F2和第一低压水管G1、第二低压水管G2进入陶瓷芯浊度过滤器M1，过滤后的海水经第五低压水管G5通过打开的第三截止阀F3进入第一流量计L1经第六低压水管G6进入活性过滤器M2。过滤后海水的分为两路，一路含有污物的含海水通过第七低压水管G7排到第二十一低压水管G21进入浓水排出口，另一路经第八低压水管G8进入UF膜过滤器M3。

在其上安装有第一压力表Y1，正常压力在0.3MPa左右，若压力增大，需要更换滤芯。

过滤后的海水分为两路：一路含有过滤物的海水经第二十低压水管G20和第四截止阀F4进入第二十一低压水管G21排出；另一路经第九低压水管G9和第一电导滤仪V1进入NF膜过滤器M4。

过滤后经第十低压水管G10进入到高压泵B2，在第十低压水管G10和高压泵的进水口之间安装有第二压力表Y2，其显示压力在0.15-0.3MPa，保证泵进口水量和低压管道的安全。

经高压泵加压的水经第一高压水管G11进入RO反渗透膜组件M5，海水分为两路。

一路为反渗透后产生的淡水经第十三低压水管G13进入到弱碱性负电位膜M6，使水成为人易吸收的弱碱性水，再经第十五低压水管G15和第三流量计L3、第二电导滤仪V2经第十六低压水管G16和紫外线杀菌器进入到生活饮用储水箱。

第三流量计L3观察需要产生的淡水量，其调节可通过流量调节阀F6实现。

第二电导滤仪V2检查产生的水质，其显示的数值为产生的淡水水质值。

另一路为未反渗碳过去的浓盐水经第二高压水管G12、流量调节阀F6和第二流量计L2进入第二十一低压水管G21从浓水排出口排出。

第五高压水管G19上接第三压力表Y3，用于判断反渗透后浓海水的压力，其压力升高说明反渗透膜被堵需要清洗。

为了管路的安全，压力升高时应打开第五截止阀F5泄压，正常情况下，第五截止阀F5为关闭状态。第二流量计L2便于观察浓海水的排放量。其量增大时，产生淡水量就会下降。

Claims (10)

1.一种新型的船舶用海水淡化工艺，其特征在于：包括如下步骤：

通过原海水提升泵（B1）提升海水，海水进入到陶瓷芯过滤器（M1）。

2.根据权利要求1所述的新型的船舶用海水淡化工艺，其特征在于：海水经陶瓷芯过滤器（M1）过滤后进入到活性过滤器（M2）。

3.根据权利要求2所述的新型的船舶用海水淡化工艺，其特征在于：海水经活性过滤器（M2）过滤后，一路为过滤后的大粒子组分污物将通过UF膜过滤器（M3）后排到浓海水排放管道；

另一路海水将通过进水电导滤仪进入到NF膜过滤器（M4）。

4.根据权利要求3所述的新型的船舶用海水淡化工艺，其特征在于：海水经过NF膜过滤器（M4）过滤后，经过高压泵（B2）加压后进入RO反渗透膜（M5）。

5.根据权利要求4所述的新型的船舶用海水淡化工艺，其特征在于：经过反渗透作用进入RO反渗透膜（M5）中的海水分为两路水；

一路透过RO反渗透膜（M5）的海水经无相变化成为了含盐量在200PPM的淡水；

另一路水为未透过RO反渗透膜（M5）的浓盐水，进入浓盐水排出管道。

6.根据权利要求5所述的新型的船舶用海水淡化工艺，其特征在于：淡水经过弱碱性负电位膜（M6），使呈酸性的淡化水变为符合人体需要的弱碱性水，再通过电导滤仪和紫外线杀菌器成为饮用水。

7.一种新型的船舶用海水淡化装置，其特征在于：包括顺次连接的陶瓷芯过滤器（M1）、活性过滤器（M2）、UF膜过滤器（M3）、NF膜过滤器（M4）、RO反渗透膜（M5）及弱碱性负电位膜（M6）。

8.根据权利要求7所述的新型的船舶用海水淡化装置，其特征在于：陶瓷芯过滤器（M1）的入口端连接有第三低压水管（G3），陶瓷芯过滤器（M1）的出口端连接有第四低压水管（G4），第三低压水管（G3）上连接有第一低压水管（G1），第一低压水管（G1）一端通过第一截止阀（F1）连接有第二低压水管（G2），第二低压水管（G2）上连接有第二十一低压水管（G21），第一低压水管（G1）的另一端通过第二截止阀（F2）连接有原海水提升泵（B1），原海水提升泵（B1）与原水箱连接；

第四低压水管（G4）上连接有第二十二低压水管（G22）及第五低压水管（G5），第五低压水管（G5）通过第一流量计（L1）连接有第六低压水管（G6），第四低压水管（G4）与第五低压水管（G5）之间通过第三截止阀（F3）连接；

第二十二低压水管（G22）上连接有第六截止阀（F7）；

第六低压水管（G6）与活性过滤器（M2）连接，活性过滤器（M2）通过第七低压水管（G7）与第二十一低压水管（G21）连接，活性过滤器（M2）通过第八低压水管（G8）与UF膜过滤器（M3）连接，UF膜过滤器（M3）上设有第一压力表（Y1）。

9.根据权利要求8所述的新型的船舶用海水淡化装置，其特征在于：UF膜过滤器（M3）的输出端连接有第二十低压水管（G20）及第九低压水管（G9），第二十低压水管（G20）通过第四截止阀（F4）与第二十一低压水管（G21）连接；第九低压水管（G9）与NF膜过滤器（M4）连接，第九低压水管（G9）上连接有第一电导滤仪（V1）；

NF膜过滤器（M4）的输出端连接有第十低压水管（G10），第十低压水管（G10）上连接有第二压力表（Y2），第十低压水管（G10）上连接有高压泵（B2），高压泵（B2）的输出端通过第一高压水管（G11）与RO反渗透膜（M5），第二十二低压水管（G22）与第一高压水管（G11）连接；

RO反渗透膜（M5）的输出端连接有第二高压水管（G12）与第十三低压水管（G13），第十三低压水管（G13）与弱碱性负电位膜（M6）连接，弱碱性负电位膜（M6）的输出端连接有第十四低压水管（G14），第十四低压水管（G14）通过第三流量计（L3）与第十五低压水管（G15）连接，第十五低压水管（G15）通过第二电导滤仪（V2）连接有第十六低压水管（G16）。

10.根据权利要求9所述的新型的船舶用海水淡化装置，其特征在于：第二高压水管（G12）上连接有第三高压水管（G17）与第五高压水管（G19），第二高压水管（G12）与第三高压水管（G17）之间通过流量调节阀（F6）连接，第三高压水管（G17）与第五高压水管（G19）之间通过第四高压水管（G18）连接，第四高压水管（G18）上连接有第五截止阀（F5）；

第三高压水管（G17）通过第二流量计（L2）与第二十一低压水管（G21）连接，第五高压水管（G19）上连接有第三压力表（Y3）。