CN106082504A - 节能环保的太阳能海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了节能环保的太阳能海水淡化装置，包括原水沉淀罐、第一增压泵、超滤膜过滤装置、第二增压泵、纳滤膜过滤装置、加药罐、第三增压泵、中空纤维膜过滤装置、净水存储罐；原水沉淀罐内部设置有两根上下分布的螺旋状金属丝，螺旋状金属丝的一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐外侧；所述原水沉淀罐外侧设置两个电机，电机的输出端与螺旋状金属丝连接；所述原水沉淀罐顶部设置有加料口，所述加料口呈漏斗状，加料口内部设置有朝向原水沉淀罐内吹气的换气扇；还包括太阳能电池板、以及与太阳能电池板相连的蓄电池。本发明用以解决现有技术中海水中的条形杂物容易堵塞水泵滤网，同时需要使用柴油在野外进行发电，消耗较多化石能源的问题。

Description

节能环保的太阳能海水淡化装置

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体地说是涉及节能环保的太阳能海水淡化装置。

背景技术

水是人类生存的必需品，从古至今，人类总是逐水而居。地球上不是什么地方都有水，也不是什么水都可以饮用，不少曾经有可饮用水的地方，或因过度用水，或因环境污染，也出现水荒。世界上数以万计的海岛，之所以无人居住，主要是因为岛上没有饮用水。世界上数以万计的海岛，之所以无人居住，主要是因为岛上没有饮用水，因此海水淡化一直以来都是人们致力研究的科研方向。海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。全球有海水淡化厂1.3万多座，海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，越来越受到世界上许多沿海国家的重视。现有的海水淡化技术具有20余种方法，每一种方法均需要先将海水引入容器中进行存放，使之充分沉淀。但是海水中始终存在各种水生植物的藤蔓枝条等条形杂物，它们在海水中始终处于漂浮状态无法下沉；并且随着抽水过程中水泵对容器内的海水带来扰动，各种条形的杂物容易进入水泵中堵塞滤网，影响水泵上水效率，使得工人需要经常拆泵对滤网进行清理与更换。同时偏远地区由于地理不便、交通滞后等各种原因，难以远距离架设输水管线；同时对于野外科考人员、地质工作人员等野外作业队伍而言，现有的水处理装置需要携带大量柴油进行发电供设备运转，消耗较多化石能源。

发明内容

本发明的目的在于提供节能环保的太阳能海水淡化装置，以解决现有技术中海水中的条形杂物容易堵塞水泵滤网，同时需要使用柴油在野外进行发电，消耗较多化石能源的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

节能环保的太阳能海水淡化装置，包括通过管路依次连接的原水沉淀罐、第一增压泵、超滤膜过滤装置、第二增压泵、纳滤膜过滤装置、加药罐、第三增压泵、中空纤维膜过滤装置、净水存储罐；所述原水沉淀罐内部设置有两根上下分布的螺旋状金属丝，所述螺旋状金属丝的轴线水平，螺旋状金属丝的一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐外侧；所述原水沉淀罐外侧设置两个电机，两个电机的输出端分别与两根螺旋状金属丝延伸至原水沉淀罐外侧的一端连接；原水沉淀罐的进水管管口位于上下分布的两根螺旋状金属丝之间；所述原水沉淀罐顶部设置有加料口，所述加料口呈漏斗状，加料口内部设置有朝向原水沉淀罐内吹气的换气扇；还包括太阳能电池板、以及与太阳能电池板相连的蓄电池。

针对现有技术中海水中的条形杂物容易堵塞水泵滤网，同时需要使用柴油在野外进行发电，消耗较多化石能源的问题，本发明提出节能环保的太阳能海水淡化装置。

本发明包括用于沉淀待淡化的海水原水沉淀罐，在原水沉淀罐内部设置两根上下分布的螺旋状金属丝，两根螺旋状金属丝都有一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐外侧、并与电机的输出端相连，即是通过两个电机各自带动一根螺旋状金属丝在原水沉淀罐内进行快速的转动，转动过程中对原水沉淀罐内的海水进行扰动，使得条形杂物缠绕在螺旋状金属丝上。由于金属丝呈螺旋状且在电机带动下进行快速的转动，因此缠绕在其上的条形杂物会在其上越缠越紧，甚至能够整体缠绕在螺旋状金属丝上，从而对原水沉淀罐内海水原液中的条形杂物进行缠绕收集，避免其在水泵抽吸作用下进入水泵中堵塞滤网。此外，进水管的管口位于上下分布的两根螺旋状金属丝之间，从而在向原水沉淀罐内加入海水时，新加入的海水不管向上还是向下流动都能够经过一根螺旋状金属丝附近，从而便于对新加入的海水中的条形杂物进行缠绕收集。所述原水沉淀罐顶部设置有加料口，所述加料口呈漏斗状，用于加入消毒剂、杀菌剂等，对海水原水进行初步的处理。加料口内部设置有朝向原水沉淀罐内吹气的换气扇，在加料时，向换气扇供电，使换气扇向原水沉淀罐内部吹风，从而确保在加入固体粉料时能够对粉料进行吸引，将其吹进原水沉淀罐内部，避免流动性较差的粉料在加料口上端堆积无法进入原水沉淀罐内部的情况出现。

原水沉淀罐内的海水经第一增压泵增压输送至超滤膜过滤装置，超滤膜是孔径规格一致，额定孔径范围为0.01微米以下的现有微孔过滤膜。而最小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜过滤装置截留下来，从而实现第一步净化处理过程。从超滤膜过滤装置中输出的水分压力已经极大降低，因此设置第二增压泵，对处理过程中的水进行增压并输送至纳滤膜过滤装置，纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种现有的功能性半透膜，纳滤膜可以截留二价以上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子，因此通过纳滤膜能够高效的去除地下水、海水中的重金属离子、钙、镁二价离子等，使水质硬度满足饮用水要求，同时避免了使用化学方法如加入絮凝剂降低硬度造成的水质异味。经纳滤膜过滤装置过滤的水分进入加药罐内，工作人员可以根据需要通过加药罐上方的加料口加入各种处理剂，如根据当地原水的具体情况加入pH调节剂调整pH值至健康饮用水的范围内。加药罐内部设置搅拌装置，用于快速混合加入加药罐的药剂，提高加药效率。加药罐内的水经第三增压泵增压输出至中空纤维膜过滤装置。消毒副产物主要包括三卤甲烷、卤乙酸和可能的三氯乙醛氢氧化物。现有技术中的中空纤维膜对这三种消毒副产物的前体物的平均截留率分别为97%、94%和86%。能够极大程度的截留加药罐内加入药品时的残留物，从而进一步确保水处理性能的安全可靠。经过上述处理步骤后的水分最终进入净水存储罐内存储以待使用，同时由水质检测仪对水质进行最终的检测，以便于工作人员判断经过一次处理后的水分能否直接饮用，若工作人员根据水质检测结果判断不能直接饮用，则可对净水存储罐内的水分再次进行上述处理，直至满足饮用要求。此外还包括太阳能电池板，使用太阳能电池板发电，绿色环保无污染，产生的电力储存于蓄电池内，供本发明中所有用电设备使用。从而避免在需要携带柴油进行发电的繁琐负重，同时降低化石能源的消耗。

进一步的，所述净水存储罐外侧设置有无线通讯模块，所述无线通讯模块的接收端与水质检测仪电连接。即是通过无线通讯模块将水质检测仪的检测结果向外发送，便于工作人员远程监控水质情况，实现对水质情况的远程掌控。

优选的，所述螺旋状金属丝为镀锌铜丝。由于海水内具有游离状态的离子，容易对金属产生电化学腐蚀，因此本发明采用表面镀锌的螺旋状铜丝，利用镀锌层对铜丝进行电化学保护，以降低对铜丝的腐蚀速率、提高使用寿命。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明节能环保的太阳能海水淡化装置，通过管路依次连接的原水沉淀罐、第一增压泵、超滤膜过滤装置、第二增压泵、纳滤膜过滤装置、加药罐、第三增压泵、中空纤维膜过滤装置、净水存储罐，适用于海水的快速淡化处理；

2、本发明节能环保的太阳能海水淡化装置，在原水沉淀罐内部设置两根上下分布的螺旋状金属丝，两根螺旋状金属丝都有一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐外侧、并与电机的输出端相连，即是通过两个电机各自带动一根螺旋状金属丝在原水沉淀罐内进行快速的转动，转动过程中对原水沉淀罐内的海水进行扰动，使得条形杂物缠绕在螺旋状金属丝上，从而对原水沉淀罐内海水原液中的条形杂物进行缠绕收集，避免其在水泵抽吸作用下进入水泵中堵塞滤网；

3、本发明节能环保的太阳能海水淡化装置，在原水沉淀罐顶部设置有加料口，所述加料口呈漏斗状。加料口内部设置有朝向原水沉淀罐内吹气的换气扇，在加料时，向换气扇供电，使换气扇向原水沉淀罐内部吹风，从而确保在加入固体粉料时能够对粉料进行吸引，将其吹进原水沉淀罐内部，避免流动性较差的粉料在加料口上端堆积无法进入原水沉淀罐内部的情况出现；

4、本发明节能环保的太阳能海水淡化装置，使用太阳能电池板发电，绿色环保无污染，产生的电力储存于蓄电池内，供本发明中所有用电设备使用。从而避免在需要携带柴油进行发电的繁琐负重，同时降低化石能源的消耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的连接关系示意图；

图2为本发明具体实施例中原水沉淀罐的结构示意图。

其中：1-原水沉淀罐，2-第一增压泵，3-超滤膜过滤装置，4-第二增压泵， 5-纳滤膜过滤装置，6-加药罐，7-第三增压泵，8-中空纤维膜过滤装置，9-净水存储罐，10-无线通讯模块，11-螺旋状金属丝，12-进水管，13-加料口，14-换气扇，15-电机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1与图2所示的节能环保的太阳能海水淡化装置，包括通过管路依次连接的原水沉淀罐1、第一增压泵2、超滤膜过滤装置3、第二增压泵4、纳滤膜过滤装置5、加药罐6、第三增压泵7、中空纤维膜过滤装置8、净水存储罐9；所述原水沉淀罐1内部设置有两根上下分布的螺旋状金属丝11，所述螺旋状金属丝11的轴线水平，螺旋状金属丝11的一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐1外侧；所述原水沉淀罐1外侧设置两个电机15，两个电机15的输出端分别与两根螺旋状金属丝11延伸至原水沉淀罐1外侧的一端连接；原水沉淀罐1的进水管12管口位于上下分布的两根螺旋状金属丝11之间；所述原水沉淀罐1顶部设置有加料口13，所述加料口13呈漏斗状，加料口13内部设置有朝向原水沉淀罐1内吹气的换气扇14；还包括太阳能电池板、以及与太阳能电池板相连的蓄电池。所述净水存储罐9外侧设置有无线通讯模块10，所述无线通讯模块10的接收端与水质检测仪电连接。所述螺旋状金属丝11为镀锌铜丝。

本发明在原水沉淀罐1内部设置两根上下分布的螺旋状金属丝11，两根螺旋状金属丝11都有一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐1外侧、并与电机15的输出端相连，即是通过两个电机15各自带动一根螺旋状金属丝11在原水沉淀罐1内进行快速的转动，转动过程中对原水沉淀罐1内的海水进行扰动，使得条形杂物缠绕在螺旋状金属丝11上。由于金属丝呈螺旋状且在电机15带动下进行快速的转动，因此缠绕在其上的条形杂物会在其上越缠越紧，甚至能够整体缠绕在螺旋状金属丝11上，从而对原水沉淀罐1内海水原液中的条形杂物进行缠绕收集，避免其在水泵抽吸作用下进入水泵中堵塞滤网。此外，进水管12的管口位于上下分布的两根螺旋状金属丝11之间，从而在向原水沉淀罐1内加入海水时，新加入的海水不管向上还是向下流动都能够经过一根螺旋状金属丝11附近，从而便于对新加入的海水中的条形杂物进行缠绕收集。所述原水沉淀罐1顶部设置有加料口13，所述加料口13呈漏斗状，用于加入消毒剂、杀菌剂等，对海水原水进行初步的处理。加料口13内部设置有朝向原水沉淀罐1内吹气的换气扇14，在加料时，向换气扇14供电，使换气扇14向原水沉淀罐1内部吹风，从而确保在加入固体粉料时能够对粉料进行吸引，将其吹进原水沉淀罐1内部，避免流动性较差的粉料在加料口13上端堆积无法进入原水沉淀罐1内部的情况出现。原水沉淀罐1内的海水经第一增压泵2增压输送至超滤膜过滤装置3，超滤膜是孔径规格一致，额定孔径范围为0.01微米以下的现有微孔过滤膜。而最小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜过滤装置3截留下来，从而实现第一步净化处理过程。从超滤膜过滤装置3中输出的水分压力已经极大降低，因此设置第二增压泵4，对处理过程中的水进行增压并输送至纳滤膜过滤装置5，纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种现有的功能性半透膜，纳滤膜可以截留二价以上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子，因此通过纳滤膜能够高效的去除地下水、海水中的重金属离子、钙、镁二价离子等，使水质硬度满足饮用水要求，同时避免了使用化学方法如加入絮凝剂降低硬度造成的水质异味。经纳滤膜过滤装置5过滤的水分进入加药罐6内，工作人员可以根据需要通过加药罐6上方的加料口13加入各种处理剂，如根据当地原水的具体情况加入pH调节剂调整pH值至健康饮用水的范围内。加药罐6内部设置搅拌装置，用于快速混合加入加药罐6的药剂，提高加药效率。加药罐6内的水经第三增压泵7增压输出至中空纤维膜过滤装置8。消毒副产物主要包括三卤甲烷、卤乙酸和可能的三氯乙醛氢氧化物。现有技术中的中空纤维膜对这三种消毒副产物的前体物的平均截留率分别为97%、94%和86%。能够极大程度的截留加药罐6内加入药品时的残留物，从而进一步确保水处理性能的安全可靠。经过上述处理步骤后的水分最终进入净水存储罐9内存储以待使用，同时由水质检测仪对水质进行最终的检测，以便于工作人员判断经过一次处理后的水分能否直接饮用，若工作人员根据水质检测结果判断不能直接饮用，则可对净水存储罐9内的水分再次进行上述处理，直至满足饮用要求。此外还包括太阳能电池板，使用太阳能电池板发电，绿色环保无污染，产生的电力储存于蓄电池内，供本发明中所有用电设备使用。从而避免在需要携带柴油进行发电的繁琐负重，同时降低化石能源的消耗。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.节能环保的太阳能海水淡化装置，其特征在于：包括通过管路依次连接的原水沉淀罐（1）、第一增压泵（2）、超滤膜过滤装置（3）、第二增压泵（4）、纳滤膜过滤装置（5）、加药罐（6）、第三增压泵（7）、中空纤维膜过滤装置（8）、净水存储罐（9）；所述原水沉淀罐（1）内部设置有两根上下分布的螺旋状金属丝（11），所述螺旋状金属丝（11）的轴线水平，螺旋状金属丝（11）的一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐（1）外侧；所述原水沉淀罐（1）外侧设置两个电机（15），两个电机（15）的输出端分别与两根螺旋状金属丝（11）延伸至原水沉淀罐（1）外侧的一端连接；原水沉淀罐（1）的进水管（12）管口位于上下分布的两根螺旋状金属丝（11）之间；所述原水沉淀罐（1）顶部设置有加料口（13），所述加料口（13）呈漏斗状，加料口（13）内部设置有朝向原水沉淀罐（1）内吹气的换气扇（14）；还包括太阳能电池板、以及与太阳能电池板相连的蓄电池。

2.根据权利要求1所述的节能环保的太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述净水存储罐（9）外侧设置有无线通讯模块（10），所述无线通讯模块（10）的接收端与水质检测仪电连接。

3.根据权利要求1所述的节能环保的太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述螺旋状金属丝（11）为镀锌铜丝。