CN106277435A - 快速进行海水淡化的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了快速进行海水淡化的装置，包括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；原水沉淀罐内设置两根上下分布的螺旋状铜丝；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铜丝连接；原水沉淀罐的进水管的管口位于上下分布的两根螺旋状铜丝之间；还包括60目的滤网，滤网位于下部的螺旋状铜丝之下，原水沉淀罐的出水管管口位于原水沉淀罐内的滤网下部区域。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、影响上水效率的问题，实现避免条形杂物堵塞水泵上水端滤网，同时简化海水淡化设备的目的。

Description

快速进行海水淡化的装置

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，具体地说是涉及快速进行海水淡化的装置。

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，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，可以保障沿海或海岛上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水泵的上水滤网进行清理与更换。

发明内容

本发明的目的在于提供快速进行海水淡化的装置，以解决现有技术中海水中的条形杂物容易堵塞水泵滤网、影响上水效率的问题，实现避免条形杂物堵塞水泵上水端滤网，同时简化海水淡化设备的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

快速进行海水淡化的装置，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表面镀锌的螺旋状铜丝，所述螺旋状铜丝的轴线均水平，两根螺旋状铜丝的轴线互相垂直；螺旋状铜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铜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的管口位于上下分布的两根螺旋状铜丝之间；还包括水平铺设在原水沉淀罐内部的60目的滤网，所述滤网位于下部的螺旋状铜丝之下，原水沉淀罐的出水管管口位于原水沉淀罐内的滤网下部区域。

现有技术中海水中的藤蔓枝条，如海带海藻等条形杂物在海水原液的储存容器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，体力工作繁重且经常需要暂停海水淡化工作等待清理。同时现有的海水淡化设备结构庞大复杂，不便携带搬运。针对上述问题，本发明提出快速进行海水淡化的装置，包括用于沉淀待淡化海水的原水沉淀罐，在原水沉淀罐内部设置两根上下分布的螺旋状铜丝，两根螺旋状铜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铜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铜丝上。由于铜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铜丝上，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。两根螺旋状铜丝的轴线互相垂直，即是两根水平的螺旋状铜丝上下分布且互相垂直设置，从而使得两根螺旋状铜丝具有不同的转动方向，对原水沉淀罐内海水的搅动更加充分且混乱无序，便于对处于不同流动状态下的条形杂物进行缠绕。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。此外，还包括水平铺设在原水沉淀罐内部的60目的滤网，所述滤网位于下部的螺旋状铜丝之下，即是滤网设置在比下部的螺旋状铜丝还要低的位置，出水管管口位于滤网下部，即是水泵从滤网下部进行抽水，通过滤网再次进行过滤处理。60目滤网其孔径250微米，即是能够对0.25mm以上的砂砾杂物等进行隔离，避免其进入水泵中刺漏活塞、凡尔、凡尔座等部件。本发明通过螺旋状铜丝与滤网的配合，通过螺旋状铜丝缠绕条形杂物，通过滤网过滤砂砾，从而实现对海水充分的预处理，避免对水泵上水端造成堵塞。此外，进水管的管口位于上下分布的两根螺旋状铜丝之间，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铜丝附近，从而便于对新加入的海水中的条形杂物进行缠绕收集。

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。本发明能够适用于海水的深度处理，同时仅需配置一个柴油机对设备进行供电即可，各罐体大小根据具体使用情况具体设置，从而便于偏远地区的使用，同时也能方便野外工作队将其拆装后放在车上即能实现轻松的携带，从而解决了现有的海水淡化设备体积庞大不便携带搬运的问题。

进一步的，所述螺旋状铜丝穿过桶壁处设置橡胶密封圈。由于螺旋状铜丝穿过桶壁延伸至原水沉淀罐外侧，因此在螺旋状铜丝穿过桶壁的地方使用橡胶密封圈进行密封，确保螺旋状铜丝不会影响原水沉淀罐的储水性能。

进一步的，所述原水沉淀罐外侧壁固定有用于放置所述电机的架体。使用架体为所述两个电机提供支撑，便于确保电机输出端高度正对两根螺旋状铜丝的高度。

进一步的，所述出水管的管口距离原水沉淀罐内部底面5cm。该距离过大原水沉淀罐内始终会存在较多残留海水，距离过小影响上水速度与效率。5cm距离适中，能够在上述两个问题间取得较好平衡。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明快速进行海水淡化的装置，在原水沉淀罐内部设置两根表面镀锌的螺旋状铜丝，两根水平的螺旋状铜丝上下分布且互相垂直设置，从而使得两根螺旋状铜丝具有不同的转动方向，对原水沉淀罐内海水的搅动更加充分且混乱无序，便于对处于不同流动状态下的条形杂物进行缠绕，两根螺旋状铜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铜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铜丝上，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；

2、本发明快速进行海水淡化的装置，进水管的管口位于上下分布的两根螺旋状铜丝之间，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铜丝附近，从而便于对新加入的海水中的条形杂物进行缠绕收集；

3、本发明快速进行海水淡化的装置，还包括水平铺设在原水沉淀罐内部的60目的滤网，所述滤网位于下部的螺旋状铜丝之下，出水管管口位于滤网下部，即是水泵从滤网下部进行抽水，通过滤网再次进行过滤处理；

4、本发明快速进行海水淡化的装置，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，适用于海水的快速深度处理，便于偏远地区的使用，同时也能方便野外工作队将其拆装后放在车上即能实现轻松的携带，解决了现有的海水淡化设备体积庞大不便携带搬运的问题。

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-滤网，11-电机，12-进水管，13-出水管，14-螺旋状铜丝。

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所示的快速进行海水淡化的装置，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表面镀锌的螺旋状铜丝14，所述螺旋状铜丝14的轴线均水平，两根螺旋状铜丝14的轴线互相垂直；螺旋状铜丝14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11，两个电机11的输出端分别与两根螺旋状铜丝14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的管口位于上下分布的两根螺旋状铜丝14之间；还包括水平铺设在原水沉淀罐1内部的60目的滤网10，所述滤网10位于下部的螺旋状铜丝14之下，原水沉淀罐1的出水管13管口位于原水沉淀罐1内的滤网10下部区域；所述螺旋状铜丝14穿过桶壁处设置橡胶密封圈；所述出水管13的管口距离原水沉淀罐1内部底面5cm。

在原水沉淀罐1内部设置两根上下分布的螺旋状铜丝14，两根螺旋状铜丝14都有一端穿过桶壁延伸至原水沉淀罐1外侧、并与电机11的输出端相连，即是通过两个电机11各自带动一根螺旋状铜丝14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铜丝14上。由于铜丝呈螺旋状且在电机11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铜丝14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10。两根螺旋状铜丝14的轴线互相垂直，即是两根水平的螺旋状铜丝14上下分布且互相垂直设置，从而使得两根螺旋状铜丝14具有不同的转动方向，对原水沉淀罐1内海水的搅动更加充分且混乱无序，便于对处于不同流动状态下的条形杂物进行缠绕。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14，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。此外，还包括水平铺设在原水沉淀罐1内部的60目的滤网10，所述滤网10位于下部的螺旋状铜丝14之下，即是滤网10设置在比下部的螺旋状铜丝14还要低的位置，出水管13管口位于滤网10下部，即是水泵从滤网10下部进行抽水，通过滤网10再次进行过滤处理。60目滤网10其孔径250微米，即是能够对0.25mm以上的砂砾杂物等进行隔离，避免其进入水泵中刺漏活塞、凡尔、凡尔座等部件。本发明通过螺旋状铜丝14与滤网10的配合，通过螺旋状铜丝14缠绕条形杂物，通过滤网10过滤砂砾，从而实现对海水充分的预处理，避免对水泵上水端造成堵塞。此外，进水管12的管口位于上下分布的两根螺旋状铜丝14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铜丝14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。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。本发明能够适用于海水的深度处理，同时仅需配置一个柴油机对设备进行供电即可，各罐体大小根据具体使用情况具体设置，从而便于偏远地区的使用，同时也能方便野外工作队将其拆装后放在车上即能实现轻松的携带，从而解决了现有的海水淡化设备体积庞大不便携带搬运的问题。

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.快速进行海水淡化的装置，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表面镀锌的螺旋状铜丝（14），所述螺旋状铜丝（14）的轴线均水平，两根螺旋状铜丝（14）的轴线互相垂直；螺旋状铜丝（14）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（11），两个电机（11）的输出端分别与两根螺旋状铜丝（14）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）的管口位于上下分布的两根螺旋状铜丝（14）之间；还包括水平铺设在原水沉淀罐（1）内部的60目的滤网（10），所述滤网（10）位于下部的螺旋状铜丝（14）之下，原水沉淀罐（1）的出水管（13）管口位于原水沉淀罐（1）内的滤网（10）下部区域。

2.根据权利要求1所述的快速进行海水淡化的装置，其特征在于：所述螺旋状铜丝（14）穿过桶壁处设置橡胶密封圈。

3.根据权利要求1所述的快速进行海水淡化的装置，其特征在于：所述出水管（13）的管口距离原水沉淀罐（1）内部底面5cm。