CN111689601A - 多种水质淡水制取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多种水质淡水制取方法，利用多种水质淡水制取设备来制取淡水，具有这样的特征，包括：步骤一，利用原水采集装置从水源采集原水，该原水选自海水、苦咸水以及淡水中的任意一种；步骤二，利用刮板式滤网过滤部对原水进行过滤，以拦截粒度≥30～80μm的悬浮物，得到D级水；步骤三，利用膜过滤部对D级水进行过滤，得到C级水C级水的浊度≤5NTU；步骤四，若原水为海水，利用第一反渗透单元对C级水进行反渗透处理从而得到第一B级淡水，若原水为苦咸水或淡水，利用第二反渗透单元对C级水进行反渗透处理从而得到第二B级淡水，步骤五，利用第三反渗透单元对第一B级淡水或第二B级淡水进行二级反渗透处理，得到A级水。

Description

多种水质淡水制取方法

技术领域

本发明水处理领域，具体涉及一种多种水质淡水制取方法。

背景技术

我国的自然水资源种类非常丰富，包括江、湖、河、海、水库、水渠、水井等地表水或地下水等等，按照水中是否含盐，上述水资源又可分为海水、苦咸水以及淡水。为了充分利用这些自然水资源，可以通过水制取设备将从水源采集的原水处理成可供引用的水。

现有技术中，有一定规模的、固定地点建设的水制取设备通常仅仅针对当地水源专门设计，并且以海水淡化制取设备较为常见。这样的水制取设备的整体往往很大，并且设置在固定的位置不能随意移动，通常包括水泵、沉淀池、超滤部以及反渗透处理部，水泵直接放置在水源处，并通过水管直接将水泵入沉淀池进行较长时间的沉淀，期间会向沉淀池内加助凝剂、絮凝剂，以化学反应方式来将原水中的较大杂质进行沉淀，然后将上层水泵出并通入超滤部进行超滤，超滤的具体方式可以为砂滤、活性炭过滤等等，超滤后的水再进过反渗透处理部的处理即可得到直饮水。这种对原水进行前置处理的方式，对有一定规模的、非移动式的淡水制取系统是合适的。

但在实际应用中，经常有移动式小型淡水制取装置的需求，如安置在船舰上的海水淡化装置、安置在车辆上的应急淡水制取装置、军队驻防移动式淡水制取方舱等。

在现有移动式淡水制取技术中，由于水源种类多、水质变化大，采水系统和化学沉淀前置法占地面积大，故传统移动式水处理设备的配置多从超滤系统开始，只接受符合超滤系统入水标准的原水(浊度≤50NTU)，而将水源采水、沉淀池构建、化学助凝剂、絮凝剂的投放、原水的贮存沉淀、多级砂滤直至水质达到超滤入水指标等原水的前置处理交给用户自行处理，因此，不能实现制水装备运达现场后即可开机产水，需要移动到其他地方去时，采集系统和前处理系统也无法搬走，只能废弃浪费，不能做到真正意义上的“移动式”。

再者，由于用户不具备原水采集系统、沉淀过滤前置处理的设计能力、构建条件、运维技术，因此用户自行构建的前置处理系统产水水质不能稳定达到反渗透膜的入水标准，导致后端淡水处理装置不能正常运行、寿命缩短，甚至整机废置。

现有的水制取设备和水制取方法往往只输出最终制备得到的直饮水，然后对直饮水进行利用，而利用的方面除了直接被饮用以外，也会作为生活用水、冲洗用水、灌溉用水等等其他用途，实际上生活用水、冲洗用水、灌溉用水等对水质的要求是不需要达到直饮水的要求的，也就是说，将直饮水用作除饮用之外的其它用途会造成不必要的浪费。

发明内容

本发明是为了解决上述多种水质的淡水快速制备问题以及制水设备体积过大问题而进行的，目的在于提供一种多种水质淡水制取方法。

本发明提供了一种多种水质淡水制取方法，该方法利用多种水质淡水制取设备来制取淡水，多种水质淡水制取设备具有原水采集装置、原水前置处理装置以及反渗透处理装置，原水前置处理装置具有滤网过滤部和膜过滤部，反渗透处理装置具有第一反渗透单元，第二反渗透单元以及第三反渗透单元，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，利用原水采集装置从水源采集原水，该原水选自海水、苦咸水以及淡水中的任意一种；步骤二，利用刮板式滤网过滤部对原水进行过滤，以拦截粒度≥30～80μm的悬浮物，得到D级水；步骤三，利用膜过滤部对D级水进行过滤，得到C级水，若原水为海水，则C级水的浊度≤5NTU，若原水为苦咸水或淡水，则C级水的浊度≤1NTU；步骤四，若原水为海水，利用第一反渗透单元对C级水进行反渗透处理从而得到第一B级淡水，若原水为苦咸水或淡水，利用第二反渗透单元对C级水进行反渗透处理从而得到第二B级淡水，第一B级淡水的离子浓度为200～500ppm，第二B级淡水的离子浓度为≤200ppm；步骤五，利用第三反渗透单元对第一B级淡水或第二B级淡水进行二级反渗透处理，得到A级水，A级水的离子浓度为≤10ppm。

在本发明提供的多种水质淡水制取方法中，还可以具有这样的特征：其中，淡水的水源为江、河、湖、水库、沟渠、水井的任意一种，苦咸水的水源为江、河、湖、水库、沟渠、水井的任意一种，海水的水源为海。

在本发明提供的多种水质淡水制取方法中，还可以具有这样的特征：其中，D级水符合混凝土用水指标，C级水符合工程用水以及生活用水指标，第一B级淡水和第二B级淡水均符合灌溉用水以及生活饮用水指标，A级水符合直饮纯净水指标。

在本发明提供的多种水质淡水制取方法中，还可以具有这样的特征：其中，在对C级水进行反渗透处理之前，先向C级水中加入消毒剂、阻垢剂以及pH调节剂，消毒剂为次氯酸钠，pH调节剂盐酸或氢氧化钠。

在本发明提供的多种水质淡水制取方法中，还可以具有这样的特征：其中，多种水质淡水制取设备包括出水装置，该出水装置具有D级水出水管、C级水出水管、B级水出水管以及A级水出水管，多种水质淡水制取方法还包括：步骤六，通过D级水出水管、C级水出水管、B级水出水管以及A级水出水管分别输出D级水、C级水、B级水以及A级水，B级水包括第一B级淡水和/或第二B级淡水。

在本发明提供的多种水质淡水制取方法中，还可以具有这样的特征：其中，膜过滤部所使用的膜为帘式膜膜或陶瓷膜，第一反渗透膜为海水淡化型反渗透膜，第二反渗透膜为苦咸水淡化型反渗透膜，第三反渗透膜为食品级二级反渗透膜。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的多种水质淡水制取方法，因为该方法首先通过原水采集装置和滤网过滤部将从选自海水、苦咸水以及淡水中的任意一种的原水除去≥30～80μm的悬浮物，其相比于沉淀池式的前处理方法来说，处理速度显著提升，且使得相应的设备所占体积更小；然后，通过膜过滤部拦截水中粒度≥0.1μm的悬浮物，从而得到满足反渗透进水要求的C级水，再通过第一、二反渗透单元分别对原水为海水，以及原水为苦咸水或淡水的C级水进行反渗透处理，最后通过第三反渗透单元的处理得到离子浓度为≤10ppm的A级水，该A级水为作为直饮纯净水。所以，本发明的多种水质淡水制取方法对海水、苦咸水以及淡水都可以进行淡水制备，应用范围广，一方面使得相应的设备的生产厂家的销路更广，另一方面还减轻了设备购买公司的购买负担。

附图说明

图1是本发明的实施例中多种水质淡水制取设备的结构示意图；

图2是本发明的实施例中利用多种水质淡水制取设备来制取淡水的工艺流程图；

图3是本发明的实施例中多种水质淡水制取设备中原水采集装置的结构示意图；

图4是本发明的实施例中滤网过滤部的结构示意图；

图5是本发明的实施例中帘式膜过滤器的结构示意图；

图6是本发明的实施例中帘式膜过滤器的帘式膜过滤单元的结构示意图；

图7是本发明的实施例中帘式膜过滤件的结构示意图；

图8是本发明的实施例中中空纤维管的结构示意图；

图9是本发明的变形例一中多种水质淡水制取设备的结构示意图；

图10是本发明的变形例一中陶瓷膜过滤器的结构示意图；

图11是本发明的变形例二中多种水质淡水制取设备的结构示意图；

图12是本发明的变形例二中柔性陶瓷膜过滤部的结构示意图；

图13是本发明的变形例二中柔性陶瓷膜过滤单元的结构示意图；

图14是本发明的变形例二中柔性陶瓷膜丝的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的多种水质淡水制取设备以及利用该多种水质淡水制取设备来制取淡水的多种水质淡水制取方法作具体阐述。

<实施例>

图1是本发明的实施例中多种水质淡水制取设备的结构示意图。图2是本发明的实施例中利用多种水质淡水制取设备来制取淡水的工艺流程图。

表1：图1中各图例与名称对应表

如图1、2和表1所示，本实施例中的多种水质淡水制取设备100包括原水采集装置10、机械过滤原水前置处理装置20、反渗透处理装置30、加药装置、储水装置、出水装置、控制装置、以及移动装置。

原水采集装置10，用于从水源采集原水，该原水选自不低于三类水质的海水、苦咸水以及淡水中的任意一种。其中，淡水的水源为江、河、湖、水库、沟渠、水井等地表水或地下水的任意一种，苦咸水的水源为江、河、湖、水库、沟渠、水井等地表水或地下水的任意一种，海水的水源为海水，以上各种水不包括各类排放污水。无论是海水、苦咸水还是淡水，原水浊度可达500NTU左右，允许水源中含有枝叶、水草、鱼虾等大颗粒物料存在。

图3是本发明的实施例中多种水质淡水制取设备中原水采集装置的结构示意图。

如图3所示，原水采集装置10包括粗滤防护网篮11、提水管12、抽水泵13。粗滤防护网篮11为圆形或长方体状的封闭结构，并且其四周面和底面均由过滤网构成，上面设置水管接口与提水管12连接。在使用时，将粗滤防护网篮11投放在水源14内使用，粗滤防护网篮可以过滤掉片状、絮状、块状物料以及鱼虾等大颗粒悬浮物。提水管12与粗滤防护网篮11的内部相连通。抽水泵13无论使用与否，始终设置在水源14以外，具体始终设置在移动装置内，用于将经过粗滤防护网篮11过滤后的水经提水管12泵入机械过滤原水前置处理装置20。抽水泵13出水口压力≥0.3MPa。在使用时，用户只需将粗滤防护篮11和提水管12投入水源即可启动整个设备输出产水。

由于自吸泵的吸程通常为5米以下，当水源与系统安置位置的垂直距离小于5米时，可采用安装在集装箱内的自吸式的抽水泵13直接从水源取水。但若垂直距离大于5米时，需增加潜水泵提升水位。潜水泵与防护篮可一体化安装，使用时将包含潜水泵的防护篮一起投入水源中即可运行。因潜水泵属选配件，故图中未表示。

如图1所示，机械过滤原水前置处理装置20包括滤网过滤部21和膜过滤部22。

图4是本发明的实施例中滤网过滤部的结构示意图。

如图4所示，滤网过滤部21设置在原水采集装置10的下游，为刮板式或反冲洗式滤网过滤部。在本实施例中，滤网过滤部21为刮板式滤网过滤部，包括第一箱体211、过滤件212以及刮板单元213。

第一箱体211为封闭式箱体，其上部设置有进水口2111，入水压力≥0.3MPa。底部设置有杂质污水出口2112，该杂质污水出口2112还设置有电磁阀门2113。

过滤件212设置在第一箱体211内，并且与第一箱体211相连接，为封闭式的圆筒结构。过滤件212的圆周面由滤网构成，两个端面为板状结构，并且其内部通过出水管2121与膜过滤部22相连通。过滤件212能够拦截粒度≥30μm～80μm的悬浮物。图4所示的滤网过滤部21是一种外压式刮板过滤器，原水从进水口2111进入第一箱体211内，在水泵压力的作用下透过过滤件212的滤网过滤后进入过滤件212的内部并通过出水管2121被输出至膜过滤部22。出水管2121输出的水为D级水，符合混凝土用水指标。而入水中≥30～80μm的大颗粒悬浮物则被过滤件212的滤网阻隔，潴留在第一箱体211内，在水压和重力的作用下沉积在第一箱体211的底部，电磁阀门2113定时打开，将杂质和污水排出。

刮板单元213包括刮板2131、联轴器2132以及电机2133。

电机2133安装在第一箱体211的外部，其输出轴通过联轴器2132与刮板2131连接。刮板2131设置在过滤件212的圆周面上，与过滤件212的圆周面直接接触或间隔极其微小的距离。刮板2131的长度与过滤件212的相匹配。联轴器2132设置在过滤件212的中心轴线上。电机2133能够驱动刮板2131以过滤件212的中心轴线为轴心进行旋转，从而将附着、堵塞在过滤件212的滤网上的杂质刮下，避免滤网滤孔堵塞，保证过滤件212不间断运行，向下游的膜过滤部22连续供水，出水水压≥0.25MPa。

过滤件212和刮板单元213共同构成过滤器，该过滤器的工作原理可以是内压式或外压式。其中，本实施例中的过滤器为外压式过滤器，其刮板如图4所示，设置在滤网的外侧，即设置在过滤件212的外圆周面上。而在实际应用中，过滤器还可以为内压式过滤器，其刮板设置在滤网内，即设置在过滤件212的内圆周面上。

第一箱211体底部的电磁阀门2113定期打开，使得沉积在杂质污水出口2112附近的杂质随水从杂质污水出口2112流出。

图5是本发明的实施例中帘式膜过滤器的结构示意图；图6是本发明的实施例中帘式膜过滤器的帘式膜过滤单元的结构示意图；图7是本发明的实施例中帘式膜过滤件的结构示意图；图8是本发明的实施例中中空纤维管的结构示意图。

如图1所示，膜过滤部22设置在滤网过滤部21的下游。如图1、5-8所示，本实施例中的膜过滤部22为帘式膜过滤器，包括第三箱体221、至少两个帘式膜过滤单元222以及曝气单元223。

第三箱体221为开放式箱体，其具有第二入水口2211。

帘式膜过滤单元222为帘式膜过滤件2222(2221)，帘式膜过滤件2222(2221)由模架22221和若干个单元膜片22222构成，每个单元膜片22222由膜丝出水管222221、膜丝固定架222222和大量中空纤维管222223组成，该中空纤维管为PVDF膜丝。PVDF膜丝下端封闭固定在膜丝固定架222222上，PVDF膜丝上端与膜丝出水管222221连接，所有中空纤维管222223与膜丝出水管222221的内孔连通，且对膜丝壁222224外的空间密封。自吸泵2223、2224的吸水端与膜丝出水管222221连接，自吸泵2223、2224运行时能在膜丝内管222223中形成负压，第二水箱221中原水的清液在负压作用下透过所有膜丝壁222224上的滤孔渗入膜丝内管，汇集成过滤清液222225在自吸泵的作用下作为产水输出。膜丝固定架222222上安装有多孔的曝气管22224，曝气管22224与曝气风机2225连接。

如图5所示，帘式膜过滤件2221、2222均设置在第二箱体221内，帘式膜过滤件2221所有膜丝膜片的出水管222221全部并联后与自吸泵2224连接，帘式膜过滤件2222所有膜丝膜片的出水管222221全部并联后作为第二膜过滤出水管与自吸泵2223连接，两台自吸2223、2224的开停运行可独立进行。

第二入水口2211与滤网过滤部21的出水管相2121连通。来自经滤网部粗滤的水通过第二入水口2211进入第三箱体221内并保持一定的水位，从而将帘式膜过滤件2221、2222完全浸没在水中，由于自吸泵2223、2224的作用，中空纤维管222223内形成负压，第二箱体221内的浊水在负压作用下，清液透过膜丝222223壁上的滤孔被吸入中空纤维管内并在膜丝出水管222221中进行汇集，然后经过膜丝出水管222221进行输出。而粒度＞0.1μm的杂质则被阻隔于中空纤维管外，并滞留在第三箱体221内作为废水定时排出。

曝气风机2225将空气压入安装在膜片上的曝气管22224中，运行过程中连续不断地在第三箱体221的水中自下而上地曝气，使膜片上的膜丝222223在水中不断晃动，促使附着在膜丝上的杂质222226脱落，阻止杂质在膜丝外表面沉积，并使第三箱体221内的水中杂质分布均匀，以提高膜丝的过滤效率。

通过帘式膜过滤单元222可以对D级水进行进一步过滤，以拦截水中粒度≥0.1μm的悬浮物，因此，从帘式膜自吸泵2223、2224输出的水为C级水。

C级水贮存在过渡水箱51中，若原水为海水，则C级水为浊度≤5NTU的澄清海水；若原水为苦咸水或淡水，则C级水则为浊度≤1NTU的澄清苦咸水或淡水，C级水满足工程用水以及生活用水标准。

多个帘式膜过滤单元222的出水管通过三通阀2226连接，通过控制三通阀的打开和关闭，实现多个帘式膜过滤单元之间的交替使用或同时使用。在本实施例中，帘式膜过滤单元222的数量为两个，即帘式膜过滤件2221、2222，两个帘式膜过滤单元222用于交替使用。

如图1所示，反渗透处理装置30设置在膜过滤部22的下游，包括第一反渗透单元31、第二反渗透单元32以及第三反渗透单元33。

第一反渗透单元31具有用于对原水为海水的C级水进行反渗透处理从而得到第一B级淡水的第一反渗透膜311。在本实施例中，第一反渗透膜311为海水淡化型反渗透膜，其具体型号可以是沃顿公司SW8040LE-400型号反渗透膜或其他供应商提供的海水淡化膜，第一反渗透膜的数量根据所需产水量的大小设置。第一B级淡水的离子浓度为200～500ppm，达到灌溉用水或生活用水的标准。

第二反渗透单元32具有用于对原水为苦咸水或淡水的C级水进行反渗透处理从而得到第二B级淡水的第二反渗透膜321。在本实施例中，第二反渗透膜321为苦咸水淡化型反渗透膜，其具体型号可以为沃顿公司LP228040型号反渗透膜或其他供应商提供的苦咸水淡化膜，第二反渗透膜的数量根据所需产水量的大小设置。第二B级淡水的离子浓度为≤200ppm，达到灌溉用水或生活用水的标准。

其中，第一B级淡水和第二B级淡水可统称为B级淡水。

第三反渗透单元33具有用于对B级淡水进行二级反渗透处理从而得到A级水的第三反渗透膜。第三反渗透膜为食品级二级反渗透膜。A级水的离子浓度为≤10ppm，达到直饮纯净水标准。

在本实施例中，第一反渗透单元31与第三反渗透单元33串联运行，或第二反渗透单元32与第三反渗透单元33串联运行。具体来说，若原水为海水，则第一反渗透单元31与第三反渗透单元33串联运行，此时，第二反渗透单元32不运行；若原水为苦咸水或淡水，则第二反渗透单元32与第三反渗透单元33串联运行，此时，第一反渗透单元31不运行。

为保护反渗透膜、延长反渗透膜的使用寿命，C级水进入第一、第二反渗透单元31、32前需进行加药处理，加药后的水再输送至反渗透处理装置30进行后续处理。加药装置包括次氯酸钠加药箱41、氢氧化钠加药箱42、阻垢剂加药箱43以及盐酸加药箱44。氯酸钠加药箱41用于向C级水中加入次氯酸钠，以进行消毒。氢氧化钠加药箱42和盐酸加药箱44用于分别向C级水中加入氢氧化钠和盐酸，从而调节水的pH。

储水装置至少C级水箱51、B级水箱52以及A级水箱53。C级水箱51设置在膜过滤部22的出水管与第一反渗透单元31(或第二反渗透单元32)之间，安装在集装箱内，用于储存C级水。B级水箱52设置在第一反渗透单元31(或第二反渗透单元32)与第三反渗透单元33之间，用于储存B级水。A级水箱53设置在第三反渗透单元33的下游，用于储存A级水。B级水箱52和A级水箱53不在集装箱安装，由用户自行择地安装在集装箱外。

出水装置，集装箱对外具有D级水出水阀门500、C级水出水阀门600、B级水出水阀门700、A级水出水阀门800，这些阀门用于分别控制相应的D级水出水管、C级水出水管、B级水出水管、A级水出水管的打开或关闭。

其中，D级水出水管与滤网部21的出水管2121连接，用于输出D级水。C级水出水管与C级水箱连接并连通，用于输出C级水。B级水出水管与B级水箱连接并连通，用于输出B级水。A级水出水管与A级水箱连接并连通，用于输出A级水。

控制装置，用于控制原水采集装置10、原水前置处理20以及反渗透处理装置30、储水装置以及出水装置的运行，以实现分质供水。

移动装置具有集装箱，原水采集装置10、机械过滤原水前置处理装置20、C级水箱51、反渗透处理装置30、出水阀门以及控制装置均设置在集装箱内。集装箱的尺寸根据产水量进行设计，在本实施实例中，对应淡水产量为2m³/h的装置，集装箱的尺寸为长6m、宽2.3m、高2.6m。仅B级蓄水箱52、A级蓄水箱安置在集装箱外由用户自行管理。这样，整个多种水质淡水制取设备100就可以通过例如汽车或塔吊的方式进行移动、搬运。

图2是本发明的实施例中利用多种水质淡水制取设备来制取淡水的工艺流程图。

如图2所示，本实施例还提供了一种多种水质淡水制取方法，该方法利用上述多种水质淡水制取设备100来制取淡水，其包括以下步骤：

步骤一，利用原水采集装置10从水源采集原水，该原水选自不低于三类水质的海水、苦咸水以及淡水中的任意一种。其中，淡水或苦咸水的水源为江、河、湖、水库、沟渠、水井的任意一种，不包括各类排放污水。无论是海水、苦咸水还是淡水，原水浊度可达500NTU左右，允许水源中含有枝叶、水草、鱼虾等大颗粒物料存在。

步骤二，利用滤网过滤部21对原水进行过滤，以拦截粒度≥30～80μm的悬浮物，得到D级水，符合混凝土用水指标。

步骤三，利用膜过滤部22对D级水进行过滤，得到C级水。若原水为海水，则C级水为浊度≤5NTU的澄清海水；若原水为苦咸水或淡水，则C级水则为浊度≤1NTU的澄清苦咸水或淡水，C级水满足工程用水以及生活用水标准。

此外，在对C级水进行反渗透处理(进行步骤四)之前，还需要先向制得的C级水中加入消毒剂、阻垢剂以及pH调节剂。消毒剂为次氯酸钠，pH调节剂盐酸或氢氧化钠。

步骤四，若原水为海水，利用第一反渗透单元31对C级水进行反渗透处理从而得到第一B级淡水；若原水为苦咸水或淡水，利用第二反渗透单元32对C级水进行反渗透处理从而得到第二B级淡水。其中，第一B级淡水的离子浓度为200～500ppm，第二B级淡水的离子浓度为≤200ppm，两者可统称为B级淡水，B级淡水达到灌溉用水或生活用水的标准。

步骤五，利用第三反渗透单元33对B级淡水进行二级反渗透处理，得到A级水。A级水的离子浓度为≤10ppm，达到直饮纯净水标准。

步骤六，根据实际需要，通过D级水出水管、C级水出水管、B级水出水管以及A级水出水管分别输出D级水、C级水、B级水以及A级水。

利用本实施例的多种水质淡水制取设备100并按照本实施例的多种水质淡水制取方法分别对不同水的的水进行淡水制取的水质变化情况以及产水量如表2所示。

表2：多种水质淡水制取设备对不同水源的制水情况表

注：表中TDS表示离子浓度。

<变形例一>

图9是本发明的变形例一中多种水质淡水制取设备的结构示意图。

如图9所示，本变形例提供了一种多种水质淡水制取设备200，该设备与实施例中所提供的多种水质淡水制取设备100的区别在于膜过滤部的具体结构不同，其余结构相同，并且，在本变形例中，与实施例相同的结构采用相同的序号表示。

图10是本发明的变形例一中陶瓷膜过滤器的结构示意图。

如图9、10所示，本变形例中的膜过滤部23设置在滤网过滤部21的下游，包括第二箱体231以及陶瓷膜过滤单元23。

第二箱体231为封闭式圆形箱体，以下简称为第一膜壳组件231，第一膜壳组件231由第一膜壳筒体2311、第一上端盖2312以及第一下端盖2313构成。

第一上端盖2312上具有第一入水口234，第一入水口234与滤网过滤部21的出水管2121通过进水阀门230相连通，入水压力≥0.25MPa。

第一下端盖2313上具有排污口235。排污口235与排污电磁阀233连接。第一膜壳筒体2311上具有过滤清液出水口236，过滤清液出水口236又称为第一膜过滤出水口，它与C级水箱51连接。第一膜壳筒体2311内的上、下两端具有密封圈237。

陶瓷膜过滤单元23包括一个陶瓷膜过滤件232和第一进水管。

陶瓷膜过滤件232又称陶瓷膜滤芯232，该陶瓷膜芯232通过上下密封圈237固定在第一膜壳筒体2311上，在陶瓷膜芯232外壁与第一膜壳筒体2311内壁之间形成密封的空腔238，该密封空腔238与上下端盖空腔239通过密封圈237隔断，互不相通。第一进水管与第一入水口234相连通，从而使从第一入水口234进入的水能够进入陶瓷膜滤芯232内。

如图9、10所示，陶瓷膜过滤件231采用“内压式截流过滤”的工作原理：第一入水口234与滤网过滤部21的出水管2121通过进水阀门230连通，压力≥0.25MPa的水通过膜壳231并通过第一进水管进入进入陶瓷膜滤芯232内。陶瓷膜滤芯232具有大量由陶瓷膜壁2322包围形成的入水管道(通液孔)2321，入水泵入陶瓷膜芯232的入水管道2321后，清液在水压作用下，渗出陶瓷膜壁2322的过滤微孔后汇集在第一膜壳筒体2311内壁与陶瓷膜芯232外壁之间的密闭空腔238中，形成过滤产水，并经过滤清液出水口236输出，在C级水箱51中贮存。膜过滤部23过滤产水的浊度≤0.1NTU，而粒度＞0.1μm的杂质则被阻隔、滞留于入水管道2321和下端盖容腔239内，作为废水定时排出。

在本变形例中，滞留于入水管道(通液孔)2321内的粒度＞0.1μm的杂质在入水压力的作用下被推送到陶瓷膜过滤件231的膜壳第一下端盖2313部的容腔239内暂存，并且该膜壳端部的容腔239与排污阀门233连接，通过排污阀门233定时打开(或根据膜腔压力打开)，将污物排放出去。

过滤过程中入水管道2321内的的溶液浊度会不断升高，阻挡清液从管壁2322渗出，导致产水流量下降，待排污阀门233打开后，将入水管道2321内的高浊度废液排出，并自动进入反冲流程。

反冲洗时，进水阀门230关闭，排污阀门233打开，污水从排污口排出，膜芯的入水管道2321中的压力释放，同时产水阀门2361关闭、反冲泵250开启，从C级水箱51中抽取清水，通过反冲洗阀门2501将高压清液通过滤清液出水口236打入密闭空腔238中，在水压作用下反向穿过膜芯管壁2322，将滞留在滤孔中的污物冲刷出去，从管道2321中排出，恢复膜壁的过滤效果，然后自动回复到正常过滤运行。

通过陶瓷膜过滤单元231可以对D级水进行进一步过滤，以拦截水中粒度≥0.1μm的悬浮物，因此，滤清液出水口236输出的水为C级水。若原水为海水，则C级水为浊度≤5NTU的澄清海水；若原水为苦咸水或淡水，则C级水则为浊度≤1NTU的澄清苦咸水或淡水，C级水满足工程用水以及生活用水标准。

多个陶瓷膜过滤单元231的第一入水口234通过三通阀连接，通过控制三通阀的打开和关闭，实现多个陶瓷膜过滤单元231之间的交替使用或同时使用。在本变形例中，陶瓷膜过滤单元231的数量为一个。

相应地，滤网过滤部21的出水管2121与膜过滤部23的第一入水口234连接，并通过三通阀输出D级水。C级水箱51设置在滤清液出水口236与第一反渗透单元31(或第二反渗透单元32)之间，用于储存C级水。

<变形例二>

图11是本发明的变形例二中多种水质淡水制取设备的结构示意图。

如图11所示，本变形例提供了一种多种水质淡水制取设备300，该设备与实施例中所提供的多种水质淡水制取设备100的区别在于膜过滤部的具体结构不同，其余结构相同，并且，在本变形例中，与实施例相同的结构采用相同的序号表示。

图12是本发明的变形例二中柔性陶瓷膜过滤部的结构示意图；图13是本发明的变形例二中柔性陶瓷膜过滤单元的结构示意图；图14是本发明的变形例二中柔性陶瓷膜丝的结构示意图。

如图12-14所示，本变形例中的膜过滤部24为柔性陶瓷膜过滤部，其置在滤网过滤部21的下游，包括第四箱体241以及至少一个柔性陶瓷膜过滤单元242。

第四箱体241为封闭式圆形箱体，以下简称为第二膜壳组件241，第二膜壳组件241由第二膜壳筒体2411、第二上端盖2412以及第二下端盖2413构成，

第二上端盖2412上具有第四入水口243，与滤网过滤部21的出水管2121相连通。第二下端盖2413上具有第四排污口244。与第四排污电磁阀2441连接。第二上端盖2412上具有第四出水口248，与产水储存水箱51连接。

如图13所示，柔性陶瓷膜过滤单元242由上膜架2421、下膜架2422、支承架2423和大量中空的柔性陶瓷膜丝2424构成。柔性陶瓷膜丝2424是一种由PTFE(聚四氟乙烯类)材料与陶瓷材料的混合料在高温条件下挤压成型，柔性陶瓷膜丝2424成型后是一种柔性中空管状材料，管壁分布大量孔径≤0.1μm的过滤孔。

如图13、14所示，所有柔性陶瓷膜丝2424安装固定在上膜架2421和下膜架2422。柔性陶瓷膜丝2424下端封闭固定在下膜架2422上，上端与上膜架2421连接。所有柔性陶瓷膜丝2424的中空内孔通过上膜架2421的内腔24211作为第四膜过滤出水管与第四出水口248连通，且对膜丝外的空间密封。入水在水泵作用下进入膜壳242后在所有膜丝壁上产生0.1～0.3MPa的压力，入水中的清液透过膜丝壁2424上的滤孔24241进入膜丝内孔24242，汇集到上膜架2421的内腔24211中，形成产水从第四出水口248输出，进入C级水箱51贮存，而入水中大于0.1μm的悬浮物则被阻隔在膜丝外壁24244之外，留滞在膜壳容腔247内定时排出。

如图11-14所示，膜过滤部24采用“外压式截流过滤”的工作原理：第四入水口243与滤网过滤部21的出水管2121相连通，柔性陶瓷膜过滤单元242具有大量由柔性陶瓷膜丝2424构成过滤管道，入水泵入第二膜壳组件241内，清液在水泵压力作用下，透过柔性陶瓷膜管壁2424的过滤微孔24241后渗入柔性陶瓷膜丝内孔24242，并汇集在上膜架的空腔24211内，形成过滤产水，并经第四出水口248输出，膜过滤部24过滤产水的浊度≤0.1NTU，而粒度＞0.1μm的杂质则被阻隔、滞留于膜壳容腔247，作为废水定时排出。

在本变形例二中，滞留于第四箱体241内的粒度＞0.1μm的杂质会在入水压力的作用下被推送到柔性陶瓷膜过滤件242的下端部的膜壳容腔247内暂存，并且该膜壳容腔247与第四排污阀门2441连接，通过第四排污阀门2441定时打开(或根据膜腔压力打开)，将污物排放出去。

如图12-14所示，在过滤过程中，由于水压的作用，悬浮物会吸附在柔性陶瓷膜丝2424管的外壁24244上，形成污物阻挡层24243，积累到一定厚度时将使过滤效率下降，并使入水压力与产水压力差增高，需要对膜丝的外壁、滤孔进行气擦洗、气反洗、清水反洗处理。

如图12所示，气擦洗运行过程为：自动控制系统根据运行时间或压差的变化发出指令，关闭第四入水阀门2431，释放柔性陶瓷膜丝管壁2424的水压，并打开压缩空气管道阀门2451，压缩空气从膜壳241第二下端盖2413上的进气口246进入膜壳，对膜丝2424外壁进行曝气擦洗，并使柔性陶瓷膜丝晃动，将吸附在膜丝外壁24244上的污物24243冲洗脱离，恢复膜丝2424的过滤能力。

如图12-14所示，气反洗运行过程为：自动控制系统根据运行时间或压差的变化发出指令，关闭入第四水阀门2431，释放柔性陶瓷膜丝管壁2424的水压，并关闭产水阀门2481，打开气反冲阀门2452，压缩空气通过第四产水口248进入柔性陶瓷膜丝内孔24242，压缩空气从膜丝孔24242透过管壁滤孔24241喷出，同时将沉积在滤孔24241中的微粒冲出来，从而恢复柔性陶瓷膜丝2424的过滤能力。

水反洗运行过程为：自动控制系统根据运行时间或压差的变化发出指令，关闭第四入水阀门2431，释放柔性陶瓷膜丝管壁2424的水压，打开第四排污阀2441，并关闭产水阀门2481，关闭药物冲洗阀门2492，开启反冲水泵249，打开水反洗阀门2491，清水从C级水箱51泵出，通过第四产水口248进入柔性陶瓷膜丝内孔24242，清水在反洗泵26压力作用下从膜丝孔24242透过管壁滤孔24241渗出，同时将沉积在滤孔24241中的微粒冲洗出来，从而恢复柔性陶瓷膜丝2424的过滤能力。

药物冲洗过程为：自动控制系统根据运行时间或压差的变化发出指令，关闭第四入水阀门2431，释放柔性陶瓷膜丝管壁2424的水压，打开第四排污阀2441，并关闭产水阀门2481，关闭水反洗阀门2491，打开药洗阀门，开启反冲水泵249，药液从药物水箱61泵出，通过第四产水口248进入柔性陶瓷膜丝内孔24242，清水在反洗泵26压力作用下从膜丝孔24242透过管壁滤孔24241渗出，同时将沉积在滤孔24241中的微粒冲洗出来，从而恢复柔性陶瓷膜丝2424的过滤能力。必要时将药液潴留在第四箱体241内，让柔性陶瓷膜丝2424在药液中浸泡一段时间(例如12小时)，使沉积在滤孔24241中的微粒充分溶解并冲洗出来，从而恢复柔性陶瓷膜丝2424的过滤能力。

在第四箱体241的第二上端盖2412上设有错流管246与膜壳容腔247连通，错流管246上装有错流调节阀2461，运行过程中调节错流阀2461，使膜壳容腔中的污水按一定流量从错流管246排出，可降低膜壳容腔247中液体的浊度，提高过滤效率。

通过柔性陶瓷膜过滤单元242可以对D级水进行进一步过滤，以拦截水中粒度≥0.1μm的悬浮物，因此，第四产水口248输出的水为C级水。若原水为海水，则C级水为浊度≤5NTU的澄清海水；若原水为苦咸水或淡水，则C级水则为浊度≤1NTU的澄清苦咸水或淡水，C级水满足工程用水以及生活用水标准。

多个柔性陶瓷膜过滤单元242的第四进水口243通过三通阀连接，通过控制三通阀的打开和关闭，实现多个柔性陶瓷膜过滤单元242之间的交替使用或同时使用。在本变形例中，柔性陶瓷膜过滤单元242的数量为1个。

C级水箱51设置在第四产水口248与第一反渗透单元31(或第二反渗透单元32)之间，用于储存C级水。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的多种水质淡水制取方法，因为该方法首先通过原水采集装置和刮板式滤网过滤部将从选自海水、苦咸水以及淡水中的任意一种的原水除去≥30～80μm的悬浮物，其相比于沉淀池式的前处理方法来说，处理速度显著提升，且使得相应的设备所占体积更小；然后，通过膜过滤部拦截水中粒度≥0.1μm的悬浮物，从而得到满足反渗透进水要求的C级水，再通过第一、二反渗透单元分别对原水为海水，以及原水为苦咸水或淡水的C级水进行反渗透处理，最后通过第三反渗透单元的处理得到离子浓度为≤10ppm的A级水，该A级水为作为直饮纯净水。所以，本发明的多种水质淡水制取方法对海水、苦咸水以及淡水都可以进行淡水制备，应用范围广，一方面使得相应的设备的生产厂家的销路更广，另一方面还减轻了设备购买公司的购买负担。

此外，本实施例中的多种水质淡水制取设备所占空间小，尤其是，该设备还包括集装箱，原水采集装置、原水前置处理装置、反渗透处理装置以及控制装置均设置在集装箱内，这样整个多种水质淡水制取设备就可以通过例如汽车或塔吊的方式进行移动、搬运，既解决了设备的占地面积过大的问题，又解决了设备的安装过程复杂、耗时的问题，并且该设备购买后就可以直接投入生产，更具实用价值。

进一步地，原水采集装置包括粗滤防护网篮和水泵，通过将粗滤防护网篮投放在水源内，来过滤掉水中的过滤掉片状、絮状、块状物料以及鱼虾等物质，并将水泵设置在水源以外，这样能够避免水中的过滤掉片状、絮状、块状物料以及鱼虾等物质对水泵泵水的影响，延长了水泵的使用寿命。

进一步地，刮板式滤网过滤部包括第一箱体、过滤件以及刮板，通过刮板与过滤件的配合避免了过滤件的滤网被杂质堵塞，使得过滤件可以持续进行过滤工作。

进一步地，膜过滤部包括至少两个帘式膜过滤单元，通过多个帘式膜过滤单元的交替使用，减少了膜过滤部的停机换膜次数，使得整个设备的有效工作时长更长。

进一步地，出水装置具有多个不同的出水管，通过多个出水管分别对设备在制备直饮水过程中所产生的不同等级的水进行输出，便于根据用户的需要分质供水，避免了不必要的浪费，也减轻了设备的运行负担。

本实施例将原水采集系统模块、原水过滤前置处理系统、多级反渗透淡水处理系统、直饮水处理系统等完整的淡水制取设备配置在一台有限空间的封闭箱体中，且自带水源初始化处理装置，可不受海域、地域、季节、气候对水质的影响，装置移动就位后，用户只需将抽水管投入水源即可正常运行、分质供水，无需任何现场施工。需要撤离时，也只需收回抽水管，即可整机移动，而无任何设备损失，是一种真正意义上的移动淡水制取装置。同时还能按用户实现分质供水，节省能源。

变形例的作用与效果

变形例一、变形例二中与实施例相同的结构具有相同的技术效果。

此外，变形例一、变形例二中使用的膜过滤部分别为陶瓷膜过滤器和柔性陶瓷膜过滤器，其具有以下技术效果：一、单位体积内的过滤面积大，过滤效率高，大幅度降低占地面积；二、滤孔精度高，产水浊度直接达到超滤的水质指标，可省去超滤系统配置，降低投资；三、采用“截流过滤”运行模式，与“错流运行”的过滤系统相比，不但降低投资，且大幅度节能；陶瓷膜过滤件、柔性陶瓷膜过滤件均安置在封闭式的第二箱体运行，可靠性高，可维护性好，允许在车辆、船舰等移动、晃动环境的工况下工作。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多种水质淡水制取方法，该方法利用多种水质淡水制取设备来制取淡水，所述多种水质淡水制取设备具有原水采集装置、原水前置处理装置以及反渗透处理装置，所述原水前置处理装置具有滤网过滤部和膜过滤部，所述反渗透处理装置具有第一反渗透单元，第二反渗透单元以及第三反渗透单元，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，利用所述原水采集装置从水源采集原水，该原水选自海水、苦咸水以及淡水中的任意一种；

步骤二，利用所述刮板式滤网过滤部对所述原水进行过滤，以拦截粒度≥30～80μm的悬浮物，得到D级水；

步骤三，利用所述膜过滤部对所述D级水进行过滤，得到C级水，若所述原水为海水，则所述C级水的浊度≤5NTU，若所述原水为苦咸水或淡水，则所述C级水的浊度≤1NTU；

步骤四，若所述原水为海水，利用所述第一反渗透单元对所述C级水进行反渗透处理从而得到第一B级淡水，若所述原水为苦咸水或淡水，利用所述第二反渗透单元对所述C级水进行反渗透处理从而得到第二B级淡水，所述第一B级淡水的离子浓度为200～500ppm，所述第二B级淡水的离子浓度为≤200ppm；

步骤五，利用所述第三反渗透单元对所述第一B级淡水或所述第二B级淡水进行二级反渗透处理，得到A级水，所述A级水的离子浓度为≤10ppm。

2.根据权利要求1所述的多种水质淡水制取方法，其特征在于：

其中，所述淡水的水源为江、河、湖、水库、沟渠、水井的任意一种，

所述苦咸水的水源为江、河、湖、水库、沟渠、水井的任意一种，

所述海水的水源为海。

3.根据权利要求1所述的多种水质淡水制取方法，其特征在于：

其中，所述D级水符合混凝土用水指标，所述C级水符合工程用水以及生活用水指标，所述第一B级淡水和所述第二B级淡水均符合灌溉用水以及生活饮用水指标，所述A级水符合直饮纯净水指标。

4.根据权利要求1所述的多种水质淡水制取方法，其特征在于：

其中，在对所述C级水进行反渗透处理之前，先向所述C级水中加入消毒剂、阻垢剂以及pH调节剂，

所述消毒剂为次氯酸钠，所述pH调节剂盐酸或氢氧化钠。

5.根据权利要求1所述的多种水质淡水制取方法，其特征在于：

其中，所述多种水质淡水制取设备包括出水装置，该出水装置具有D级水出水管、C级水出水管、B级水出水管以及A级水出水管，

所述多种水质淡水制取方法还包括：

步骤六，通过所述D级水出水管、所述C级水出水管、所述B级水出水管以及所述A级水出水管分别输出所述D级水、所述C级水、B级水以及所述A级水，

所述B级水包括所述第一B级淡水和/或所述第二B级淡水。

6.根据权利要求1所述的多种水质淡水制取方法，其特征在于：

其中，所述膜过滤部所使用的膜为帘式膜膜或陶瓷膜，

所述第一反渗透膜为海水淡化型反渗透膜，

所述第二反渗透膜为苦咸水淡化型反渗透膜，

所述第三反渗透膜为食品级二级反渗透膜。

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