CN111718052A - 一种苦咸水淡化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苦咸水淡化方法，具有以下步骤：将苦咸水引入集水井；将集水井中的苦咸水通过水泵引入过滤罐，进行过滤；过滤后的苦咸水进入第一电容去离子装置，接通第一电容去离子装置的电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第一电容去离子装置电极上，实现脱盐，降低苦咸水溶液中的离子浓度；将脱盐后的苦咸水在高压泵的的作用下通过反渗透装置，得到淡水；使用第一电容去离子装置、第二电容去离子装置并联，在第一电容去离子装置进行反接脱附离子时，第二电容去离子装置继续进行淡化工作，提高淡化的效率。

Description

一种苦咸水淡化方法及装置

技术领域

本发明属于苦咸水淡化技术领域，涉及一种苦咸水淡化方法及装置。

背景技术

目前苦咸水淡化水处理工艺大多采用蒸馏法、反渗透法和电渗析法，蒸馏法是最早采用的淡化方法，它的优点是结构较简单，操作容易，淡化水的水质好，但是缺点在于，蒸馏法需要热源，能量消耗大，运行费用高，设备投资高。电渗析工作原理：在直流电场的作用下，水中离子透过具有选择性的离子交换膜而定向迁移，使电解质离子自水溶液中部分分离，以制取淡水，但电渗析法耗电量和耗水量都很高，反渗透(RO)是以压力为驱动力的膜分离过程，综合投资和运行成本来说，反渗透法占有绝对优势，但是，虽然反渗透法常温操作、设备简单、操作方便且能量消耗少，但是，苦咸水淡化脱盐需要较高的操作压力，由此带来较快的膜面无机结垢和频繁的膜元件清洗与更换。

中国专利CN108314121A公开了一种苦咸水淡化装置及苦咸水淡化方法，包括内循环结构和外循环结构，内循环结构和外循环结构形成双层结构；内循环结构形成用于淡化苦咸水的第一水循环网络，外循环结构形成用于淡化苦咸水第二水循环网络；内循环结构包括有太阳能集热器，用于白天收集热量并蓄存于第一水循环网络；苦咸水在第一水循环网络流通过程中通过蒸发冷凝形成淡化水并将热量传递到第二水循环网络，使得第二水循环网络得到热量并蓄存；待到夜晚，第一水循环网络和第二水循环网络积蓄的热量释放，使得苦咸水在第二水循环网络流通过程中冷凝形成淡化水，此技术方法的缺点在于，利用太阳能集热淡化苦咸水，受气候的影响较大，且转化效率较低，如果大量的淡化苦咸水，需要的设备占地面积较大。

发明内容

本发明的目的，是克服现有技术的缺点和不足，提供一种高转化率的苦咸水淡化方法及装置。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种苦咸水淡化方法，具有以下步骤：

(1)将苦咸水引入集水井；

(2)将集水井中的苦咸水通过水泵引入过滤罐，进行过滤；

(3)步骤(2)过滤后的苦咸水进入第一电容去离子装置，接通第一电容去离子装置的电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第一电容去离子装置电极上，实现脱盐，降低苦咸水溶液中的离子浓度；

(4)经过步骤(3)的苦咸水在高压泵的的作用下通过反渗透装置，得到淡水；

(5)当第一电容去离子装置的电极达到一定吸附量时，关闭第一电容去离子装置通往反渗透装置的管道阀门，打开通往回收装置的管道阀门，将第一电容去离子装置电极反接，将吸附的离子脱附，脱附后的电子与苦咸水一起进入回收装置；

(6)在关闭第一电容去离子装置的同时，打开过滤罐与第二电容去离子装置之间的的管道阀门，并接通第二电容去离子装置电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第二电容去离子装置电极上，经过第二电容去离子装置的苦咸水通过反渗透装置，得到淡水；

(7)循环开启第一电容去离子装置、第二电容去离子装置，使苦咸水得到持续的淡化。

本发明还提供了一种苦咸水淡化装置，包括集水井、过滤罐和反渗透装置，所述集水井和过滤罐之间设有水泵，所述反渗透装置的入水端设有高压泵，所述过滤罐与反渗透装置之间设有第一电容去离子装置、第二电容去离子装置，。

进一步的，所述第一电容去离子装置、第二电容去离子装置并联设置，所述第一电容去离子装置入水口设有第一阀门，所述第二电容去离子装置入水口设有第二阀门，所述第一电容去离子装置通过第一开关与蓄电池连接，所述第二电容去离子装置通过第二开关与蓄电池连接，所述蓄电池与太阳能发电装置连接。

进一步的，所述第一电容去离子装置与第一阀门之间设有第一流量计，所述第二电容去离子装置与第二阀门之间设有第二流量计。

进一步的，所述反渗透装置的进水口设有第一电导率仪，所述反渗透装置的出水口设有第二电导率仪。

进一步的，所述第一电容去离子装置、第二电容去离子装置的出水口与回收装置连接，所述第一电容去离子装置与回收装置之间设有第三阀门，所述第二电容去离子装置与回收装置之间设有第四阀门。

进一步的，所述回收装置包括蒸发罐和太阳能集热装置，所述蒸发罐与太阳能集热装置连接，所述蒸发罐与第一电容去离子装置、第二电容去离子装置的出水口连接。

进一步的，所述反渗透装置的淡水出口管连接有反冲管，所述反冲管上设有反冲泵和第五阀门，所述反渗透装置与回收装置连接。

进一步的，所述过滤罐内设有砂石过滤网和活性炭吸附层，所述活性炭吸附层设于砂石过滤网下端。

本发明的利用过滤罐对砂石、杂质进行过滤，然后利用电容去离子装置对苦咸水进行脱盐，电容去离子装置吸附正电离子的是苦咸水，降低了离子浓度，再经过反渗透装置时，可以减轻对膜的损害，再时苦咸水得到进一步的淡化的情况下，延长的膜的寿命，使用第一电容去离子装置、第二电容去离子装置并联，在第一电容去离子装置进行反接脱附离子时，第二电容去离子装置继续进行淡化工作，提高淡化的效率，且本发明采用电容去离子装置对苦咸水进行脱盐，再由反渗透装置进行进一步的淡化，对流动的苦咸水进行淡化，设备占地面积小，便于操作。

附图说明

图1是本发明所述一种苦咸水淡化装置的结构示意图。

图中，1-集水井；2-过滤罐；201-砂石过滤网；202-活性炭吸附层；3-反渗透装置；4-水泵；5-第一电容去离子装置；6-第二电容去离子装置；7-回收装置；701-蒸发罐；702-太阳能集热装置；8-第一阀门；9-第二阀门；10-第一开关；11-蓄电池；12-第二开关；13-太阳能发电装置；14-第一流量计；15-第二流量计；16-第一电导率仪；17-第二电导率仪；18-第三阀门；19-第四阀门；20-反冲管；21-反冲泵；22-第五阀门；23-高压泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，本发明提供了一种苦咸水淡化方法，具有以下步骤：

(1)将苦咸水引入集水井；

(2)将集水井中的苦咸水通过水泵引入过滤罐，进行过滤；

(3)步骤(2)过滤后的苦咸水进入第一电容去离子装置，接通第一电容去离子装置的电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第一电容去离子装置电极上，实现脱盐，降低苦咸水溶液中的离子浓度；

(4)经过步骤(3)的苦咸水在高压泵的的作用下通过反渗透装置，得到淡水；

(5)当第一电容去离子装置的电极达到一定吸附量时，关闭第一电容去离子装置通往反渗透装置的管道阀门，打开通往回收装置的管道阀门，将第一电容去离子装置电极反接，将吸附的离子脱附，脱附后的电子与苦咸水一起进入回收装置；

(6)在关闭第一电容去离子装置的同时，打开过滤罐与第二电容去离子装置之间的的管道阀门，并接通第二电容去离子装置电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第二电容去离子装置电极上，经过第二电容去离子装置的苦咸水通过反渗透装置，得到淡水；

(7)循环开启第一电容去离子装置、第二电容去离子装置，使苦咸水得到持续的淡化。

其中，第一电容去离子装置、第二电容去离子装置的电源为直流电源，电压为0.5-2.5V。

其中，第一电容去离子装置、第二电容去离子装置进水流量为5-20L/mi n。

本发明提供了一种苦咸水淡化装置，如图1，包括集水井1、过滤罐2和反渗透装置3，过滤罐2内设有砂石过滤网201和活性炭吸附层202，活性炭吸附层202设有砂石过滤网201下端，集水井1和过滤罐2之间设有水泵4，反渗透装置3的入水端设有高压泵23，过滤罐2与反渗透装置3之间设有第一电容去离子装置5、第二电容去离子装置6，第一电容去离子装置5、第二电容去离子装置6并联设置，第一电容去离子装置5入水口设有第一阀门8，第二电容去离子装置6入水口设有第二阀门9，第一电容去离子装置5通过第一开关10与蓄电池11连接，第二电容去离子装置6通过第二开关12与蓄电池11连接，所述蓄电池11与太阳能发电装置13连接。

第一电容去离子装置5与第一阀门8之间设有第一流量计14，第二电容去离子装置6与第二阀门9之间设有第二流量计15，反渗透装置3的进水口设有第一电导率仪16，反渗透装置3的出水口设有第二电导率仪17。

第一电容去离子装置5、第二电容去离子装置6的出水口与回收装置7连接，第一电容去离子装置5与回收装置7之间设有第三阀门18，第二电容去离子装置6与回收装置7之间设有第四阀门19。

回收装置7包括蒸发罐701和太阳能集热装置702，蒸发罐701与太阳能集热装置702连接，蒸发罐701与第一电容去离子装置5、第二电容去离子装置6的出水口连接。

反渗透装置3的淡水出口管连接有反冲管20，上设有反冲泵21和第五阀门22，反渗透装置3的浓水端与蒸发罐701连接，反渗透装置3的浓水端是指苦咸水进入反渗透装置3进水端，淡水端是苦咸水通过反渗透装置3的出水端。

本发明的苦咸水淡化方法及装置，使用第一电容去离子装置5、第二电容去离子装置6并联，在使用在第一电容去离子装置5进行苦咸水淡化时，第一阀门8处于开启状态，第二阀门9、第三阀门18、第四阀门19均处于关闭状态，第一开关10与第一电容去离子装置5接通，当第一电容去离子装置5的吸附到一定程度时，将第一开关10与第一电容去离子装置5进行反接，脱附离子,同时打开第三阀门18，第二阀门9，第二开关12与第二电容去离子装置6连接，继续进行淡化工作，第一电容去离子装置5和第二电容去离子装置6交替工作，提高淡化的效率。同时，第一电容去离子装置5和第二电容去离子装置6在进行脱附离子时，带有离子的苦咸水进入蒸发罐701，蒸发罐701的苦咸水在太阳能集热装置702的作用下进行蒸发淡化，由于回收的苦咸水量不大，可以充分的利用采用太阳能集热蒸发，节约能源；第一电容去离子装置5和第二电容去离子装置6在电压较小的情况下就能进行离子的吸附，利用太阳能发电，可以供应第一电容去离子装置5和第二电容去离子装置6的用电需求，也起到节约能源的作用，可以根据第一电导率仪16检测的数值，调整第一流量计14、第二流量计15的流量以及第一电容去离子装置5和第二电容去离子装置6的电压，达到离子吸附的需求。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种苦咸水淡化方法，其特征在于,具有以下步骤：

(1)将苦咸水引入集水井；

(2)将集水井中的苦咸水通过水泵引入过滤罐，进行过滤；

(3)步骤(2)过滤后的苦咸水进入第一电容去离子装置，接通第一电容去离子装置的电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第一电容去离子装置电极上，实现脱盐，降低苦咸水溶液中的离子浓度；

(4)经过步骤(3)的苦咸水在高压泵的作用下通过反渗透装置，得到淡水；

(5)当第一电容去离子装置的电极达到一定吸附量时，关闭第一电容去离子装置通往反渗透装置的管道阀门，打开通往回收装置的管道阀门，将第一电容去离子装置电极反接，将吸附的离子脱附，脱附后的电子与苦咸水一起进入回收装置；

(6)在关闭第一电容去离子装置的同时，打开过滤罐与第二电容去离子装置之间的的管道阀门，并接通第二电容去离子装置电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第二电容去离子装置电极上，经过第二电容去离子装置的苦咸水通过反渗透装置，得到淡水；

(7)循环开启第一电容去离子装置、第二电容去离子装置，使苦咸水得到持续的淡化。

2.一种用于权利要求1的苦咸水淡化装置，包括集水井、过滤罐和反渗透装置，所述集水井和过滤罐之间设有水泵，所述反渗透装置的入水端设有高压泵，其特征在于，所述过滤罐与反渗透装置之间设有第一电容去离子装置、第二电容去离子装置。

3.根据权利要求2所述的苦咸水淡化装置，其特征在于，所述第一电容去离子装置、第二电容去离子装置并联设置，所述第一电容去离子装置入水口设有第一阀门，所述第二电容去离子装置入水口设有第二阀门，所述第一电容去离子装置通过第一开关与蓄电池连接，所述第二电容去离子装置通过第二开关与蓄电池连接，所述蓄电池与太阳能发电装置连接。

4.根据权利要求3所述的苦咸水淡化装置，其特征在于，所述第一电容去离子装置与第一阀门之间设有第一流量计，所述第二电容去离子装置与第二阀门之间设有第二流量计。

5.根据权利要求4所述的苦咸水淡化装置，其特征在于，所述反渗透装置的进水口设有第一电导率仪，所述反渗透装置的出水口设有第二电导率仪。

6.根据权利要求2所述的苦咸水淡化装置，其特征在于，所述第一电容去离子装置、第二电容去离子装置的出水口与回收装置连接，所述第一电容去离子装置与回收装置之间设有第三阀门，所述第二电容去离子装置与回收装置之间设有第四阀门。

7.根据权利要求6所述的苦咸水淡化装置，其特征在于，所述回收装置包括蒸发罐和太阳能集热装置，所述蒸发罐与太阳能集热装置连接，所述蒸发罐与第一电容去离子装置、第二电容去离子装置的出水口连接。

8.根据权利要求7所述的苦咸水淡化装置，其特征在于，所述反渗透装置的淡水出口管连接有反冲管，所述反冲管上设有反冲泵和第五阀门，所述反渗透装置与回收装置连接。

9.根据权利要求2所述的苦咸水淡化装置，其特征在于，所述过滤罐内设有砂石过滤网和活性炭吸附层，所述活性炭吸附层设于砂石过滤网下端。

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