CN1378978A - 船用人力海水淡化方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种船用人力海水淡化方法及装置,设计了前处理、微过滤、手动加压、膜分离、自供能量反洗微过滤器、间歇运转省能的工艺方法,并根据此方法设计出轻便小巧的装置。不需电力及热能,仅靠人力直接从海水中获取淡水,适用于小型海船、孤岛人员用海水及野外作业人员用苦咸水、江河水、受污染或低品质水制取高质量饮用水。制水方法简单实用,装置体积小、重量轻、便于携带,随时用水随时制取,方便灵活,适用范围广。

Description

船用人力海水淡化方法及装置

本发明涉及到一种用途广泛的船用人力海水淡化方法及装置。

海水淡化常用方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等；均需消耗热能或电能。现有的利用反渗透技术淡化海水的方法均以电能为动力，适合于在陆地建厂，或在具有发电设备的大型轮船上使用，适用范围受到电力供应的局限，难于在更大范围普遍推广应用。对于长期在海上作业的小型船只来说，因缺少电能，实际上是无法应用的，小型船只的用水问题仍依赖于携带淡水来解决，因可携带水量有限，很不方便。另外，在野外长时间作业人员寻找优质水源时也会遇到麻烦。

本发明的目的旨在为长期在小型船只上的海上作业人员及野外作业人员提供一种不用电力的，依靠人力用海水或用苦咸水、江河水、受污染或低品质水直接制取高质量饮用水的方法及装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：设置由前处理水箱、微过滤器、手动高压水泵、稳压罐、反渗透元件、压力表、调压阀、限压阀及连接管路组成的膜分离工作系统；设置包括反冲洗阀、反冲洗管、手动高压水泵、稳压罐的微过滤器清洗系统；设置节能阀使整机能在间歇运转状态下工作并达到省力的效果。向前处理水箱内注入海水并投加前处理药剂进行必要的前处理；利用手动高压水泵进口抽吸作用使海水经微过滤器过滤去除海水中的悬浮杂质，利用手动高压水泵出口加压作用为膜分离工作系统提供工作压力获取淡水；当微过滤器发生堵塞时，可利用稳压罐内的高压水对微过滤器进行反冲清洗。

图1为工艺方法流程图，图2、图3、图4为一种根据图1的工艺方法设计的实用装置的示意图、图5为一种微过滤器的结构示意图。

结合附图将方法及装置的工作原理叙述如下：

如图1，设有前处理水箱2；将微过滤器1放置在前处理水箱2内；微过滤器1接进水管3；进水管3再与手动高压水泵5进口连接(在手动高压水泵5进口抽吸作用下海水通过微过滤器1时过滤除去悬浮物杂质)；手动高压水泵5的出口接高压水管9(通过反复压抬手动加压杆4可为高压水管9增压)；高压水管9分别连接有稳压罐8、反渗透元件10及反冲洗阀6(稳压罐8是用来缓解过高冲击压力的，可使反渗透元件在相对稳定的压力下工作。反渗透元件可由单个元件或多个元件串、并联组成，其膜材料及结构形式可根据市场供应情况选择，可选高脱盐率的膜材料，其结构形式可以是管式元件、板框式元件、卷式元件、毛细管膜元件或中空纤维元件)；反冲洗阀6通过反冲洗管7与进水管3连接；反渗透元件10的渗透液出口接淡化水管12，可将淡化水导出；反渗透元件10的浓缩液出口接浓缩海水管13，浓缩海水管13分别连接有压力表14、限压阀11、调压阀15(可在反渗透元件前、后各设一个压力表，或只在涉及到高压水管9及浓缩海水管13的整个高压管路设一个压力表)；反渗透元件10、浓缩海水管13、出口压力表14、限压阀11、调压阀15通过管路连接构成膜分离工作系统；限压阀11分出一条卸压管路17，其作用是保护反渗透元件的，可避免过高压力下反渗透膜被压破，当手动高压水泵5输出的压力高于预先设定的极限压力时，限压阀将自动开启，将卸出的浓缩海水经卸压管路17及回流管18排回前处理水箱2，限压阀也可设在反渗透元件前的高压管路内，这时需将限压阀卸压管路接入进水管3或接反冲洗管7；调压阀15与节能阀16相接；节能阀16后面接回流管18将浓缩海水回流至前处理水箱2；反渗透元件10的透过液出口接淡化水管12。

图2、图3、图4所示的是按照上述工艺方法将有关元件(除前处理水箱2及微过滤器1外)分别固定在底板19或控制面板21上的一种实用装置。底板19和控制面板21与保护架22连接，用卡带20将反渗透元件固定在底板19上，除限压阀以外的阀门仪表等都安置在控制面板21上，手动高压水泵5、稳压罐8分别固定在底板19上。可将前处理水箱2设计成能将整机装入其中的形式，使装置闲置时少占空间，形成一个轻便小巧的整体装置。

图4所示是由进水管接口23、微过滤器外壳24、微孔过滤材料25、粗滤网26组成的微过滤器的一种形式，是一种带有进水管接口和带有粗滤网的外壳保护微孔过滤材料的微过滤器。微过滤材料25可以选用超滤、多孔聚乙烯、线绕式精密滤芯等过滤材料。

微过滤器1、手动高压水泵5、稳压罐8、反渗透元件、压力表、调压阀、限压阀及连接管路构成了淡化海水的膜分离工作系统。

反冲洗管7一端接高压水管9，一端接进水管3，中间接反冲洗阀6，是利用稳压罐8内的高压水对微过滤器1进行反冲洗的。需要清洗微过滤器1时，打开反冲洗阀6，稳压罐8内的高压水沿反冲洗管7快速进入进水管3，从微过滤器1反方向冲出，形成自供能量对微过滤器1截留物的清洗。反冲洗阀6、反冲洗管7、手动高压水泵5、稳压罐8形成了针对微过滤器1的清洗系统。

当整机在正常工作的状态下，停止加压并立即关闭节能阀16，这时系统内仍储存一定量的高压海水，并且还会有部分淡水产出，虽然出水较慢，但很省力。节能阀16是让整机可以快慢交替地间歇运转达到省力效果的装置。

上述的船用人力海水淡化方法是这样使用的：首先，向前处理水箱2内注入海水并定量投加前处理剂(杀菌剂或混凝剂等)，搅拌片刻后，待杀灭有害菌类及满足反渗透元件进水水质要求后(应急使用时可不经前处理直接用海水制淡水)，关闭反冲洗阀6，打开节能阀16，按照大致固定的频率反复压抬手动压杆4，调整调压阀15，同时观察压力表14，使压力表14的压力达到反渗透元件要求的压力。而后，继续按照该频率反复压抬手动压杆4，此时淡化水将不断从淡化水管12流出，可将淡化水收集储存备用。当前处理水箱2中的海水浓缩至一定程度时可弃去，更换新海水重新操作。

本发明与现有的海水淡化技术相比所具有的有益效果在于：

1.摆脱了依赖电力、热能淡化海水的局限，实现了直接依靠人力从海水或苦咸水、江河水、受污染水等低品质水中获取饮用水。

2.实际地解决了长期在小型船只上的海上作业人员及野外作业人员获取饮用水的特殊问题，提供了一种用低品质水直接制取饮用水的方法及装置。

3.装置体积小，重量轻，便于携带，并可随时用水随时制取，方便灵活。

4.装置制造成本低，便于普及应用。

Claims (10)

1.一种船用人力海水淡化方法及装置，包括过滤器、反渗透元件和连接管路，其特征是：由前处理、微过滤、手动加压、稳压罐稳压、反渗透膜分离、限压阀限压、调压阀调压、自供能量反洗微过滤器等构成依靠人力淡化海水的工艺方法；设置了膜分离工作系统、微过滤器清洗系统及节能阀保障方法的有效实施。

2.一种船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：按照权利要求1所述工艺方法用卡带(20)将反渗透元件固定在连接有保护架(22)及控制面板(21)的底板(19)上，阀门仪表等安置在控制面板上，手动高压水泵(5)、稳压罐(8)固定在底板上形成一种整体装置。

3.按照权利要求1所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：设置了手动高压水泵(5)，实现了不依赖电力，依靠人力直接用海水制取淡水。

4.按照权利要求1和权利要求2所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：可设置前处理水箱(2)并可将其设计成能将整机装入其中的形式。

5.按照权利要求1所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：微过滤器通过进水管(3)连接手动高压水泵(5)入口，手动高压水泵出口连接高压水管(9)，高压水管分别连接稳压罐(8)、反渗透元件及反冲洗管(7)，反渗透元件的浓缩水出口接浓缩海水管(13)，浓缩海水管分别连接压力表(14)、限压阀(11)、调压阀(15)及回流管(18)，反渗透元件的淡化水出口连接淡化水管(12)，并由此构成了膜分离工作系统。

6.按照权利要求1和权利要求2所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：在高压水管(9)与进水管(3)之间设置反冲洗管(7)及反冲洗阀(6)，它们与手动高压水泵(5)、稳压罐(8)配合构成微过滤器反冲洗系统。

7.按照权利要求1和权利要求2所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：在调压阀(15)后部可连接节能阀(16)及回流管(18)，使整机可快慢交替间歇运转达到省力的效果。

8.按照权利要求1和权利要求2所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：反渗透元件可由单个元件或多个元件串联或并联组成，可以采用管式元件、板框式元件、卷式元件、毛细管膜元件、中空纤维元件…等结构形式。

9.按照权利要求1和权利要求2所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：可在反渗透元件前、后各设一个压力表，或只在高压管路内设一个压力表；限压阀可设在反渗透元件前或后的高压管路内。

10.按照权利要求1和权利要求2所述的船用人力海水淡化方法及装置，其特征是：可由一种带有进水管接口和粗滤网的外壳保护微孔过滤材料的方式构成微过滤器的一种结构形式。微孔过滤材料可以选用超滤、多孔聚乙烯、线绕式精密滤芯...等过滤材料。

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