TW202404909A - 深層海水淡化民生用水大量生產系統 - Google Patents

深層海水淡化民生用水大量生產系統 Download PDF

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Abstract

本發明包括,一海水儲存池、二高壓重力沉澱池、多個第一鹽水分離機、一淡水儲存池、及一鹵水儲存池,其中:該高壓重力沉澱池高設30米,在高20米處,設一半透膜隔離板,將該高壓重力沉澱池分隔成上下兩池;該海水儲存池將海水輸入該下池裡:該下池水深10米~30米,在此一高壓重力的環境下讓重金屬等雜質快速沉澱,無法往上攀升穿越該半透膜隔離板奈米級的孔徑進入該上池裡;該上池:設多根輸水管內設一半透膜隔離管再過濾一遍,才將潔淨的海水輸入該第一鹽水分離機裡,應用冷凍法將鹽、水分離後,淡水送往淡水儲存池,鹵水送往鹵水儲存池。

Description

深層海水淡化民生用水大量生產系統
本發明深層海水淡化民生用水大量生產系統,系應用高壓重力沉澱池快速沉澱排除深層海水的重金屬、硬度雜質、化學殘留物質等對人體和動植物的有毒物質;再應用冷凍法分離〝鹽、水〞;使生產出來的〝淡水〞和〝鹵水〞,能夠去除有毒物質,保存深層海水營養豐富肥沃的礦物質與微量元素,做為民生用水、農業用水和工業用水使用。
海冰生成時會將飽和的鹽分析出〞:海水結冰,其實只是淡水結冰,而將鹽分排擠出來,部分來不及流走的鹽分以〝鹵汁〞的狀態被包裏在冰晶之間的空隙裡形成“鹽泡”。此外,還有來不及逸出的氣體包裏在冰晶之間的空隙裡形成“氣泡”。因此,海冰實際上是淡水冰晶〞、〝鹽泡氣泡的混合物
海冰的形成〞:普通的純淨水在4℃時密度達到最大,0℃時為冰點開始結冰。而海水由於含有鹽分,所以密度最大時的溫度Imax和結冰時的溫度I,都與純水不同,而是取決於海水的鹽度。當海水的鹽度不超過千分之24.69時,Imax>I,也就是,表層海水的氣溫逐漸下降時,表層海水的溫度首先達到密度最大的溫度Imax,於是表層海水下沉,下層海水 上浮,形成對流。當氣溫繼續下降接近冰點I,表層海水已經不會往下沉,因為下面的海水密度更大,於是表層海水直接結冰;如果鹽度超過千分之24.69時,Imax<I,此時,表層海水的溫度下降時首先接近冰點I,這時表層海水由於降溫的時候密度變大,所以下沉,而較為溫暖的下層海水因為密度較小而上浮,形成對流,一直到海水結冰為止;這種海水結冰的方式,因為過程來回多次而較緩慢。
水結成冰後,體積增加9%〞:冰的水分子是由氫氧鏈結合而成,其-O-H-O-原子排列在一直線上,由於這個規則性的排列關係,冰的水分子間形成許多的空隙;而沒有氫鏈結合的水分子,就沒有這種規則性的排列,它會盡量的緊密堆積在一起(close packing)。如室溫的水,其氫鏈結合率約為50%,而冰為100%(氫鏈結合比率越高的水,分子間的空隙就越多),也就是,冰較水規則性的排列高,所以冰的分子間空隙大,因此水和冰的重量相同時,冰的體積大9%;而海水乃是鹽分子和水分子,以混合物的狀態相結合,也就是,以物理狀態結合,其結構非常脆弱;而水是由氫、氧兩種元素組成,氫原子質量為1.00794u,是宇宙最輕的元素,氧原子質量為15.9994,僅次於氫和氦,佔第三位,水的原子質量為17.00734,水的密度為1;而鹽,氯化鈉NaCl,是由氯、鈉兩種元素組成,氯原子質量為35.45,鈉原子質量為22.9898,鹽的原子質量為58.4398,鹽的密度為2.165,因此,海水慢速結冰,水分子的原子氫氧鏈已規則性的排列在一直線上,水分子間已形成許多的空隙,因水慢速結冰,有足夠的時間讓水分子把質量重密度大的鹽分子全部析出,沉澱在水下,不會包裹在冰晶的空隙裡形成鹽泡,而構成純淨的淡水冰,漂浮在水面上;同理,冰塊、碎冰、冰霜、冰水(液 態冰),倘若溫度皆已達到海水的冰點以下,即-2℃以下,因水分子皆已規則性的排列,且皆已將質量重密度大的鹽分子全部析出,水分子間已膨脹鬆散,體積已大9%,皆同樣具備淡水冰的特質,漂浮在水面上。
上述〝水分子氫氧鏈結合的構型〞,請參考:北京大學科學家在國家資助下,人類首次拍到水分子的內部氫鍵構型(O-H…O),研究成果發表在本期2022年1月5日以Article的形式在《自然-材料》[Nature Materials DIO:10.1038/nmat3848],既可得到證明
根據國際淡化協會(International Desalination Association,IDA)的統計,迄2013年為止,全世界共建成一萬七千座海水淡化廠,日產淡水八千多萬噸,有3億人生活已離不開淡化的海水了。
按,目前海水淡化的〝鹽、水分離法〞,成熟的製程共有二項,其一為〝加熱法〞,其二為〝逆滲透法〞,謹分別說明如下:
一、〝加熱法〞:把海水先蒸發,因水蒸氣不含鹽分再冷卻後即得淡水,以除去鹽分。其中,有多級閃沸、多效蒸發、蒸氣再壓縮等工法。而加熱法需要大量的熱能,生產成本高,產量有限,常與火力發電廠共構,以電廠汽輪機排放的低壓蒸氣做為廉價的能源,產量有限。
二、〝逆滲透法〞:目前海水淡化以逆滲透法(reverse osmosis,RO)為主,逆滲透法已為海水淡化的生產主流,約有6成的淡化廠採用,且比率逐年提高,其原因是逆滲透法的製程有下列優點:建廠速度快、消耗能源較加熱法少、操作容易,且大型逆滲透海水淡化廠的興建費用與淡水的生產成本也較其他方法低廉使然。
逆滲透製水法(Reverse Omission,簡稱R.O.)是目前最先 進最有效的淨水處理法,它能有效分離海水中的水分子與鹽分子、鈣、鎂等硬度雜質、重金屬、化學殘留物質、及病毒、細菌等,因而可生產出安全的飲用淡水。
然〝逆滲透製水法〞係針對〝表層海水〞的淡化生產而言,仍有諸多缺失,致產量難以大幅提升,大量生產,降低成本,取代各種水源,廣泛普遍使用。
究其原因:現行逆滲透製水法有下列必要的工序:1、先將海水導入儲存槽儲存。2、經過一套前置過濾系統進行初步過濾。3、過濾水儲存槽儲存已初步過濾的海水。4、經微過濾系統再進一步過濾。5、使用高壓泵浦將已兩度過濾的海水送到逆滲透RO模組進行鹽水分離。6、藉節能設備回收部分能量(利用高壓鹵水的壓力能回收部分能量)。7、淡水儲存槽儲存淡水。8、將淡水輸入自來水系統。9、將鹵水排放入海。
綜上所述工序,無法簡化省略,因此有下列的諸多缺失:1、前置過濾和再度微過濾處理系統,耗時耗工故產量難以大幅提升。2、藉高壓泵浦將海水輸入RO膜圓柱筒分離鹵水和淡水相當耗能,成本難以降低。3、透過RO膜圓柱筒分離鹵水和淡水,速度緩慢,難以大量生產。4、深層海水所擁有極端珍貴的礦物質與微量元素,透過逆滲透RO膜過濾法過濾後,將全部剔除殆盡,無法保留。
上述逆滲透製水法的海水淡化生產技術,系針對〝表層海水〞的淡化而言,深層海水迥然不同。深層海水:一般界定為200米至4000米之間的海水。
深層海水的優越性可歸納以下五個特質:(資料來源:經濟 部水利產業資訊網;經濟部研擬「深層海水資源利用和產業發展政策綱領」草案送行政院,奉行政院94年4月12日院臺經字第0940011375號函核定,作為我國深層海水產業未來發展之政策指導。)
1、清澈乾淨性:人為的污染不易到達,是構成深層海水潔淨的原因之一。另外,表層海水在沉澱過程中,細菌會因化學酸化、沉澱、漂流擴散等之分解作用,隨深度而逐漸減少,且因深海缺少殘存的有機物質及硝酸體氮素等細菌所需的養份,細菌難以生存繁殖。因此,導致動植物病變的各種有害細菌或病毒,在深層海水中的含量均極為稀少,僅為表層海水的千分之一至萬分之一。再者,殘存於深層海水的有機物,對微生物分解殘渣有機物作用的抵抗性相當安定,這也是深層海水的水質在微生物學或物理化學方面較為安定、無機且清淨的原因。
2、無機營養豐厚性:或稱為「富營養鹽性」,簡單說就是:富含「無機營養鹽類」。據美、日等研究深層海水的專家表示,深層海水所含的氮、磷、矽、硝酸等無機營養鹽,平均比表層海水高出數倍到數拾倍。由於光線不足,光合作用幾乎無法進行,因此植物性浮游生物所需的必要營養鹽一氮、磷、矽、硝酸等都無法消耗,大量累積在深層海水中,成為營養特別豐富的水,這種特性就稱為「無機營養豐厚性」。
3、低溫安定性:深層海水由於位在光線無法照到的深海中,水溫比表層海水的水溫低,而且幾乎一整年都沒有變化,低溫的情況非常穩定,所以可規劃做為多種用途,如:溫差發電、養殖冷水魚類等;其他待開發的冷能用途還有很多。
4、微量礦物質特性:若將深層海水的的水分、鹽分和礦物 質分離,即能萃取出高成分的礦物質與微量元素;礦物質包括:鎂、鈣、鉀等,微量元素包含:鋅、銅、硼、磷、硒等共多達八十多種。就醫療功能而言,鎂與鈣可用以預防骨質疏鬆、疏緩糖尿病及高血壓等病症之功能,也有抑制中性脂肪膽固醇上升之作用。微量元素中,最可貴的是硒,因為日常生活中不容易攝取得到,而人體一旦缺乏硒,則罹患心臟病、糖尿病、癌症的機率相對提高。深層海水中含量豐富的微量元素硒,正好可以彌補人體之不足,對人體健康有莫大的幫助。
5、水分子熟成性:從海平面300公尺以下的海水,因常年處於低溫高壓之環境下,其水分子結構偏小,屬準奈米級之微細分子,且其分子結構穩定,水分子間不易重組結合,因此極具穩定與微小分子結構之特性。
隨著科技的發達,影響人類最重大的議題之一,就是水資源的匱乏問題。然水資源的開發,人類雖已利用海水淡化的技術生產民生用水,然僅止於抽取〝表層海水〞進行淡化,造福小部分人群;但最有價值、最重要,佔地球水資源95%的低溫、富營養、最肥沃的〝深層海水〞的開發,雖美、日和我國,已有小規模在生產,然迄今仍未找到可低成本、大規模、有效率,以物理方法快速大量生產〝淡水〞和〝鹵水〞,並保存深層海水極端珍貴的礦物質和微量元素,有效取代現有水源,廣泛做為民生用水、農業用水、工業用水,以維護人類的健康,改善人類的體質,延長人類的壽命;讓低溫的海淡水,普灑大地,降低土壤溫度,改善土質,治理沙漠,使大地遍地皆黑土,廣增糧食,解決地球暖化危機,維護動植物生存環境,之可行有效的辦法,實已刻不容緩,急待解決。
有鑑於此,如何利用現代科技,大量低廉生產深層海淡水,取代現有水源,發揮深層海水的五大特質,造福人類和所有動植物,解決水資源匱乏危機,地球暖化危機,糧食不足危機,實為水資源開發重中之重的關鍵課題。豈可將地球95%的低溫、富營養、最肥沃的深層海水,閒置大海,棄之不用,讓資源不足,人類彼此爭奪,互相殘殺,永無寧日。
本發明〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞,有效解決上述深層海水低廉大量生產的所有難題,得發揮深層海水的五大特質,取代各式不含礦物質和微量元素的水源,做為民生用水,以維護人類的健康,改善人類的體質,延長人類的壽命。
技術方案:本發明為達成上述目的及其功效,公開一種〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞,包括:一發電系統、一虹吸管機構、一抽水機構、一海水儲存池、至少二高壓重力沉澱池、至少二第一鹽水分離機/或至少二第二鹽水分離機、一淡水儲存池、一鹵水儲存池,其中:
所述發電系統:係發明人所發明的「海浪浮力和地心引力發電系統」, 貴局於2020年5月1日核准發明第I692580號,做為本〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的電源設備,有效解決耗能大、成本高、大量生產所面臨的成本問題。
所述虹吸管機構:系藉該虹吸管機構的虹吸原理,長臂虹吸管往下延伸600米直接深入深層的海裡,往上再延伸10米以上跨越所述海水儲存池的牆壁頂端才轉彎,短臂虹吸管則往下延伸到該海水儲存池底;倘短臂虹吸管管內的液面a點,比長臂虹吸管管內的液面b點為低時,則,當虹 吸管藉抽水機構的一抽水機,將水抽入該海水儲存池裡,整條虹吸管已灌滿海水後,虹吸作用已成立,隨即關掉該抽水機,深層海水仍然會經由虹吸管繼續流到該海水儲存池裡,不會停止流動;倘短臂虹吸管管內的液面a點,比長臂虹吸管管內的液面b點為高時,則,該海水儲存池裡的海水將會倒流回深層的海裡;此時,必須藉助該抽水機構的抽水機將深層海水抽入該海水儲存池裡。
所述抽水機構:系藉助該抽水機構的抽水機,補強該虹吸管機構的虹吸作用力不足時使用;也就是,利用該虹吸管機構的虹吸作用力,節省該抽水機構的抽水機能源的消耗量,而達節能的效果。
所述海水儲存池:長度與所述高壓重力沉澱池相同、寬度大於該高壓重力沉澱池、高度低於該高壓重力沉澱池,然容量必須比該高壓重力沉澱池的容量大;由於重量太大,為確保結構安全,該海水儲存池必須部分深入地下,且隔成多格,以策安全;該海水儲存池的底部,設多根大口徑的輸水管,直通該高壓重力沉澱池的一下池的底部;每根輸水管的進水口設一進水電動閘門,一抽水馬達,可快速將該高壓重力沉澱池灌滿。
所述該高壓重力沉澱池:其容量依淡水每日的需求量設置,倘日產需求量為45萬噸,則該高壓重力沉澱池的容量設為45萬噸,即,長300米、寬50米、高30米;在該高壓重力沉澱池的高20米處,設一半透膜隔離板,將該高壓重力沉澱池分隔成上下兩池;
該下池:係由該半透膜隔離板到該高壓重力沉澱池的底部所構成,即10米~30米深的範圍;此部分,水的重力壓強P=2大氣壓P0~4大氣壓P0,在此一高壓重力的環境下進行沉澱,讓有毒的重金屬、硬度雜質、 化學殘留物質等受地心引力的影響快速沉澱,倘這些質量重粒子粗的重金屬、硬度雜質、化學殘留物質,違反自然法則,往上攀升穿越該半透膜隔離板時,因該半透膜隔離板位於水深10米處,其下壓力=側壓力=上壓力=2大氣壓P0,將會以2大氣壓P0的上壓力協助該半透膜隔離板從上把它擋住、也會以2大氣壓P0的側壓力協助該半透膜隔離板從旁把它推走、再加上這些物質本身的重力受地心引力往下拉、以及該半透膜隔離板奈米級的孔徑阻截,質量重粒子粗的重金屬、硬度雜質、化學殘存物質,實難往上攀升硬闖穿越該半透膜隔離板而成漏網之魚,進入該上池裡;該下池的底部由該海水儲存池直接延伸過來的多根輸水管往下轉彎,出口處設一出水電動閘門;該高壓重力沉澱池的底部外側,設一排水電動閘門、一海水排水管直通海裡;
該上池:係由該半透膜隔離板以上的部分所構成,設多根大口徑的輸水管,每根輸水管的進水口設一進水電動閘門、一半透膜隔離管、一抽水馬達;該上池的出水總流量等於該下池的進水總流量,使該高壓重力沉澱池的水位始終保持不變;該半透膜隔離管的半透膜和該半透膜隔離板的半透膜一樣,僅過濾有毒的重金屬、硬度雜質、化學殘留物質外,鹽、水、礦物質和微量元素全部讓其通過,送給所述第一鹽水分離機/或所述第二鹽水分離機,應用冷凍法進行鹽、水、礦物質和微量元素等的分離。
該高壓重力沉澱池至少設二個,然必須二個一起灌滿後,才可開始使用;每天使用一個,另一個清洗重灌沉澱一天後,隔天才使用;也就是,今天使用新池,昨天已用過的舊池,將該高壓重力沉澱池的外側,該海水排水管的該排水電動閘門的開關打開,把該舊池的水全部經由該海 水排水管直接排入海裡;當該高壓重力沉澱池往下不斷排水,該下池的水很快就排光,該上池乾淨的水自然往下降,快速沖刷清洗該半透膜隔離板,緊接著再把該下池也沖刷清洗乾淨;此時,所述淡水儲存池,設一半透膜清洗管、一清洗電動閘門;該半透膜清洗管從該淡水儲存池連接到該上池的每根該半透膜隔離管的上面,隨即打開該半透膜清洗管的該清洗電動閘門的開關,開始往下噴水快速沖洗該半透膜隔離管;待該半透膜隔離管、該半透膜隔離板、該下池,全部沖刷清洗乾淨,把水洩光;才關上該海水排水管的該排水電動閘門的開關,開始重新進水將該高壓重力沉澱池灌滿;兩個高壓重力沉澱池,周而復始,來回更換,每天都把該半透膜隔離管、該半透膜隔離板、該下池,全部沖刷清洗乾淨,才重新灌水使用,因此,該半透膜隔離管、該半透膜隔離板,該下池,保持乾淨,不會阻塞,確保系統穩定通暢運行。
根據經濟部水利產業資訊網公布:深層海水優越性的五大特質,請參考本說明書【0016】節:「1、清澈乾淨性:人為的污染不易到達,是構成深層海水潔淨的原因之一。另外,表層海水在沉澱過程中,細菌會因化學酸化、沉澱、漂流擴散等之分解作用,隨深度而逐漸減少,且因深海缺少殘存的有機物質及硝酸體氮素等細菌所需的養份,細菌難以生存繁殖。因此,導致動植物病變的各種有害細菌或病毒,在深層海水中的含量均極為稀少,僅為表層海水的千分之一至萬分之一。再者,殘存於深層海水的有機物,對微生物分解殘渣有機物作用的抵抗性相當安定,這也是深層海水的水質在微生物學或物理化學方面較為安定、無機且清淨的原因。」
綜上,縱使還有微少的殘存重金屬、硬度雜質,或化學殘存 物質,也可藉該高壓重力沉澱池以高壓重力的方式快速沉澱,並藉該半透膜隔離板及該半透膜隔離管奈米級的孔徑阻截而加以排除;
鑒於,表層海水淡化使用逆滲透RO膜分離淡水與鹵水,連同極其珍貴的礦物質及微量元素也一併排除,致生產出來的淡水已無營養,頗為可惜;因此,該半透膜隔離板及該半透膜隔離管所使用的半透膜,其孔徑不宜太微細,除可排除重金屬、硬度雜質、化學殘留物質等質量重粒子粗的有毒物質外,深層海水所含豐厚的礦物質包括:鎂、鈣、鉀等,及微量元素包含:鋅、銅、硼、磷、硒等八十多種元素,皆已和水分子及鹽分子,常年處於低溫高壓的深層海裡,分子結構已偏小、穩定,分子間已不易重組結合,極具穩定與微小之分子結構特性(請參考:本說明書第【0017】、【0018】、【0019】、【0020】各節的說明既明);因此必須保存這些珍貴的營養品穿越該半透膜隔離板及該半透膜隔離管進入該第一鹽水分離機裡,不能將其排除;目前半透膜的成品較適合的有:1、RO膜(reverse osmosis):透水孔徑0.0001~0.002micron。2、NF膜(nanofiltration):透水孔徑0.0009~0.009micron;3、UF膜(ultrafiltration):透水孔徑0.006~0.11micron;4、MF膜(microfiltration):透水孔徑0.08~1.2micron;還有很多,謹摘錄較適合的部分提供參考。在所有半透膜的項目中唯有逆滲透RO膜的透水孔徑最小,在0.0001~0.002micron之間,如以人體頭髮做比較,人體頭髮之外徑約為10micron,即可知逆滲透RO膜孔徑之精密;然該高壓重力沉澱池4的目的,僅作為排除深層海水殘存質量重粒子粗的重金屬、硬度雜質、和化學殘留物質,故擬採用第3項UF膜透水孔徑0.006~0.11micron,或第4項MF膜透水孔徑0.08~1.2micron,然為慎重擬實際試用測試,再擇一使用。
所述第一鹽水分離機:設內外兩層外殼,該外層外殼,設一層保溫膜、一冷凍壓縮機、一溫度控制器;該保溫膜:可隔絕外面的溫度,保持機內的溫度恆溫;該冷凍壓縮機:可提供冷氣維持機內-2℃~-20℃的恆溫環境;該溫度控制器:可隨意設定機內的恆溫度數;
該內層外殼,設一旋轉桶,該旋轉桶由一第二馬達,帶動一第二傳動齒輪,轉動該旋轉桶旋轉;該旋轉桶的桶壁設許多細密的小孔,其內層的桶壁緊貼一層半透膜,水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,可透過該半透膜由桶壁的細孔外溢;鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,無法透過該半透膜外溢;該旋轉桶的中心設一葉片輪,該葉片輪的上下設兩個軸承以固定該葉片輪,幫助該葉片輪穩定旋轉;該葉片輪由一第一馬達,帶動一第一傳動齒輪,轉動該葉片輪旋轉;
該第一鹽水分離機的上面設一進水管,該進水管設一進水電動閘門、一噴霧龍頭;當該進水管的該進水電動閘門的開關打開,該噴霧龍頭可將海水調成噴霧狀往下噴灑進水;因深層海水的溫度本就維持在4℃~7℃左右的低溫,機內恆溫的度數設定在-2℃~-20℃海水冰點以下的度數,噴出的水霧機內的冷空氣很容易滲透進水霧中的小水滴裡,使小水滴快速降溫冷卻到冰點-2℃以下的度數,而變成冰水(液態冰);當該噴霧龍頭開始噴出水霧進水時,該第一鹽水分離機的該第一馬達,帶動該第一傳動齒輪,轉動該葉片輪快速旋轉,使該噴霧龍頭噴進來的冰水跟著該葉片輪快速流動,冰水才不會瞬間結冰,維持液態冰的狀態持續流動;因此,該葉片輪的轉速、機內的恆溫度數,必須經過實際測試才能做最適當的設定,而達到快速降溫變成冰水,且不結冰以液態冰的狀態持續流動的需求;
設該第一鹽水分離機的容量為3噸,倘1分鐘,已灌滿3噸的海水,該進水管的該進水電動閘門的開關隨即關閉,該葉片輪再持續旋轉10~20秒,確定水分子已全部變成冰水;此時,該第二馬達,帶動該第二傳動齒輪,轉動該旋轉桶快速旋轉,將水分子已膨脹鬆散的冰水,藉該旋轉桶的離心力將水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,甩出該旋轉桶的外層外殼的桶裡;而鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,被該旋轉桶的該半透膜阻截而留在該旋轉桶裡;該旋轉桶的轉速,決定該旋轉桶的離心力大小,離心力太大,該半透膜的孔徑太粗,會把鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,一起甩出該旋轉桶外;離心力太小,該半透膜的孔徑太細,水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,無法甩出該旋轉桶外;必須經過實際測試,才能做最適當的設定,生產出最好的淡水;
當水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,全部甩出該旋轉桶外,儲存在該外層外殼桶底後,隨即藉一淡水電動閘門把淡水輸水管的開關打開,將淡水全部輸送到所述淡水儲存池裡;此時,儲存在該旋轉桶裡的鹵水,即鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,隨即藉一鹵水電動閘門把鹵水輸水管的開關打開,將鹵水全部輸送到所述鹵水儲存池裡,估計全部行程約2分鐘。
該第一鹽水分離機:裝設排數和台數,係依照淡水每天的需求量設置;倘該第一鹽水分離機每台的容量設為3噸,2分鐘輸出一次,即每分鐘生產1.5噸;則,配合該高壓重力沉澱池日產量設為45萬噸計算:需安裝:450000噸÷24時÷60分÷1.5噸/分=209台,則,設11排,每排21台,共 安裝231台,多安裝了1排21台,系每天逐排停機一次,沖刷清洗該第一鹽水分離機的該半透膜,避免阻塞影響生產出來的淡水品質;
該高壓重力沉澱池配合該第一鹽水分離機的裝設排數,設11根大口徑的輸水管,直接穿越該11排的該第一鹽水分離機的上面,使用三向接頭往下與該第一鹽水分離機的該進水管連接;
該進水管的該噴霧龍頭,亦可調整改變噴水的模式噴出水刀,該第一鹽水分離機每天逐排停機一次,讓該噴霧龍頭朝下方的四周噴出水刀,沖刷清洗機內的該半透膜,以免阻塞,影響生產出來的淡水品質。
有關該第一鹽水分離機的操作原理,請參考本說明書【0004】節的說明既明:「〝水結成冰後,體積增加9%〞:冰的水分子是由氫氧鏈結合而成,其-O-H-O-原子排列在一直線上,由於這個規則性的排列關係,冰的水分子間形成許多的空隙;而沒有氫鏈結合的水分子,就沒有這種規則性的排列,它會盡量的緊密堆積在一起(close packing)。如室溫的水,其氫鏈結合率約為50%,而冰為100%(氫鏈結合比率越高的水,分子間的空隙就越多),也就是,冰較水規則性的排列高,所以冰的分子間空隙大,因此水和冰的重量相同時,冰的體積大9%;而海水乃是鹽分子和水分子,以混合物的狀態相結合,也就是,以物理狀態結合,其結構非常脆弱;而水是由氫、氧兩種元素組成,氫原子質量為1.00794u,是宇宙最輕的元素,氧原子質量為15.9994,僅次於氫和氦,佔第三位,水的原子質量為17.00734,水的密度為1;而鹽,氯化鈉NaCl,是由氯、鈉兩種元素組成,氯原子質量為35.45,鈉原子質量為22.9898,鹽的原子質量為58.4398,鹽的密度為2.165,因此,海水慢速結冰,水分子的原子氫氧鏈已規則性的排列在一直線上,水分子 間已形成許多的空隙,因水慢速結冰,有足夠的時間讓水分子把質量重密度大的鹽分子全部析出,沉澱在水下,不會包裹在冰晶的空隙裡形成鹽泡,而構成純淨的淡水冰,漂浮在水面上;同理,冰塊、碎冰、冰霜、冰水(液態冰),倘若溫度皆已達到海水的冰點以下,即-2℃以下,因水分子皆已規則性的排列,且皆已將質量重密度大的鹽分子全部析出,水分子間已膨脹鬆散,體積已大9%,皆同樣具備淡水冰的特質,漂浮在水面上。」
綜上所述,該第一鹽水分離機經過實際測試取得的資料,設定冰點以下適當的恆溫度數,讓該噴霧龍頭噴進來的水霧瞬間變成冰水;該葉片輪以適當的轉速,讓冰水保持液態冰的狀態持續流動;該旋轉桶以適當的轉速,產生適當的離心力、將已膨脹鬆散的水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,透過該半透膜適當的孔徑阻截篩選,甩出該旋轉桶外,儲存在該外殼桶裡;而鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,被該半透膜阻截留在該旋轉桶裡,而將鹽、水做適當的分離;倘生產出來的淡水未盡如人意,部分質量重粒子粗的礦物質和微量元素,仍感不足時,亦可從該鹵水儲存池所儲存的鹵水中萃取另行補充加入該淡水儲存池裡,使人類每天都可享用全方位營養豐富的天然自來水;按,礦物質是人體必需的元素,任何礦物質短缺,都會產生疾病,但人體卻無法自行產生或合成,必須由飲用水和食物中攝取,而唯有深層海水具備全方位所有的礦物質和微量元素,縱使不能由其分離出來的淡水中直接擷取,也可由分離出來的鹵水中萃取補充加入該淡水儲存池裡,以維護人類的健康,改善人類的體質,延長人類的壽命。
所述第二鹽水分離機:系取消該第一鹽水分離機的下列設 備:1、該旋轉桶的該半透膜。2、該旋轉桶的桶壁細孔。3、該第二馬達。4、該第二傳動齒輪;而增加一項設備:在該旋轉桶的上方開一個四方型的大孔,裝設一大型電動閘門、一第二馬達、一第二傳動齒輪;
當該第二鹽水分離機的該冷凍壓縮機的開關打開,設定機內恆溫的適當度數,待機內的溫度達到恆溫的度數時,隨即打開該進水管的該進水電動閘門的開關,該噴霧龍頭即往下噴灑水霧開始進水,因深層海水的溫度本就維持在4℃~7℃左右的低溫,機內恆溫的度數設定在-2℃~-20℃海水冰點以下的度數,噴出的水霧機內的冷空氣很容易滲透進水霧中的小水滴裡,使小水滴快速降溫冷卻到冰點-2℃以下的度數,而變成冰水(液態冰);此時,該第二鹽水分離機的該第一馬達,帶動該第一傳動齒輪,轉動該葉片輪快速旋轉,使該噴霧龍頭噴進來的冰水跟著該葉片輪快速流動,冰水才不會瞬間結冰,維持液態冰的狀態持續流動;
設該第二鹽水分離機的容量為3噸,倘1分鐘,該第二鹽水分離機已灌滿3噸的海水,該進水管的該進水電動閘門的開關隨即關閉,該葉片輪再持續旋轉10~20秒,確定水分子已全部變成冰水;該葉片輪的轉速隨即減速,形同煞車,使冰水的流速跟著減速,持續慢慢的減速,平穩地慢慢停下來;此時,冰水的水分子已膨脹鬆散,因水分子的質量最輕密度最小會浮在最上層,其他礦物質、微量元素、鹽分子,同樣在冰點-2℃以下的溫度,因此,所有的分子都非常安定,所有分子會依照其本身的質量和密度的大小,層次分明安定的沉澱在水分子的下面;經過實際測試,那些礦物質和微量元素要和水分子一起篩選隨同淡水一起取出,其高度位置在哪裡?根據該高度設定,迅速打開該第二馬達,帶動該第二傳動齒輪, 依照設定的高度快速拉下該大型電動閘門,將最上層的淡水、礦物質、微量元素,排出該旋轉桶外,儲存在該外層外殼桶裡
當水分子、礦物質和微量元素質量輕密度小的分子,全部排出該旋轉桶外,儲存在該外層外殼桶底,隨即藉一淡水電動閘門把淡水輸水管的開關打開,將淡水全部輸送到所述淡水儲存池裡;此時,還留在該旋轉桶裡的鹵水,即鹽分子、礦物質和微量元素質量重密度大的分子,隨即藉一鹵水電動閘門把鹵水輸水管的開關打開,將鹵水全部輸送到所述鹵水儲存池裡,估計全部行程約2分鐘。
同理,倘生產出來的淡水未盡如人意,部分質量重密度大的礦物質和微量元素,仍需補充加入淡水提供人類飲用,亦可從該鹵水儲存池所儲存的鹵水中萃取另行補充加入該淡水儲存池裡,使人類每天都可享用全方位營養豐富的天然自來水,以維護人類的健康,改善人類的體質,延長人類的壽命。
本發明另外公開一種〝深層海水淡化農業用水和工業用水大量生產系統〞,包括:一發電系統、一虹吸管機構、一抽水機構、一海水儲存池、至少二高壓重力沉澱池、一淡水儲存池,其中:
所述發電系統、所述虹吸管機構、所述抽水機構、所述海水儲存池,所述淡水儲存池,皆和上述〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的對應設備完全相同;
唯一略有不同的是所述高壓重力沉澱池:因應農業用水和工業用水龐大的需求量,其容量依照淡水每日的需求量設置,倘日產量為270萬噸,則該高壓重力沉澱池的總容量設為270萬噸,即,每個高壓重力沉澱 池的容量設為90萬噸,長300米、寬100米、高30米;該高壓重力沉澱池設四個,使用三個,一個備用,每天輪流清洗一個,三天輪流清洗一次;該高壓重力沉澱池的該上池:設多根大口徑的輸水管,直通所述淡水儲存池裡;
該高壓重力沉澱池的其他設備皆和上述〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的〝該高壓重力沉澱池〞的設備完全相同。
鑒於,深層海水本已相當潔淨,經過該高壓重力沉澱池的該下池的高壓重力沉澱後已更加潔淨,只要藉該半透膜隔離板,及該上池的該半透膜隔離管把質量最重粒子最粗的鹽分子隔離排除後,剩下的淡水、礦物質、微量元素,既營養又肥沃,全部做為農業用水和工業用水使用,安全已無慮,是故,省略該第一鹽水分離機及該第二鹽水分離機的冷凍分離程序,直接輸入該淡水儲存池,讓低溫的海淡水,普灑大地,降低土壤溫度,改善土質,治理沙漠,使大地遍地皆黑土,廣增糧食,解決地球暖化危機,水質源匱乏危機,糧食不足危機,以維護動植物的生存環境。
本發明另外公開一種〝表層海水淡化大量生產系統〞,包括:一海水儲存池、至少二高壓重力沉澱池、一淡水儲存池,其中:
所述海水儲存池,所述高壓重力沉澱池、所述淡水儲存池,皆和上述〝深層海水淡化農業用水和工業用水大量生產系統〞的對應設備完全相同。
本發明另外公開一種〝第一鹽水分離機〞:該第一鹽水分離機和上述〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的〝該第一鹽水分離機〞的設備完全相同,可單獨作為表層海水淡化小量生產使用。
本發明另外公開一種〝第二鹽水分離機〞:該第二鹽水分離 機和上述〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的〝該第二鹽水分離機〞的設備完全相同,可單獨作為表層海水淡化小量生產使用。
茲為使 貴審查委員對本發明產品的技術特徵及所達成的功效,有更進一步的了解與認識,謹佐以較佳的實施例圖,按圖再度逐一詳加闡述如後:
【00105】
1:發電系統
2:虹吸管機構
21:固定座
3:海水儲存池
31:輸水管
32:抽水馬達
33:進水電動閘門
34:出水電動閘門
4:高壓重力沉澱池
4A:第一高壓重力沉澱池
4B:第二高壓重力沉澱池
A1:第一下池
B1:第二下池
A2:第一上池
B2:第二上池
41:輸水管
42:海水排水管
43:抽水馬達
44:半透膜隔離管
45:進水電動閘門
46:半透膜隔離板
47:排水電動閘門
5A:第一鹽水分離機
511:進水管
512:進水電動閘門
51:淡水排水管
52:鹵水排水管
53:噴霧龍頭
54:葉片輪
55:半透膜
56:旋轉桶
57:軸承
58:冷凍壓縮機
591:淡水電動閘門
592:鹵水電動閘門
5B:第二鹽水分離機
55:大型電動閘門
551:第二馬達
552:第二傳動齒輪
6:淡水儲存池
61:淡水第一輸出管
62:淡水第二輸出管
63:半透膜清洗管
64:清洗電動閘門
7:鹵水儲存池
71:鹵水輸出管
圖1為本發明「深層海水淡化民生用水大量生產系統」整體系統的立體結構示意圖;
圖2為本發明海水儲存池、高壓重力沉澱池的整體系統示意圖;
圖3為本發明海水儲存池、高壓重力沉澱池的側面系統示意圖;
圖4為本發明第一鹽水分離機的整體結構示意圖;
圖5為本發明第一鹽水分離機的側面結構示意圖;
圖6為本發明第二鹽水分離機的整體結構示意圖;
圖7為本發明第二鹽水分離機的側面結構示意圖;
圖8為本發明「深層海水淡化農業用水和工業用水大量生產系統」整體系統的立體結構示意圖;
圖9為本發明海水儲存池、高壓重力沉澱池的整體系統結構示意圖;
圖10為本發明海水儲存池、高壓重力沉澱池的側面部分結構示意圖;
圖11為本發明第一鹽水分離機獨立使用的結構示意圖;
圖12為本發明第一鹽水分離機獨立使用的側面結構示意圖。
以下結合附圖1~12,進一步說明本發明〝深層海水淡化民生用水大量生產系統及部件〞的具體實施方式。本發明深層海水淡化民生用水大量生產系統及部件不限於以下實施例的描述。
實施例1
本實施例給出〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的具體實施方式,如圖1~圖7所示,包括:一發電系統1、一虹吸管機構2、一抽水機構(圖中未示)、一海水儲存池3、至少二高壓重力沉澱池4、至少二第一鹽水分離機5A/或至少二第二鹽水分離機5B、一淡水儲存池6、一鹵水儲存池7,其中:
所述發電系統1:係發明人所發明的「海浪浮力和地心引力發電系統」, 貴局於2020年5月1日核准發明第I692580號,做為本深層海水淡化民生用水大量生產系統的電源設備,有效解決耗能大、成本高、大量生產所面臨的成本問題。
所述虹吸管機構2:如圖1所示,系藉該虹吸管機構2的虹吸原理,長臂虹吸管往下延伸600米直接深入深層的海裡,往上再延伸10米以上跨越所述海水儲存池3的牆壁頂端才轉彎,短臂虹吸管則往下延伸到該海水儲存池3底;倘短臂虹吸管管內的液面a點,比長臂虹吸管管內的液面b點為低時,則,當虹吸管藉抽水機構的一抽水機,將水抽入該海水儲存池3裡,整條虹吸管已灌滿海水後,虹吸作用已成立,隨即關掉該抽水機,深層海水仍然會經由虹吸管繼續流到該海水儲存池3裡,不會停止流動;倘短臂虹吸管管內的液面a點,比長臂虹吸管管內的液面b點為高時, 則,該海水儲存池3裡的海水將會倒流回深層的海裡;此時,必須藉助該抽水機構的抽水機將深層海水抽入該海水儲存池3裡。
所述抽水機構(圖中未示):系藉助該抽水機構的抽水機,補強該虹吸管機構2的虹吸作用力不足時使用;也就是,利用該虹吸管機構2的虹吸作用力,節省該抽水機構的抽水機能源的消耗量,而達節能的效果。
所述海水儲存池3:如圖1~圖3所示,長度與所述高壓重力沉澱池4相同、寬度大於該高壓重力沉澱池4、高度低於該高壓重力沉澱池4,然容量必須比該高壓重力沉澱池4的容量大;由於重量太大,為確保結構安全,該海水儲存池3必須部分深入地下,且隔成多格,以策安全;該海水儲存池3的底部設多根大口徑的輸水管31,直通該高壓重力沉澱池4的一下池A1/及B1的底部;每根輸水管31的進水口設一進水電動閘門33,一抽水馬達32,可快速將該高壓重力沉澱池4灌滿。
所述高壓重力沉澱池4:如圖1~圖3所示,其容量依照淡水每日的需求量設置,倘日產需求量為45萬噸,則該高壓重力沉澱池4的容量設為45萬噸,即,長300米、寬50米、高30米;在該高壓重力沉澱池4的高20米處,設一半透膜隔離板46,將該高壓重力沉澱池4分隔成上下兩池;
該下池A1/及B1:如圖3所示,係由該半透膜隔離板46到該高壓重力沉澱池4的底部所構成,即水深10米~30米的範圍;此部分,水的重力壓強P=2大氣壓P0~4大氣壓P0,在此一高壓重力的環境下進行沉澱,讓有毒的重金屬、硬度雜質、化學殘留物質等受地心引力的影響快速沉澱,倘這些質量重粒子粗的重金屬、硬度雜質、化學殘留物質,違反 自然法則,往上攀升穿越該半透膜隔離板46時,因該半透膜隔離板46位於水深10米處,其下壓力=側壓力=上壓力=2大氣壓P0,將會以2大氣壓P0的上壓力協助該半透膜隔離板46從上把它擋住、也會以2大氣壓P0的側壓力協助該半透膜隔離板46從旁把它推走、再加上這些物質本身的重力受地心引力往下拉、以及該半透膜隔離板46奈米級的孔徑阻截,質量重粒子粗的重金屬、硬度雜質、化學殘存物質,實難往上攀升硬闖穿越該半透膜隔離板46而成漏網之魚,進入該上池A2/及B2裡;該下池A1/及B1的底部由該海水儲存池3直接延伸過來的多根輸水管31往下轉彎,出口處分別設一出水電動閘門34;該高壓重力沉澱池4的底部外側,分別設一排水電動閘門47、一海水排水管42直通海裡;
該上池A2/及B2:如圖3所示,係由該半透膜隔離板46以上的部分所構成,設多根大口徑的輸水管41,每根輸水管41的進水口設一進水電動閘門45、一半透膜隔離管44、一抽水馬達43;該上池A2/及B2的出水總流量等於該下池A1/及B1的進水總流量,使該高壓重力沉澱池4的水位始終保持不變;該半透膜隔離管44的半透膜和該半透膜隔離板46的半透膜一樣,僅過濾有毒的重金屬、硬度雜質、化學殘留物質外,鹽分、礦物質和微量元素將全部讓其通過,送給所述第一鹽水分離機5A/或所述第二鹽水分離機5B,進行鹽、水、礦物質和微量元素等的分離;
如圖1~圖3所示,該高壓重力沉澱池4至少設二個,然必須二個一起灌滿後,才可開始使用;每天使用一個,另一個清洗重灌沉澱一天後,隔天才使用;也就是,今天使用新池,昨天已用過的舊池,將該高壓重力沉澱池4底部外側的該海水排水管42的該排水電動閘門47的開關 打開,把該舊池的水全部經由該海水排水管42直接排入海裡;當該高壓重力沉澱池4往下不斷排水,該下池A1/或B1的水將很快排光,該上池A2/或B2乾淨的水自然往下降,快速沖刷清洗該半透膜隔離板46,緊接著再把該下池A1/或B1也沖刷清洗乾淨;此時,所述淡水儲存池6,設一半透膜清洗管63、一清洗電動閘門64;該半透膜清洗管63從該淡水儲存池6連接到該上池A2/及B2的每根該半透膜隔離管44的上面,隨即打開該半透膜清洗管63的該清洗電動閘門64的開關,開始往下噴水快速沖洗該半透膜隔離管44;待該半透膜隔離管44、該半透膜隔離板46、該下池A1/或B1,全部沖刷清洗乾淨,把水排光;才關閉該海水排水管42的該排水電動閘門47的開關,開始重新進水將該高壓重力沉澱池4灌滿;兩個高壓重力沉澱池4,周而復始,來回更換,每天都把該半透膜隔離管44、該半透膜隔離板46、該下池A1/及B1,全部沖刷清洗乾淨,才重新灌水使用,因此,該半透膜隔離管44、該半透膜隔離板46,該下池A1/及B1,可以確保乾淨,不會造成阻塞,以維護系統通暢順利運行。
根據經濟部水利產業資訊網公布:深層海水優越性的五大特質,請參考本說明書【0016】節說明:「1、清澈乾淨性:人為的污染不易到達,是構成深層海水潔淨的原因之一。另外,表層海水在沉澱過程中,細菌會因化學酸化、沉澱、漂流擴散等之分解作用,隨深度而逐漸減少,且因深海缺少殘存的有機物質及硝酸體氮素等細菌所需的養份,細菌難以生存繁殖。因此,導致動植物病變的各種有害細菌或病毒,在深層海水中的含量均極為稀少,僅為表層海水的千分之一至萬分之一。再者,殘存於深層海水的有機物,對微生物分解殘渣有機物作用的抵抗性相當安定,這也 是深層海水的水質在微生物學或物理化學方面較為安定、無機且清淨的原因。」
綜上,縱使還有少量的殘存重金屬、硬度雜質,或化學殘留物質,也可藉該高壓重力沉澱池4以高壓重力的方式快速沉澱,並藉該半透膜隔離板46及該半透膜隔離管44奈米級的孔徑阻截而加以排除。
然鑒於,表層海水淡化使用逆滲透RO膜分離淡水與鹵水,連同極其珍貴的礦物質及微量元素也一併排除,致生產出來的淡水已無營養,頗為可惜;因此,該半透膜隔離板46及該半透膜隔離管44所使用的半透膜,其孔徑不宜太微細,除可排除重金屬、硬度雜質、化學殘留物質等質量重粒子粗的有毒物質外,深層海水所含豐厚的礦物質包括:鎂、鈣、鉀等,及微量元素包含:鋅、銅、硼、磷、硒等八十多種元素,皆已和水分子及鹽分子,常年處於低溫高壓的深層海裡,分子結構已偏小、穩定,分子間已不易重組結合,極具穩定與微小之分子結構特性(請參考:本說明書第【0017】、【0018】、【0019】、【0020】各節的說明既明);因此必須保存這些珍貴的營養品穿越該半透膜隔離板46及該半透膜隔離管44進入該第一鹽水分離機裡,不能將其排除;目前半透膜的成品較適合的有:1、RO膜(reverse osmosis):透水孔徑0.0001~0.002micron。2、NF膜(nanofiltration):透水孔徑0.0009~0.009micron;3、UF膜(ultrafiltration):透水孔徑0.006~0.11micron;4、MF膜(microfiltration):透水孔徑0.08~1.2micron;還有很多,謹摘錄較適合的部分提供參考。在所有半透膜的項目中唯有逆滲透RO膜的透水孔徑最小,在0.0001~0.002micron之間,如以人體頭髮做比較,人體頭髮之外徑約為10micron,即可知逆滲透RO膜孔徑之精密;然該高壓重力沉 澱池4的目的,僅作為排除深層海水極微少質量重粒子粗的重金屬、硬度雜質、和化學殘留物質,故擬採用第3項UF膜透水孔徑0.006~0.11micron,或第4項MF膜透水孔徑0.08~1.2micron,然為慎重擬實際試用測試,再擇一使用;
所述第一鹽水分離機5A:如圖4、圖5所示,設內外兩層外殼,該外層外殼,設一層保溫膜(圖中未示)、一冷凍壓縮機58、一溫度控制器(圖中未示);該保溫膜:可隔絕外面的溫度,保持機內的溫度恆溫;該冷凍壓縮機58:可提供冷氣維持機內-2℃~-20℃的恆溫環境;該溫度控制器:可隨意設定機內的恆溫度數;
如圖4、圖5所示,該內層外殼,設一旋轉桶56,該旋轉桶56由一第二馬達572B,帶動一第二傳動齒輪571B,轉動該旋轉桶56旋轉;該旋轉桶56的桶壁設許多細密的小孔,其內層的桶壁緊貼一層半透膜55,水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,可透過該半透膜55由桶壁的細孔外溢;鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,無法透過該半透膜55外溢;該旋轉桶56的中心設一葉片輪54,該葉片輪54的上下設兩個軸承57以固定該葉片輪54,幫助該葉片輪54穩定旋轉;該葉片輪54由一第一馬達572A,帶動一第一傳動齒輪571A,轉動該葉片輪54旋轉;
如圖4、圖5所示,該第一鹽水分離機5A設一進水管511,該進水管511設一進水電動閘門512、一噴霧龍頭53;該噴霧龍頭53,可將海水化成噴霧狀,往下噴灑進水;當該進水管511的該進水電動閘門512的開關打開,該噴霧龍頭53將水調成噴霧狀往下噴灑進水時,因深層海水 的溫度本就維持在4℃~7℃左右的低溫,機內恆溫的度數設定在-2℃~-20℃海水冰點以下的度數,噴出的水霧機內的冷空氣很容易滲透進水霧中的小水滴裡,使小水滴快速降溫冷卻到冰點-2℃以下的度數,而變成冰水(液態冰);當該噴霧龍頭53開始噴出水霧進水時,該第一鹽水分離機5A的該第一馬達572A,帶動該第一傳動齒輪571A,轉動該葉片輪54快速旋轉,使該噴霧龍頭53噴進來的冰水跟著該葉片輪54快速流動,冰水才不會瞬間結冰,維持液態冰的狀態持續流動;因此,該葉片輪54的轉速、機內的恆溫度數,必須經過實際測試才能做最適當的設定,而達到快速降溫變成冰水,且不結冰以液態冰的狀態持續流動的需求;
設該第一鹽水分離機5A的容量為3噸,倘1分鐘,已灌滿3噸的海水,該進水管511的該進水電動閘門512的開關隨即關閉,該葉片輪54再持續旋轉10~20秒,確定水分子已全部變成冰水;此時,該第二馬達572B,帶動該第二傳動齒輪571B,轉動該旋轉桶56快速旋轉,將水分子已膨脹鬆散的冰水,藉該旋轉桶56的離心力將水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,甩出該旋轉桶56的外層外殼桶裡;而鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,被該旋轉桶56的該半透膜55阻截而留在該旋轉桶56裡;該旋轉桶56的轉速,決定該旋轉桶56的離心力大小,離心力太大,該半透膜55的孔徑太粗,會把鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,一起甩出該旋轉桶56外;離心力太小,該半透膜55的孔徑太細,水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,無法甩出該旋轉桶56外;必須經過實際測試,才能做最適當的設定,生產出最好的淡水;
如圖4、圖5所示,當水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,全部甩出該旋轉桶56外,儲存在該外層外殼桶底後,隨即藉一淡水電動閘門591把淡水輸水管51的開關打開,將淡水全部輸送到所述淡水儲存池6裡;此時,儲存在該旋轉桶56裡的鹵水,即鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,隨即藉一鹵水電動閘門592把鹵水輸水管52的開關打開,將鹵水全部輸送到所述鹵水儲存池7裡,估計全部行程約2分鐘。
如圖1所示,該第一鹽水分離機5A的裝設排數和台數,係依照淡水每天的需求量設置;倘該第一鹽水分離機5A每台的容量設為3噸,2分鐘輸出一次,即每分鐘的生產量為1.5噸;則,配合該高壓重力沉澱池4日產量設為45萬噸計算:需安裝:450000噸÷24時÷60分÷1.5噸/分=209台,則,設11排,每排21台,共安裝231台,多安裝了1排21台,系每天逐排停機一次,沖刷清洗該第一鹽水分離機5A的該半透膜55,避免阻塞影響生產出來的淡水品質;
如圖1所示,該高壓重力沉澱池4配合該第一鹽水分離機5A的裝設排數,設11根大口徑的輸水管41,直接穿越該11排的該第一鹽水分離機5A的上面,使用三向接頭往下與該第一鹽水分離機5A的該進水管511連接;
如圖4、圖5所示,該進水管511的該噴霧龍頭53,亦可調整改變噴水的模式噴出水刀,該第一鹽水分離機5A每天逐排停機一次,該噴霧龍頭53朝下方的四周噴出水刀,沖刷清洗機內的該半透膜55,以免阻塞,影響生產出來的淡水品質。
有關該第一鹽水分離機5A的操作原理,請參考本說明書【0004】節的說明既明:「〝水結成冰後,體積增加9%〞:冰的水分子是由氫氧鏈結合而成,其-O-H-O-原子排列在一直線上,由於這個規則性的排列關係,冰的水分子間形成許多的空隙;而沒有氫鏈結合的水分子,就沒有這種規則性的排列,它會盡量的緊密堆積在一起(close packing)。如室溫的水,其氫鏈結合率約為50%,而冰為100%(氫鏈結合比率越高的水,分子間的空隙就越多),也就是,冰較水規則性的排列高,所以冰的分子間空隙大,因此水和冰的重量相同時,冰的體積大9%;而海水乃是鹽分子和水分子,以混合物的狀態相結合,也就是,以物理狀態結合,其結構非常脆弱;而水是由氫、氧兩種元素組成,氫原子質量為1.00794u,是宇宙最輕的元素,氧原子質量為15.9994,僅次於氫和氦,佔第三位,水的原子質量為17.00734,水的密度為1;而鹽,氯化鈉NaCl,是由氯、鈉兩種元素組成,氯原子質量為35.45,鈉原子質量為22.9898,鹽的原子質量為58.4398,鹽的密度為2.165,因此,海水慢速結冰,水分子的原子氫氧鏈已規則性的排列在一直線上,水分子間已形成許多的空隙,因水慢速結冰,有足夠的時間讓水分子把質量重密度大的鹽分子全部析出,沉澱在水下,不會包裹在冰晶的空隙裡形成鹽泡,而構成純淨的淡水冰,漂浮在水面上;同理,冰塊、碎冰、冰霜、冰水(液態冰),倘若溫度皆已達到海水的冰點以下,即-2℃以下,因水分子皆已規則性的排列,且皆已將質量重密度大的鹽分子全部析出,水分子間已膨脹鬆散,體積已大9%,皆同樣具備淡水冰的特質,漂浮在水面上。」
綜上所述,該第一鹽水分離機5A透過實際測試取得的資 料,設定冰點以下適當的恆溫度數,讓該噴霧龍頭53噴進來的水霧瞬間變成冰水;該葉片輪54以適當的轉速,讓冰水保持液態冰的狀態持續流動;該旋轉桶56以適當的轉速,產生適當的離心力、將已膨脹鬆散的水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,透過該半透膜55適當的孔徑篩選,甩出該旋轉桶56外,儲存在該外殼的桶裡;而鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,被該半透膜55阻截留在該旋轉桶56裡,而將鹽、水做適當的分離;倘生產出來的淡水未盡如人意,部分質量重粒子粗的礦物質和微量元素,仍然不足時,亦可從該鹵水儲存池7所儲存的鹵水中萃取另行補充加入該淡水儲存池6,使人類每天都可享用全方位營養豐富的天然自來水;按,礦物質是人體必需的元素,任何礦物質短缺,都會產生疾病,但人體卻無法自行產生或合成,必須由飲用水和食物中攝取,而唯有深層海水具備全方位所有的礦物質和微量元素,且其存量非常豐富,縱使不能由分離出來的淡水中直接擷取,也可由分離出來的鹵水中萃取另行補充加入該淡水儲存池6裡,以維護人類的健康,改善人類的體質,延長人類的壽命。
所述第二鹽水分離機5B:如圖6、圖7所示,系取消該第一鹽水分離機5A的下列設備:1、該旋轉桶56的該半透膜55。2、該旋轉桶56的桶壁細孔。3、該第二馬達572B。4、該第二傳動齒輪571B;而增加一項設備:在該旋轉桶56的上方開一個四方型的大孔,裝設一大型電動閘門55、一第二馬達551、一第二傳動齒輪552;
如圖6、圖7所示,當該第二鹽水分離機5B的該冷凍壓縮機58的開關打開,設定機內恆溫的適當度數,待機內的溫度達到恆溫的度 數時,隨即打開該進水管511的該進水電動閘門512的開關,該噴霧龍頭53即往下噴灑水霧開始進水,因深層海水的溫度本就維持在4℃~7℃左右的低溫,機內恆溫的度數設定在-2℃~-20℃的海水冰點以下的度數,噴出的水霧機內的冷空氣很容易滲透進水霧中的小水滴裡,使小水滴快速降溫冷卻到冰點-2℃以下的度數,而變成冰水(液態冰);此時,該第一馬達572A,帶動該第一傳動齒輪571A,轉動該葉片輪54快速旋轉,使該噴霧龍頭53噴進來的冰水跟著該葉片輪54快速流動,冰水才不會瞬間結冰,維持液態冰的狀態持續流動;
設該第二鹽水分離機5B的容量為3噸,倘1分鐘,已灌滿3噸的海水,該進水管511的該進水電動閘門512的開關隨即關閉,該葉片輪54再持續旋轉10~20秒,確定水分子已全部變成冰水;該葉片輪54的轉速隨即減速,形同煞車,使冰水的流速跟著減速,持續慢慢的減速平穩地停下來;此時,冰水的水分子已膨脹鬆散,因水分子的質量最輕密度最小會浮在最上層,其他礦物質、微量元素、鹽分子,同樣在冰點-2℃以下的溫度,因此,所有的分子都非常安定,所有分子會依照其本身的質量和密度的大小,層次分明安定的沉澱在水分子的下面;經過實際測試,那些礦物質和微量元素要和水分子一起篩選隨同淡水一起取出,其高度位置在哪裡?根據該高度設定,迅速打開該第二馬達551,帶動該第二傳動齒輪552,依照設定的高度拉下該大型電動閘門55,將最上層的淡水、礦物質、微量元素,排出該旋轉桶56,儲存在該外層外殼桶裡
如圖6、圖7所示,當水分子、礦物質和微量元素質量輕密度小的分子,全部排出該旋轉桶56外,儲存在該外層外殼桶底後,隨即藉 一淡水電動閘門591把淡水輸水管51的開關打開,將淡水全部輸送到所述淡水儲存池6裡;此時,儲存在該旋轉桶56裡的鹵水,即鹽分子、礦物質和微量元素質量重密度大的分子,隨即藉一鹵水電動閘門592把鹵水輸水管52的開關打開,將鹵水全部輸送到所述鹵水儲存池7裡,估計全部行程約2分鐘。
同理,倘生產出來的淡水未盡如人意,部分質量重密度大的礦物質和微量元素,仍需補充加入淡水提供人類飲用,亦可從該鹵水儲存池7所儲存的鹵水中萃取另行補充加入該淡水儲存池6裡,使人類每天都可享用全方位營養豐富的天然自來水,以維護人類的健康,改善人類的體質,延長人類的壽命。
實施例2
本實施例給出另外一種〝深層海水淡化農業用水和工業用水大量生產系統〞的具體實施方式,如圖8~圖10所示,包括:一發電系統1、一虹吸管機構2、一抽水機構(圖中未示)、一海水儲存池3、至少二高壓重力沉澱池4、一淡水儲存池5,其中:
所述發電系統1、所述虹吸管機構2、所述抽水機構、所述海水儲存池3,所述淡水儲存池5,如圖8~圖10所示,皆和上述實施例1的〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的對應設備完全相同;
如圖8~圖10所示,唯一略有不同的是所述高壓重力沉澱池4:因應農業用水和工業用水龐大的需求量,其容量依照淡水每日的需求量設置,倘日產量為270萬噸,則該高壓重力沉澱池4的總容量設為270萬噸,即,該高壓重力沉澱池4的容量設為90萬噸,長300米、寬100米、 高30米;該高壓重力沉澱池4設四個,使用三個,一個備用,每天輪流清洗一個,三天輪流清洗一次;該高壓重力沉澱池4的該上池A2/及B2:設多根大口徑的輸水管41,直通所述淡水儲存池5裡;
該高壓重力沉澱池4的其他設備,如圖8~圖10所示,皆和上述實施例1的〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的〝該高壓重力沉澱池4〞的對應設備完全相同。
鑒於,深層海水本已相當潔淨,經過該高壓重力沉澱池4的該下池A1/及B1的高壓重力沉澱後已更加潔淨,只要將該半透膜隔離板46,及該上池A2/及B2的該半透膜隔離管44的該半透膜孔徑略為加細,能夠將質量最重粒子最粗的鹽分子、隨同重金屬、硬度雜質、化學殘留物質一起隔離排除,既可將飽含礦物質和微量元素營養豐富肥沃的淡水全部做為農業用水和工業用水使用,安全已無慮,是故,省略該第一鹽水分離機5A,及該第二鹽水分離機5B的冷凍分離程序,直接將飽含礦物質和微量元素的淡水輸入該淡水儲存池5裡,讓低溫、富營養、極肥沃的海淡水,普灑大地,降低土壤溫度,改善土質,治理沙漠,使大地遍地皆黑土,廣增糧食,解決地球暖化危機,水質源匱乏危機,糧食不足危機,以維護動植物的生存環境。
實施例3
本實施例給出另外一種〝表層海水淡化大量生產系統〞的具體實施方式,如圖8~圖10所示,包括:一海水儲存池3、至少二高壓重力沉澱池4、一淡水儲存池5,其中:
所述海水儲存池3,所述高壓重力沉澱池4、所述淡水儲存 池5,如圖8~圖10所示,皆和上述實施例2的〝深層海水淡化農業用水和工業用水大量生產系統〞的對應設備完全相同。
【00100】 實施例4
【00101】本實施例給出另外一種〝第一鹽水分離機〞,如圖5、圖6及圖11、圖12所示,該第一鹽水分離機和上述實施例1〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的〝該第一鹽水分離機5A〞的設備完全相同,可單獨作為表層海水淡化小量生產使用。
【00102】 實施例5
【00103】本實施例給出另外一種〝第二鹽水分離機〞,如圖6、圖7所示,該第二鹽水分離機和上述實施例1〝深層海水淡化民生用水大量生產系統〞的〝該第二鹽水分離機5B〞的設備完全相同,可單獨作為表層海水淡化小量生產使用。
【00104】以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明,不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬於本發明的保護範圍。
1:發電系統
2:虹吸管機構
21:固定座
3:海水儲存池
31:輸水管
4:高壓重力沉澱池
4A:第一高壓重力沉澱池
4B:第二高壓重力沉澱池
A1:第一下池
B1:第二下池
A2:第一上池
B2:第二上池
41:輸水管
42:海水排水管
46:半透膜隔離板
47:排水電動閘門
51:淡水排水管
52:鹵水排水管
6:淡水儲存池
61:淡水第一輸出管
62:淡水第二輸出管
63:半透膜清洗管
7:鹵水儲存池
71:鹵水輸出管

Claims (9)

  1. 一種深層海水淡化民生用水大量生產系統,其特徵在於,包括:一海水儲存池(3)、至少二高壓重力沉澱池(4)、至少二第一鹽水分離機(5A)/或至少二第二鹽水分離機(5B)、一淡水儲存池(6)、及一鹵水儲存池(7),其中:
    所述海水儲存池(3):設多根大口徑的輸水管(31),直通所述高壓重力沉澱池(4)的一下池(A1)/及(B1)裡,可快速將該高壓重力沉澱池(4)灌滿;
    所述高壓重力沉澱池(4):其容量依照淡水每日的需求量設置,倘日產需求量為45萬噸,則該高壓重力沉澱池(4)的容量設為45萬噸,即,長300米、寬50米、高30米;在該高壓重力沉澱池(4)的高20米處,設一半透膜隔離板(46),將該高壓重力沉澱池(4)分隔成上下兩池;
    該下池(A1)/及(B1):係由該半透膜隔離板(46)到該高壓重力沉澱池(4)的底部所構成,即水深10米~30米的範圍;此部分,水的重力壓強P=2大氣壓P0~4大氣壓P0,在此一高壓重力的環境下進行沉澱,讓重金屬、硬度雜質、化學殘留物質等有毒物質受地心引力的影響快速沉澱,無法往上攀升穿越該半透膜隔離板(46)奈米級的孔徑阻截而進入該上池(A2)/及(B2)裡;
    該上池(A2)/及(B2):系該半透膜隔離板(46)以上的部分所構成,設多根大口徑的輸水管(41),每根輸水管(41)的進水口設一進水電動閘門(45)、一半透膜隔離管(44)、一抽水馬達(43);該半透膜隔離管(44)奈米級的孔徑再度過濾有毒物質,才將潔淨的海水送給所述第一鹽水分離機(5A)/或所述第二鹽水分離機(5B);
    所述第一鹽水分離機(5A)/及所述第二鹽水分離機(5B):應用冷凍法將鹽、水分離後,淡水送給所述淡水儲存池(6)儲存,鹵水送給鹵水儲存池(7)儲存。
  2. 如請求項1之深層海水淡化民生用水大量生產系統,其中,所述海水儲存池(3):長度與所述高壓重力沉澱池(4)相同、寬度大於該高壓重力沉澱池(4)、高度低於該高壓重力沉澱池(4),然容量比該高壓重力沉澱池(4)的容量大;該海水儲存池(3)的底部設多根大口徑的輸水管(31),直通該高壓重力沉澱池(4)的一下池(A1)/及(B1)裡;每根輸水管(31)的進水口設一進水電動閘門(33),一抽水馬達(32),可快速將該高壓重力沉澱池(4)灌滿。
  3. 如請求項1之深層海水淡化民生用水大量生產系統,其中,所述高壓重力沉澱池(4):其容量依照淡水每日的需求量設置,倘日產需求量為45萬噸,則該高壓重力沉澱池(4)的容量設為45萬噸,即,長300米、寬50米、高30米;在該高壓重力沉澱池(4)的高20米處,設一半透膜隔離板(46),將該高壓重力沉澱池(4)分隔成上下兩池;
    該下池(A1)/及(B1):係由該半透膜隔離板(46)到該高壓重力沉澱池(4)的底部所構成,即水深10米~30米的範圍;此部分,水的重力壓強P=2大氣壓P0~4大氣壓P0,在此一高壓重力的環境下進行沉澱,讓有毒的物質受地心引力的影響快速沉澱、並受該半透膜隔離板(46)奈米級的孔徑阻截無法往上攀升穿越該半透膜隔離板(46)進入該上池(A2)/及(B2)裡;該下池(A1)/及(B1)由該海水儲存池(3)的多根輸水管(31)直接延伸過來往下轉彎出口處設一出水電動閘門(34);該高壓重力沉澱池(4)的底部外側,設一排水電動閘門(47)、一海水排水管(42)直通海裡;
    該上池(A2)/及(B2):係由該半透膜隔離板(46)以上的部分所構成,設多根大口徑的輸水管(41),每根輸水管(41)的進水口設一進水電動閘門(45)、一半透膜隔離管(44)、一抽水馬達(43);藉該半透膜隔離管(44)再度過濾一遍,才將潔淨的水、鹽、礦物質、微量元素,全部送給所述第一鹽水分離機(5A)/或所述第二鹽水分離機(5B)利用冷凍法進行鹽、水、礦物質和微量元素等的分離。
  4. 如請求項1之深層海水淡化民生用水大量生產系統,其中,所述第一鹽水分離機(5A):設內外兩層外殼,該外層外殼,設一層保溫膜、一冷凍壓縮機(58)、一溫度控制器;該保溫膜:可隔絕外面的溫度,保持機內的溫度恆溫;該冷凍壓縮機(58):可提供冷氣維持機內-2℃~-20℃的恆溫環境;該溫度控制器:可隨意設定機內的恆溫度數;
    該內層外殼,設一旋轉桶(56),該旋轉桶(56)由一第二馬達(572B),帶動一第二傳動齒輪(571B),轉動該旋轉桶(56)旋轉;該旋轉桶(56)的桶壁設許多細密的小孔,其內層的桶壁緊貼一層半透膜(55),水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,可透過該半透膜(55)由桶壁的細孔外溢;鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,無法透過該半透膜(55)外溢;該旋轉桶(56)的中心設一葉片輪(54),該葉片輪(54)的上下設兩個軸承(57)可固定該葉片輪(54),幫助該葉片輪(54)穩定旋轉;該葉片輪(54)由一第一馬達(572A),帶動一第一傳動齒輪(571A),轉動該葉片輪(54)旋轉;
    該第一鹽水分離機(5A)的上面設一進水管(511),該進水管(511)設一進水電動閘門(512)、一噴霧龍頭(53);該噴霧龍頭(53),可將海水化成噴霧狀,往下噴灑進水;當該進水管(511)的該進水電動閘門(512)的開關打開,該噴 霧龍頭(53)將水調成噴霧狀往下噴灑進水時,因深層海水的溫度本就維持在4℃~7℃左右的低溫,機內恆溫的度數設定在-2℃~-20℃海水冰點以下的度數,噴出的水霧機內的冷空氣很容易滲透進水霧中的小水滴裡,使小水滴快速降溫冷卻到冰點-2℃以下的度數,而變成冰水(液態冰);當該噴霧龍頭(53)開始噴出水霧進水時,該第一馬達(572A),帶動該第一傳動齒輪(571A),轉動該葉片輪(54)快速旋轉,使該噴霧龍頭(53)噴進來的冰水跟著該葉片輪(54)快速流動,冰水才不會瞬間結冰,維持液態冰的狀態持續流動;因此,該葉片輪(54)的轉速、機內的恆溫度數,必須經過實際測試才能做最適當的設定,而達到快速降溫變成冰水,且不會結冰維持液態冰的狀態持續流動;
    設該第一鹽水分離機(5A)的容量為3噸,倘1分鐘,已灌滿3噸的海水,該進水管(511)的該進水電動閘門(512)的開關隨即關閉,該葉片輪(54)再持續旋轉10~20秒,確定水分子已全部變成冰水;此時,該第二馬達(572B),帶動該第二傳動齒輪(571B),轉動該旋轉桶(56)快速旋轉,將水分子已膨脹鬆散的冰水,藉該旋轉桶(56)的離心力將水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,甩出該旋轉桶(56)的外層外殼桶裡;而鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,被該旋轉桶(56)的該半透膜(55)阻截而留在該旋轉桶(56)裡;該旋轉桶(56)的轉速,決定該旋轉桶(56)的離心力大小,離心力太大,該半透膜(55)的孔徑太粗,會把鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,一起甩出該旋轉桶(56)外;離心力太小,該半透膜(55)的孔徑太細,水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,無法甩出該旋轉桶(56)外;必須經過實際測試,才能做最適當的設定,生產出最好的淡 水;
    當水分子、礦物質和微量元素質量輕粒子細的分子,全部甩出該旋轉桶(56)外,儲存在該外層外殼桶底後,隨即藉一淡水電動閘門(591)把淡水輸水管(51)的開關打開,將淡水全部輸送到所述淡水儲存池(6)裡;此時,儲存在該旋轉桶(56)裡的鹵水,即鹽分子、礦物質和微量元素質量重粒子粗的分子,隨即藉一鹵水電動閘門(592)把鹵水輸水管(52)的開關打開,將鹵水全部輸送到所述鹵水儲存池(7)裡。
  5. 如請求項1之深層海水淡化民生用水大量生產系統,其中,所述第二鹽水分離機(5B):系取消該第一鹽水分離機(5A)的下列四項設備:1、該旋轉桶(56)的該半透膜(55);2、該旋轉桶(56)的桶壁細孔;3、該第二馬達(572B);4、該第二傳動齒輪(571B);而增加一項設備:在該旋轉桶(56)的上方開一個四方型的大孔,裝設一大型電動閘門(55)、一第二馬達(551)、一第二傳動齒輪(552);
    當該第二鹽水分離機(5B)的該冷凍壓縮機(58)的開關打開,設定機內恆溫的適當度數,待機內的溫度達到恆溫的度數時,隨即打開該進水管(511)的該進水電動閘門(512)的開關,該噴霧龍頭(53)即往下噴灑水霧開始進水,因深層海水的溫度本就維持在4℃~7℃左右的低溫,機內恆溫的度數設定在-2℃~-20℃的海水冰點以下的度數,噴出的水霧機內的冷空氣很容易滲透進水霧中的小水滴裡,使小水滴快速降溫冷卻到冰點-2℃以下的度數,而變成冰水(液態冰);此時,該第二鹽水分離機(5B)的該第一馬達(572A),帶動該第一傳動齒輪(571A),轉動該葉片輪(54)快速旋轉,使該噴霧龍頭(53)噴進來的冰水跟著該葉片輪(54)快速流動,冰水才不會瞬間結 冰,維持液態冰的狀態持續流動;
    設該第二鹽水分離機(5B)的容量為3噸,倘1分鐘,已灌滿3噸的海水,該進水管(511)的該進水電動閘門(512)的開關隨即關閉,該葉片輪(54)再持續旋轉10~20秒,確定水分子已全部變成冰水;該葉片輪(54)的轉速隨即減速,形同煞車,使冰水的流速跟著減速,持續慢慢的減速平穩地停下來;此時,冰水的水分子已膨脹鬆散,因水分子的質量最輕密度最小會浮在最上層,其他礦物質、微量元素、鹽分子,同樣在冰點-2℃以下的溫度,因此,所有的分子都非常安定,所有分子會依照其本身的質量和密度的大小,層次分明安定的沉澱在水分子的下面;經過實際測試,那些礦物質和微量元素要和水分子一起篩選隨同淡水一起取出,其高度位置在哪裡?根據該高度設定,迅速打開該第二馬達(551),帶動該第二傳動齒輪(552),依照設定的高度迅速拉下該大型電動閘門(55),將最上層的淡水、礦物質、微量元素,排出該旋轉桶(56),儲存在該外層外殼桶裡;
    當水分子、礦物質和微量元素質量輕密度小的分子,全部排出該旋轉桶(56)外,儲存在該外層外殼桶底後,隨即藉一淡水電動閘門(591)把淡水輸水管(51)的開關打開,將淡水全部輸送到所述淡水儲存池(6)裡;此時,儲存在該旋轉桶(56)裡的鹵水,即鹽分子、礦物質和微量元素質量重密度大的分子,隨即藉一鹵水電動閘門(592)把鹵水輸水管(52)的開關打開,將鹵水全部輸送到所述鹵水儲存池(7)裡。
  6. 一種深層海水淡化農業用水和工業用水大量生產系統,其特徵在於,包括:一海水儲存池(3)、至少二高壓重力沉澱池(4)、一淡水儲存池(5),其中:
    所述海水儲存池(3),所述淡水儲存池(5),皆與權利請求項1及2的所述深層海水淡化民生用水大量生產系統的對應設備完全相同;
    唯一略有不同的是所述高壓重力沉澱池(4):因應農業用水和工業用水龐大的需求量,其容量依照淡水每日的需求量設置,倘日產量為270萬噸,則該高壓重力沉澱池(4)的總容量設為270萬噸,即,該高壓重力沉澱池(4)的容量設為90萬噸,長300米、寬100米、高30米;該高壓重力沉澱池(4)設四個,使用三個,一個備用,每天輪流清洗一個,三天輪流清洗一次;該高壓重力沉澱池(4)的該上池(A2)/及(B2):設多根大口徑的輸水管(41),直通所述淡水儲存池(5)裡;
    該高壓重力沉澱池(4)的其他設備皆與權利請求項3的所述深層海水淡化民生用水大量生產系統的該高壓重力沉澱池(4)的設備完全相同。
  7. 一種表層海水淡化大量生產系統,其特徵在於,包括:一海水儲存池(3)、至少二高壓重力沉澱池(4)、一淡水儲存池(5),其中:
    所述海水儲存池(3),所述高壓重力沉澱池(4)、所述淡水儲存池(5),皆與權利請求項6的所述深層海水淡化農業用水和工業用水大量生產系統的對應設備完全相同。
  8. 一種第一鹽水分離機,其特徵在於,該第一鹽水分離機與權利請求項4的上述深層海水淡化民生用水大量生產系統的所述第一鹽水分離機(5A)的設備完全相同,可單獨作為表層海水淡化小量生產使用。
  9. 一種第二鹽水分離機,其特徵在於,該第二鹽水分離機與權利請求項5的上述深層海水淡化民生用水大量生產系統的所述第二鹽水分離機(5B)的設備完全相同,可單獨作為表層海水淡化小量生產使用。
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