[發明專利]海水淡化處理方法及發電綜合系統

無效

• 申請號: 01129426.4
• 申請日: 2001-06-18
• 公開（公告）號: CN1327955A
• 公開（公告）日: 2001-12-26
• 發明（設計）人: 吳桐
• 申請（專利權）人: 吳桐
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F9/02;F03B13/00;//;102;166;128;144)C02F10308
• 代理公司: 北京集佳專利商標事務所
• 代理人: 宋冬濤

本發明涉及海水淡化處理技術，特別涉及在海水淡化處理過程中，利用海水勢能進行發電的綜合海水淡化處理方法。本發明還涉及上述海水淡化發電過程中的自動化控制系統。

在世界水資源日益缺乏的今天，淡水資源顯得更為珍貴，然而隨著淡水資源的日漸減少，人們已把水資源的利用方向逐步轉向海洋。海洋面積占地球表面積的71％，水資源相當豐富，但在海水中，鹽份等物質含量較高，一般不能直接被我們的生產、生活所利用。所以，為解決淡水資源缺乏而利用海水，必須首先解決海水中所含各種鹽份等物質的處理問題，這一過程就是海水淡化的過程

海水淡化過程就是對海水進行處理，除去海水中的各種鹽份的過程。海水是天然水體的主要組成部分，是一種中等濃度的電解質水溶液，海水的化學組分通常用氯度和鹽度表示。氯度定義為在每1000g海水中若將溴和碘以氯代替時所含氯、溴、碘的總克數，以C1‰表示。鹽度的定義是每1000g海水中將所有碳酸鹽轉變成氧化物后所含固體物質的總克數，以S‰表示。兩者之間關系是：

??????????????????S‰＝1.80655C1‰。所以海水淡化處理過程就是根據上述離子的含量關系，除去上述離子的過程。

在一些缺少淡水的國家，海水淡化在許多年以前就已開始了，現有的海水淡化處理有膜處理技術和海水蒸餾處理技術，膜處理技術一般是經過對海水進行添加混凝劑進行混凝、對不溶性固型物進行過濾等預處理過程后，進行超濾和反滲透，進而產生淡水的。在這一過程中，由于海水淡化處理設施安裝在海平面以上，所以要時刻進行海水的提升過程；在處理過程中，因為反滲透需要較大的壓力，需要有一增壓的過程；其它的處理過程中也都需要較大的能量，因此海水淡化處理是一能耗較高的產業。如何提高處理能效，降低能源消耗，始終是海水淡化處理過程中的一個難題。

如果能有效利用海水提升過程中和在后處理中的逐漸下降過程而產生的勢能差進行發電，再利用發電所產生的電能應用于海水處理過程的消耗，將可以大大降低海水淡化的能源消耗，實現能源自給的目的。

本發明的目的就是提供一種海水淡化處理方法，該方法可以實現在海水處理過程中發電，并將產生的電能再利用于海水淡化處理的過程。

本發明還提供一種利用上述海水淡化處理方法發電、并對整個過程施行實時監控、自動控制的海水淡化處理發電綜合系統。

本發明的海水處理方法包括海水預處理、膜處理和后處理過程，其特征在于：在海水預處理過程中對海水進行電加熱，以降低海水粘度，增加海水透過反滲透膜的透過速度，降低海水中固體顆粒(膠體)的含量，控制淤塞指數(SDI)保護膜面；在海水進水口安裝高壓水泵抬高水勢，使用低水頭防碳酸鹽橫軸軸流式水輪機，帶動發電機組進行發電，并采用自動感應增速，保持電能穩定輸出，以保證海水淡化過程的能量供給；在海水淡化處理過程中，運用計算機網絡控制系統對海水淡化、發電全過程進行監控，加強海水淡化發電運轉狀態的自動控制、自動監測海水淡化過程、自動測定淡化水質，保障海水淡化處理過程的準確、安全。

其中，上述海水的預處理過程是對海水進行物理的、化學的處理的過程，包括PH值調整、溫度調整、除去懸浮固體和膠體、控制可溶性硅酸鹽、防止結垢、防止鐵錳沉淀、殺菌處理、除去溶解性有機物、增加水壓；上述處理過程分別利用預處理的工作單元設備混凝池、沉淀池、澄清池、高壓泵、管道混合器、砂濾器、精密過濾器、活性炭過濾器中進行；膜分離過程包括超濾膜分離和反滲透膜分離，通過由膜、支撐物和容器組成的膜分離單元進行。

本發明還提供一種應用于上述海水淡化方法的發電綜合系統，該系統包括海水處理子系統、水質檢測子系統、發電子系統、給排水子系統和安全管理子系統五個子系統；分別執行海水處理功能、處理過程中水質檢測功能、發電功能、供水排水功能和系統安全運行控制功能；其中，各個子系統均包括功能設備、傳感器、數據采集器、執行機構和子系統計算機系統；各個子系統計算機通過與系統主控計算機以聯網的方式進行通信，實現自動控制。

上述的綜合系統的海水處理子系統還包括海水預處理模塊、膜處理模塊、和后處理模塊；其中海水預處理模塊又包括混凝池、沉淀池、澄清池、高壓泵、管道混合器、砂濾器、精密過濾器、活性炭過濾器等處理裝置和傳感器、數據采集器、執行機構等自動控制裝置；膜處理模塊包括超濾膜分離器、反滲透膜分離器和傳感器、數據采集器、執行機構；后處理模塊包括后處理裝置和傳感器、數據采集器、執行機構；上述各功能模塊通過海水處理子系統計算機控制系統實現海水淡化處理自動控制。