[發明專利]咸水自然淡化裝置及其使用方法

無效

• 申請號: 201110054776.8
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN102173523A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 肖輝;潘潔;程文娟;王立艷;陸文龍
• 申請（專利權）人: 天津市農業資源與環境研究所
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F103/08;C02F1/22
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王融生

技術領域

本發明屬于水資源高效利用領域，尤其涉及一種咸水自然淡化裝置及其使用方法。

背景技術

我國是一個嚴重缺水的國家，人均占有水資源量約2400m³，僅為全球人均水量的1/4，而且時空分布不均勻，水環境污染較嚴重，原生劣質水分布面積廣，尤其是西北干旱內陸地區，由于降水稀少，蒸發強烈，水資源天然匱乏，作為主要供水水源的地下水，普遍含鹽、含氟量高，大部分地區又沒有可替代的淡水資源。

目前咸水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法和反滲透法。a.蒸餾法就是把苦咸水加熱使之沸騰蒸發，再把蒸汽冷凝成淡水的過程。蒸餾法是最早采用的淡化法，主要有多效蒸發、多級閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等方法，其主要優點是設備結構簡單、操作容易、所得淡水水質好，特別適合于淡化高濃度苦咸水和海水。但由于此種方法淡化過程中部分水不斷濃縮，易在設備傳熱面上析出一些難溶鹽類，形成垢物，對設備的腐蝕較嚴重些，因而限制了其工業化應用。b.電滲析法簡稱ED(Electrodialysis)，是利用離子交換膜在電場作用下分離鹽水中的陰、陽離子，從而使淡水室中鹽分濃度降低而得到淡水的一種膜分離技術。其工作原理是在外加直流電場的作用下，水中的離子作定向遷移，通過選擇透過性的離子交換膜(陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過)以達到除鹽目的。該方法具有工藝簡單、除鹽率高、制水成本低、操作方便、電極可以再生后重復使用、不污染環境等主要優點。電滲析過程的能耗與給水含鹽量有密切關系，給水含鹽量越高，能耗越大。苦咸水中離子的初始濃度對去除效果影響顯著，但隨著初始濃度的升高，去除率不斷下降。因此，電滲析法比較適合低鹽苦咸水的淡化，所以其在苦咸水淡化工程中的應用也受到了局限。c.反滲透法，是利用反滲透膜選擇性的只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質的性質，以膜兩側靜壓差為推動力，克服溶劑的滲透壓，使溶劑通過反滲透膜而實現對液體混合物進行分離的膜過程。反滲透法可以從水中除去90％以上的溶解性鹽類和99％以上的膠體微生物及有機物等。與其它水處理方法相比具有無相態變化、常溫操作、設備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應范圍廣、除鹽率高和運行費用低等優點。尤其以風能、太陽能作動力的反滲透凈化苦咸水裝置，更是解決無電和常規能源短缺地區人們生活用水的既經濟又可靠的途徑。但反滲透應用于苦咸水的淡化也存在局限性，首先反滲透是一種廣譜分離方法，產水為純水，而純水不能作為優質飲用水。其次，高運行壓力帶來較高的成本和運行費用。另外，預處理要求嚴格，系統龐雜。除以上3種方法外，離子交換法及改進型離子交換法(CARIX工藝)目前也得到了人們的關注。

前人對咸水淡化方法及裝置進行了大量的研究，但這些研究主要集中在咸水淡化作為飲用水方面，規模較小，且需一定設備及能耗。針對咸水淡化作為灌溉用水的研究較少，且針對利用我國北方地區冬季咸水自然結冰進行咸水淡化裝置的研究更未見涉及。

發明內容

本發明提供一種咸水自然淡化裝置及其使用方法，它是針對濱海鹽堿地區淡水資源比較缺乏，咸水資源卻非常豐富，但利用率低，現有的咸水淡化方法成本高，不適于大面積農業及綠化用水的現狀，發明一種利用冬季咸水自然結冰淡化咸水的裝置，該發明可以有效解決鹽堿區淡水資源缺乏的問題，提高咸水的利用率，降低咸水淡化成本，適于鹽堿地區春旱時期農業灌溉及綠化用水。

本發明為實現以上目的，是通過以下技術方案實現的，

一種咸水自然淡化裝置其特征如下：

1)蓄水池：

在農田邊修建混凝土結構咸水池，水池大小可根據用水量的多少確定，一般面積100-200平米，池深1.2-1.5米；

2)滲濾層：

在水池底部鋪設粗沙和礫石，厚度10-15cm；

3)排水管：

水池底部最低處安裝排水管，管徑8-10cm，通向池壁外側，末端連接流量計及閥門。

所述蓄水池，底部及內壁四周做好防水，防止水分滲漏；底部坡度大于等于千分之三。

所述的咸水自然淡化裝置的使用方法，其特征如下：

其使用方法為：

a.冬季將咸水泵入咸水池內，使咸水完全結冰。春季平均氣溫零度以上時，打開排水閥門，并在冰層上鉆孔，平均每平米3-4個孔。冰層開始逐漸融化，將含鹽量高的咸水先排出，然后關閉閥門。排水量依據原咸水礦化度確定。將咸水排出后，調節水質；

b.冬季采集咸水冰，將咸水冰堆積在蓄水池內，冰塊開始融化時，打開排水管閥門，將高濃度咸水排出，關閉閥門。調節水質。