[發明專利]一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置及其方法

有效

• 申請號: 201110434657.5
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102502927A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 吳祖成;廖文;常園園
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F1/42;C02F103/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置，其特征在于包括第一淡水池（1）、陽離子選擇性透過墻（2）、濃水池（3）、陰離子選擇性透過墻（4）、第二淡水池（5）、濃縮水罐（6）、閥門（7）、三通閥（8）、流量計（9）、泵（10）、酸度計（11）、電導率儀（12）、氣體檢測裝置（13）、壓力表（14）、陽極板（15）和陰極板（16）；第一淡水池（1）、陽離子選擇性透過墻（2）、濃水池（3）、離子選擇性透過墻（4）、第二淡水池（5）順次相連，進水經閥門（7）、酸度計（11）、電導率儀（12）分成二路，一路進水經閥門（7）、流量計（9）與第一淡水池（1）上部相連，另一路進水經進水經閥門（7）、濃縮水罐（6）、泵（10）與濃水池（3）底部相連，濃水池（3）上部經酸度計（11）、電導率儀（12）與濃縮水罐（6）相連，第一淡水池（1）底部與第二淡水池（5）底部相連，第二淡水池（5）上部經壓力表（14）與氣體檢測裝置（13）相連，，第二淡水池5）上部經酸度計（11）、電導率儀（12）與出水口相連，在第一淡水池（1）內設有陽極板（15），第二淡水池（5）內設有陰極板（16），陽極板（15）和陰極板（16）分別接入直流電源的正極和負極。

2.根據權利要求1所述的一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置，其特征在于所述的第一淡水池（1）、陽離子選擇性透過墻（2）、濃水池（3）、陰離子選擇性透過墻（4）、第二淡水池（5）組成一級海水淡化單元，所述的海水淡化單元為多級，所述的多級海水淡化單元為串聯式或并聯式，所述的多級串聯式海水淡化單元從第二級海水淡化單元的第一淡水池（1）由第一海水淡化單元的第二淡水池（5）代替。

3.根據權利要求1所述的一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置，其特征在于所述的進水平行于離子選擇性透過墻，旁路進水、旁路出水。

4.根據權利要求1所述的一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置，其特征在于所述的進水經過離子選擇性透過墻在濃水池（3）得到足夠濃度的礦鹽濃溶液，這一濃溶液在濃縮水罐（6）結晶回收礦鹽。

5.根據權利要求1所述的一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置，?其特征在于陽離子選擇性透過墻（2）由鍵合了磺基、羧基、苯膦酸基、巰基、磷基和羥苯基、羧基和羥苯基、強酸性苯乙烯系基中至少一種的聚合物、表面帶有大量硅羥基的硅藻土、分子篩中的至少一種堆砌組成，陰離子選擇性透過墻（4）由鍵合了季胺基、伯胺基、仲胺基、叔胺基或丙烯酸系中至少一種的聚合物堆砌組成。

6.根據權利要求1所述的一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置，?其特征在于所述的陽極（15）材料為石墨、活性炭纖維氈、活性炭纖維布以及涂敷有RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一種導電金屬，陰極（16）材料為不銹鋼電極、石墨、活性炭纖維氈、活性炭纖維布以及涂敷有RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一種的導電金屬，根據不同的需要，電極材料可制作成網狀、孔狀、絲柵狀。

7.根據權利要求6所述的一種苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽裝置，?其特征在于所述的涂敷有RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一種的導電金屬的制備方法為，將RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一種涂覆在導電金屬上，在200-300℃左右溫度下燒結6?h。

8.一種使用如權利要求1所述裝置的苦咸水海水淡化與濃縮回收礦鹽方法，其特征在于陽極板（15）、陰極板（16）分別接入直流電源的正極和負極，在20V以上產生的直流電促使第一淡水池（1）、陽離子選擇性透過墻（2）、濃水池（3）、陰離子選擇性透過墻（4）、第二淡水池（5）內的水電離，產生大量的H⁺和OH^-；進水進入第一淡水池（1），在第一淡水池（1）中的陽離子在電遷移的作用下向陽離子選擇性透過墻（2）遷移并被陽離子選擇性透過墻（2）吸附，從第一淡水池（1）出來的溶液進入第二淡水池（5），在第二淡水池（5）中陰離子在電遷移的作用下向陰離子選擇性透過墻（4）遷移并被陰離子交換樹脂墻（4）吸附，第二淡水池（5）出來的水即為淡化水；再利用所產生的H⁺或OH^-對離子選擇性透過墻進行再生，產生的H⁺向陽離子選擇性透過墻（2）遷移，對陽離子選擇性透過墻（2）進行再生，產生的OH^-向陰離子選擇性透過墻（4）遷移對陰離子選擇性透過墻（4）進行再生，使離子選擇性透過墻恢復吸附性能，被交換下來的陽離子和陰離子遷移進入濃水池（3），隨濃水循環液帶出，濃縮水罐（6）中的離子濃度越來越高，經酸度計（11）、電導率儀（12）獲得離子濃縮信息，通過加熱結晶方法將濃縮物回收再利用。