[發明專利]利用濃差極化和周期性瞬間沖洗原理的反滲透海水淡化及濃縮海水的方法

有效

• 申請號: 201310420042.6
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103466753A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 張英華
• 申請（專利權）人: 張英華
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;B01D65/02;C02F103/08
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1.一種利用濃差極化和周期性瞬間沖洗原理的反滲透海水淡化及濃縮海水的方法，其特征在于：它使用的工藝流程如下，

1)海水預處理：在海邊挖一口井，讓海水滲透到海水井里，用預處理泵把海水井里的海水抽到預處理池里，經過滅藻、沉淀和過濾后再加熱到20℃至30℃成為預處理后的海水流入海水罐(1)；

2)海水淡化：通電打開海水進水電磁閥(2)、海水進水電動調節閥(2’)和啟動海水泵(3)，海水循環電磁閥(4)處于停電關閉狀態，海水泵(3)通過打開的海水進水電動調節閥(2’)和海水進水電磁閥(2)從海水罐(1)里抽取預處理后的海水，然后從豎直放置的海水淡化裝置的反滲透膜芯(7)的上端或者水平放置的海水淡化裝置的反滲透膜芯(7)的前端送入海水淡化裝置的反滲透膜芯(7)里；反滲透膜芯(7)是由多塊并聯疊加的模塊組成，其結構如下：長方形超濾陶瓷板盒(701)外面包裹一層聚酰胺樹脂反滲透膜(702)，然后用兩個帶外翻邊的長方形泡沫陶瓷蓋子(703)把長方形超濾陶瓷板盒(701)和外面包裹的聚酰胺樹脂反滲透膜(702)扣在中間，再用短螺絲穿過長方形泡沫陶瓷蓋子(703)外翻邊上的孔將兩個長方形泡沫陶瓷蓋子(703)固定在一起形成的模塊，長方形超濾陶瓷板盒(701)的上端裝有原海水進水管、下端裝有濃海水出水管，把所有原海水進水管并聯起來形成反滲透膜芯(7)的進水管，把所有濃海水出水管并聯起來形成反滲透膜芯(7)的出水管，超濾陶瓷板盒(701)的兩板之間有許多條支撐柱；在并聯疊加模塊的第一塊長方形泡沫陶瓷蓋子(703)的前面和最后一塊長方形泡沫陶瓷蓋子(703)的后面各墊一塊與長方形泡沫陶瓷蓋子(703)大小相同的長方形橡膠墊(704)，再在兩塊長方形橡膠墊(704)外面放兩塊比長方形橡膠墊(704)大一些的長方形不銹鋼板(705)，用不銹鋼緊固件(706)通過長方形不銹鋼板(705)把夾在兩塊長方形不銹鋼板(705)間的模塊夾緊就形成反滲透膜芯(7)，最后把反滲透膜芯(7)放入裝有淡水出水管的密封容器里；反滲透膜芯(7)或者是多塊并聯疊加的長方形陶氏反滲透板盒組成，長方形陶氏反滲透板盒的上端裝有原海水進水管、下端裝有濃海水出水管，把所有原海水進水管并聯起來形成反滲透膜芯(7)的進水管，把所有濃海水出水管并聯起來形成反滲透膜芯(7)的出水管，長方形陶氏反滲透板盒兩面板之間有許多條支撐柱，長方形陶氏反滲透板盒之間用長方形泡沫塑料板隔開后放入裝有淡水出水管的密封容器里；長方形陶氏反滲透板盒的陶瓷微孔只能讓淡水分子通過，長方形超濾陶瓷板盒(701)的陶瓷微孔能讓淡水分子和鹽分子通過，長方形泡沫陶瓷蓋子(703)的陶瓷微孔要比長方形超濾陶瓷板盒(701)的陶瓷微孔大；電腦控制儀根據海水進水壓力傳感器(5)傳來的數據信號，對海水進水電動調節閥(2’)進行調節使海水進水壓力傳感器(5)傳來的壓強值在設定值的范圍內，海水中的一部分淡水穿過反滲透膜芯(7)到達海水淡化裝置的淡水區(6)，通電打開淡水電磁閥(11)讓淡水流出；

3)利用濃差極化生產濃海水：海水從反滲透膜芯(7)的水平放置的反滲透膜芯(7)的前端或者豎直放置的反滲透膜芯(7)的上端進入后，隨著海水中的淡水逐步從反滲透膜芯(7)反滲透到海水淡化裝置的淡水區(6)，越往反滲透膜芯(7)內的后段海水中含有的雜質和鹽的濃度就越高，這就是海水濃差極化的原理，電腦控制儀根據海水濃度測試傳感器(8)給出的數據信號對濃海水電動調節閥(9)進行調節，通過調節濃海水從水平放置的反滲透膜芯(7)的后端或者豎直放置反滲透膜芯(7)的下端的流出量來控制流出的濃海水的濃度在設定值范圍內；

4)反滲透膜芯的振動：對反滲透膜芯(7)的振動是微小壓縮空氣泡穿過反滲透膜芯(7)產生的振動，空壓機壓(12)出的壓縮空氣經過單向閥(13)進入儲氣罐(14)，從儲氣罐(14)出來的壓縮空氣經過通電打開的海水進氣電磁閥(16)和海水進氣電動調節閥(16’)從豎直放置的反滲透膜芯(7)的下端進入反滲透膜芯(7)或者從水平放置的反滲透膜芯(7)的前端進入反滲透膜芯(7)，電腦控制儀根據海水進水壓力傳感器(5)傳來的數據信號，對海水進氣電動調節閥(16’)進行調節使海水進水壓力傳感器(5)傳來的數據信號的壓強值在設定值的范圍內，大量的微小壓縮空氣泡穿過反滲透膜芯(7)產生的振動；或者對反滲透膜芯(7)的振動是超聲波對反滲透膜芯(7)的振動，超聲波對黏附在反滲透膜芯(7)內表面雜質產生空化微氣泡的振動使雜質離開反滲透膜芯(7)的內表面；或者對反滲透膜芯(7)的振動是機械振動直接對反滲透膜芯(7)的振動，或者對反滲透膜芯(7)的振動通過對海水淡化裝置的淡水區(6)的淡水產生的振動傳遞給反滲透膜芯(7)的振動，反滲透膜芯(7)的振動使雜質和鹽不那么容易黏附在反滲透膜芯(7)上；

5)周期性瞬間沖洗反滲透膜芯：反滲透海水淡化是用海水泵(3)對經過預處理的海水加壓，讓有一定壓力海水中的淡水穿過海水淡化裝置的反滲透膜芯(7)進入淡水區(6)，然后通過通電打開的淡水電磁閥(11)流出去，反滲透膜芯(7)把雜質和鹽截留下來，這些被截留下來的雜質和鹽首先是靠近反滲透膜芯(7)內表面，然后是雜質黏附在反滲透膜芯(7)的表面，阻礙淡水通過反滲透膜芯(7)，最后是一部分雜質和鹽鉆進反滲透膜芯(7)的微孔中，嚴重堵塞反滲透膜芯(7)的微孔；我們要在雜質和鹽黏附在反滲透膜芯內表面時，對反滲透膜芯(7)進行周期性瞬間反沖洗，具體做法是先通電打開海水循環電磁閥(4)，把海水泵(3)抽出的經過預處理的海水打循環流回海水罐(1)，再關閉海水進水電磁閥(2)，讓海水泵(3)空轉減輕負荷，空壓機壓(12)出的壓縮空氣經過單向閥(13)進入儲氣罐(14)，在關閉海水進水電磁閥(2)時瞬間通電打開的淡水進氣電磁閥(15)，讓儲氣罐(14)出來的壓縮空氣瞬間從豎直放置的反滲透膜芯(7)的海水淡化裝置的淡水區(6)的下端進入淡水區(6)或者從水平放置的反滲透膜芯(7)的海水淡化裝置的淡水區(6)中部進入淡水區(6)，同時關閉的海水進氣電磁閥(16)不讓壓縮空氣進入反滲透膜芯(7)內和停電關閉淡水電磁閥(11)，由于關閉淡水電磁閥(11)所以海水淡化裝置的淡水區(6)空間是封閉的，壓縮空氣進入封閉的淡水區(6)就會給淡水區(6)內的淡水產生一個從反滲透膜芯(7)外面壓向反滲透膜芯(7)內部的壓力，海水循環電磁閥(4)的打開和海水泵(3)空轉使反滲透膜芯(7)內部有一敞開的通道，反滲透膜芯(7)內部不再有壓強，所以海水淡化裝置的淡水區(6)的淡水被壓縮空氣瞬間壓迫穿過反滲透膜芯(7)，把黏附在反滲透膜芯(7)內表面的雜質和鹽推開、不再讓雜質和鹽鉆進反滲透膜芯(7)的微孔中堵塞反滲透膜芯(7)的微孔，有利于這些含有大量雜質和鹽的濃海水從水平放置的反滲透膜芯(7)的后端或者豎直放置的反滲透膜芯(7)下端出來通過打開的濃海水電動調節閥(9)排出；電腦控制儀根據時間信號和淡水壓力傳感器(10)給出的數據信號來停電關閉淡水進氣電磁閥(15)和打開海水進氣電磁閥(16)，不讓儲氣罐(14)出來的壓縮空氣進入海水淡化裝置的淡水區(6)，而是讓壓縮空氣進入反滲透膜芯(7)里，然后打開海水進水電磁閥(2)和通電打開淡水電磁閥(11)，再停電關閉海水循環電磁閥(4)，讓海水重新進入海水淡化裝置的反滲透膜芯(7)里和海水中的淡水穿過反滲透膜芯(7)進入淡水區，然后從通電打開的淡水電磁閥(11)流出，海水淡化重新開始，海水淡化進入下一個循環過程。