[發明專利]自清潔海水脫鹽裝置及方法

有效

• 申請號: 201611231307.8
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106629945B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 朱亮;李玉坤;黃慧慧;殷緒華;陳琳
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F1/08
• 分類號: C02F1/08;C02F1/30;C02F103/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種自清潔海水脫鹽裝置，其特征在于該裝置包括：

進水模塊，用于將海水中的Ca2+離子和Mg2+離子去除，并將去除離子后的海水引入膜處理模塊；

膜處理模塊，內設有若干膜處理單元和加熱單元，所述膜處理單元包括涂有納米光催化劑活性層的PVDF疏水微孔膜和由PVDF疏水微孔膜構成的空腔，空腔內為冷側，空腔外為熱側，所述膜處理單元具體為板狀，橫截面為大致矩形或大致扁圓形，并成由中心點向外輻射式的擺放在所述膜處理模塊內；所述加熱單元設置于熱側底部，所述膜處理模塊用于使用加熱單元對進水模塊引入至熱側的海水進行加熱，形成水蒸氣，使水蒸氣以冷熱側溫度差為驅動力進入冷側，再冷凝液化后形成淡水；

集水模塊，用于收集膜處理單元內的淡水；

冷凝模塊，用于將從膜處理模塊引入的淡水進行制冷后形成冷水；

水循環模塊，用于將膜處理單元內的淡水輸送至集水模塊進行收集，以及將膜處理模塊的水輸送至冷凝模塊進行制冷，還用于將冷凝模塊的冷水輸送至膜處理模塊的冷側以冷凝水蒸氣。

2.根據權利要求1所述的自清潔海水脫鹽裝置，其特征在于：所述進水模塊具體包括海水池、進水泵和離子去除設備，進水泵通過管道連接海水池和離子去除設備，離子去除設備通過管道連接至膜處理模塊的熱側。

3.根據權利要求1所述的自清潔海水脫鹽裝置，其特征在于：所述納米光催化劑為ZnO納米光催化劑、TiO₂納米光催化劑和Al₂O₃納米光催化劑中的一種。

4.根據權利要求1所述的自清潔海水脫鹽裝置，其特征在于：所述冷凝模塊具體包括冷水池和位于冷水池內的制冷設備。

5.根據權利要求1所述的自清潔海水脫鹽裝置，其特征在于：所述水循環模塊具體包括：

第一管道，用于將膜處理單元內的淡水輸送至集水模塊進行收集；

第二管道，用于將集水模塊的水輸送至冷凝模塊進行制冷；

第三管道，用于將冷凝模塊的冷水輸送至膜處理模塊的冷側以冷凝水蒸氣。

6.根據權利要求1所述的自清潔海水脫鹽裝置，其特征在于：所述膜處理模塊內還設有液位控制器，用于在膜處理模塊的海水液位低于預設水位時，控制進水泵自動補給海水。

7.根據權利要求1所述的自清潔海水脫鹽裝置，其特征在于：所述膜處理模塊內還設有可見光燈和太陽能電池板，太陽能電池板連接加熱單元和可見光燈，進行供電。

8.一種基于權利要求1-7中任意一項所述的自清潔海水脫鹽裝置的脫鹽方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)打開進水泵，將海水池里的海水經過離子去除設備去除Ca2+、Mg2+離子后，引入膜處理模塊；

(2)制冷設備對冷水池內的水進行制冷，并輸送至膜處理模塊的冷側，使冷側水溫維持在20℃～35℃；

(3)加熱單元對膜處理模塊的熱側進行加熱，使熱側溫度維持在50℃～85℃；

(4)熱側海水受熱后生成水蒸氣，透過PVDF疏水微孔膜的微孔進入冷側，冷側在冷水作用下冷凝液化為淡水；

(5)集水模塊將液化的淡水進行收集，還將一部分輸送至冷凝模塊進行冷凝；

(6)運行預設時間段后，采用光照照射PVDF疏水微孔膜，使表面的納米光催化劑活性層發生光催化反應，降解微孔內的有機物；

(7)當檢測到熱側的海水鹽濃度高于預設濃度時，采用進水模塊將熱側的海水進行更換。