[發明專利]基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710764069.5
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107381923B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 陳琳;胡勤政;王成燚
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置，其特征在于，包括沿海水流入方向依次連通的水箱（1）、用于去除海水中懸浮物的微濾器（2）、超濾裝置（4）、膜電容去離子單元（6）、循環槽（7）、膜蒸餾單元（8）和冷卻水槽（9），所述超濾裝置（4）與反沖洗系統相通并通過反沖洗系統對其進行反沖洗處理，循環槽（7）與加熱系統相連并恒溫控制循環槽（7）內海水的溫度，循環槽（7）與膜蒸餾單元（8）的熱料液側相通再連通至膜蒸餾單元（8）的冷卻水側，所述超濾裝置（4）與膜電容去離子單元（6）之間設置二級水箱（5），所述反沖洗系統包括清水槽（11）、濃水槽（12）、反沖洗泵（201）和空氣閥（301），反沖洗泵（201）設置于清水槽（11）和超濾裝置（4）之間，反沖洗泵（201）用于控制清水槽（11）內的清水流至超濾裝置（4），所述空氣閥（301）與超濾裝置（4）相連并用于向超濾裝置（4）輸送高壓空氣，膜電容去離子單元（6）與濃水槽（12）之間以及水箱（1）與濃水槽（12）之間分別設置水泵（202），沿水流方向，海水由膜電容去離子單元（6）流至濃水槽（12）再流至水箱（1）。

2.根據權利要求1所述的基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置，其特征在于，超濾裝置（4）包括超濾器并通過超濾器的超濾膜對海水進行超濾，去除海水中的有機物，所述膜蒸餾單元（8）沿水流方向由左至右依次設置通過膜孔相連通的熱料液側和冷卻水側。

3.根據權利要求1所述的基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置，其特征在于，所述膜電容去離子單元（6）中部設置絕緣隔網，以絕緣隔網為中心，由絕緣隔網向兩側分別依次對稱排布離子交換膜、纖維氈、石墨集流體和絕緣隔板，膜電容去離子單元（6）的進水口和出水口均連接至電導率儀，膜電容去離子單元（6）與電源相連進行供電。

4.根據權利要求1所述的基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置，其特征在于，所述加熱系統包括加熱器（10）和溫度控制器（302），通過加熱器（10）對循環槽（7）內的海水進行加熱并通過溫度控制器（302）調節至恒溫80-100℃。

5.根據權利要求1所述的基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置，其特征在于，所述微濾器（2）與超濾裝置（4）之間設置一級水箱（3），所述微濾器（2）與一級水箱（3）之間、一級水箱（3）與超濾裝置（4）之間、膜電容去離子單元（6）與循環槽（7）之間、循環槽（7）與膜蒸餾單元（8）之間、膜蒸餾單元（8）與冷卻水槽（9）之間分別設置水泵（202），用于海水的通入和排出。

6.根據權利要求1-5任一所述的基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將水箱（1）內的海水依次通入微濾器（2）和超濾裝置（4），分別去除海水中的懸浮物和有機物，每隔一定時間通過反沖洗系統對超濾裝置（4）進行反沖洗處理，處理得到的海水存入二級水箱（5）內，完成第一步預處理；

步驟二、膜電容去離子單元（6）接通電源，將步驟一得到的二級水箱（5）內的海水通入膜電容去離子單元（6）進行脫鹽處理，得到初步脫鹽的脫鹽水，將脫鹽水泵入循環槽（7）并通過加熱系統進行恒溫加熱后通入膜蒸餾單元（8）的熱料液側，在膜蒸餾單元（8）膜孔兩側蒸氣壓差的作用下，熱料液側中的水分以水蒸汽形式向右流動并透過膜孔進入膜蒸餾單元（8）的冷卻水側，隨后經冷卻回收至冷卻水槽（9）；

步驟三、通過電導率儀測定膜電容去離子單元（6）進水口和出水口的電導率，當膜電容去離子單元（6）吸附飽和時，反接電源進行電極再生，為膜蒸餾單元（8）供能，膜電容去離子單元（6）出水并泵入濃水槽（12）內，待一定時間后，將膜電容去離子單元（6）正接電源，濃水槽（12）中的廢水回流至水箱（1）內。

7.根據權利要求6所述的基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置的方法，其特征在于，步驟一中，所述反沖洗處理的時間間隔為30 min，每隔30 min進行反沖洗處理時，開啟空氣閥（301）和反沖洗泵（201）并分別將高壓空氣和清水槽（11）內的清水送至超濾裝置（4），對超濾膜進行水氣混合沖洗30s。