[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

本發明公開了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，將微濾、超濾、膜電容去離子和膜蒸餾技術相結合，形成新型海水淡化集成工藝，相對應的處理裝置包括微濾器、超濾裝置、膜電容去離子單元和膜蒸餾單元，其中微濾器和超濾裝置分別去除海水中的懸浮物和有機物，為膜電容去離子單元和膜蒸餾單元做預處理，膜電容去離子單元用于吸附海水中的鹽離子，膜蒸餾單元可保證出水的穩定性，膜電容去離子單元反接電源進行電極再生，可回收電能，用作膜蒸餾的耗能之一。本發明提供的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，解決了膜電容去離子出水不穩定和膜蒸餾高耗能的問題，對實際生產應用具有很好的借鑒意義。

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域，具體涉及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。

背景技術

從海水中取得淡水的過程謂海水淡化，是實現水資源利用的開源增量技術，可以增加淡水總量，且不受時空和氣候影響，已成為世界上公認的解決水資源短缺的最佳方案，它能從根本上解決水資源短缺的危機。

現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、水合物法、電滲析法、萃取法、蒸餾法和反滲透法，其中蒸餾法、反滲透法和冰凍法雖然處理效果顯著，但其耗能較高；水合物法和萃取法需要使用化學物品，成本較高；電滲析法和離子交換法的膜污染問題顯著，效果不穩定。此外，膜蒸餾和膜電容去離子技術是蒸餾法和電滲析法的延伸技術，也存在著相應的問題。因而，亟需設計一種高效且低能耗的海水淡化處理方案以解決上述技術問題。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提供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，將膜電容去離子和膜蒸餾技術相結合，解決膜電容去離子出水不穩定及膜蒸餾高耗能的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

基于膜電容去離子和膜蒸餾的海水淡化處理裝置，包括沿海水流入方向依次連通的水箱、用于去除海水中懸浮物的微濾器、超濾裝置、膜電容去離子單元、循環槽、膜蒸餾單元和冷卻水槽，超濾裝置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，循環槽與加熱系統相連并恒溫控制循環槽內海水的溫度，循環槽與膜蒸餾單元的熱料液側相通再連通至膜蒸餾單元的冷卻水側。

進一步的，所述超濾裝置與膜電容去離子單元之間設置二級水箱，超濾裝置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。

進一步的，所述膜電容去離子單元中部設置絕緣隔網，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，膜電容去離子單元的進水口和出水口均連接至電導率儀，膜電容去離子單元與電源相連進行供電。

進一步的，所述反沖洗系統包括清水槽、濃水槽、反沖洗泵和空氣閥，反沖洗泵設置于清水槽和超濾裝置之間，反沖洗泵用于控制清水槽內的清水流至超濾裝置，所述空氣閥與超濾裝置相連并用于向超濾裝置輸送高壓空氣，膜電容去離子單元與濃水槽之間以及水箱與濃水槽之間分別設置水泵，沿水流方向，海水由膜電容去離子單元流至濃水槽再流至水箱。

進一步的，所述加熱系統包括加熱器和溫度控制器，通過加熱器對循環槽內的海水進行加熱并通過溫度控制器調節至恒溫80-100℃。

進一步的，所述微濾器與超濾裝置之間設置一級水箱，所述微濾器與一級水箱之間、一級水箱與超濾裝置之間、膜電容去離子單元與循環槽之間、循環槽與膜蒸餾單元之間、膜蒸餾單元與冷卻水槽之間分別設置水泵，用于海水的通入和排出。

進一步的，包括以下步驟：

步驟一、將水箱內的海水依次通入微濾器和超濾裝置，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進行反沖洗處理，處理得到的海水存入二級水箱內，完成第一步預處理；