[發明專利]一種基于太陽能驅動的集成式凈水系統與工藝

在審

• 申請號: 201810886348.3
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN108751547A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 武福平;張子賢;李世勇;張國珍
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 武戰翠

本發明涉及一種基于太陽能驅動的集成式凈水系統與工藝，該系統包括太陽能發電系統、凈水系統、控制系統三部分；工藝包括預處理單元、膜分離單元、后處理單元三部分。本發明通過利用微渦流反應、PP棉過濾、活性炭吸附、膜分離、紫外滅菌、太陽能發電等技術，有效去除水中的懸浮物、膠體顆粒、有機污染物、嗅味、細菌病毒、鹽離子，本發明系統通過利用太陽能發電系統、自動化控制等技術，節能環保、操作簡單、運行穩定可靠、占地小，適用于微污染含濁苦咸水的處理。

技術領域

本發明屬于飲用水處理技術領域，涉及一種基于太陽能驅動的集成式凈水系統、及一種基于太陽能驅動的集成式凈水工藝，尤其適用于處理微污染含濁苦咸水。

背景技術

由于氣候和地質因素，西北寒旱地區的地表水和地下水多為苦咸水。并且由于環境和污染物排放等綜合因素，這些區域地表有機綜合指標較高，氨氮濃度較高，水體成分復雜，含有懸浮顆粒物、膠體物質、藻類、有機物和細菌等微生物。

針對苦咸水的處理，國內外采用的方法有：電滲析、反滲透、納濾。電滲析過程工藝簡單、除鹽率高、操作方便，但是水回收率低,而且對不帶電荷的物質如有機物、膠體、細菌、懸浮物等無脫除能力,這使其在苦咸水淡化工程中的應用受到局限。反滲透咸水淡化技術適用范圍廣、出水水質安全，但預處理要求苛刻、嚴格,系統龐雜,產生的濃水的較難處理，在去除鹽分的同時，也去除了對人體有益的元素。納濾膜截留性能位于超濾膜與反滲透膜之間，基于納濾膜的孔徑及荷電性，其在分離過程具有特殊的離子選擇性，能夠截留超濾膜所不能截留的小分子有機物，又能夠部分透過對人體有益的離子。但由于納濾膜孔徑較小，膜上很容易產生沉積，過度沉積產生膜污染，影響膜的使用壽命和處理效果，因此如果對納濾工藝的進水預處理，就能夠很好地解決膜污染問題。

傳統的苦咸水淡化技術，都需要消耗大量的化石能源與電力，是典型的以不可再生能源換取水源的技術方法，而且大部分淡水緊缺的地區都是能源相對缺乏的偏遠地區，淡水資源的獲取，不能以消耗不可再生能源為代價。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類能源的重要組成部分，并不斷得到發展。西北地區干旱少雨，太陽能資源豐富，因此把太陽能技術與苦咸水淡化技術相結合，實現高品質、無污染、低成本的供能模式具有廣闊的發展前景。同時，現階段飲用水處理領域大部分成果偏重于單一技術或典型聯合工藝的研究，這些技術所去除的污染物具有針對性，很難適應復雜的水質處理以及滿足人們的越來越高的水處理需求，要想達到理想的處理效果，應該是多種技術的協同處理。

發明內容

本發明提供一種基于太陽能驅動的微渦流集成式凈水系統，目的在于基于西北地區的經濟和環境條件，針對微污染含濁苦咸水的復雜水質，通過促進不同處理單元之間高效協同互補凈水。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種基于太陽能驅動的集成式凈水系統，包括太陽能發電系統、凈水系統、控制系統；

所述太陽能發電系統，包括依次電連接的太陽能板、蓄電池組件、逆變器、太陽能控制面板；所述太陽能板接收太陽能轉換成電能，并將電能儲存在蓄電池組件中，通過逆變器輸出交流電用于給控制系統供電；

所述凈水系統，包括通過管路依次連接的微渦流多功能網槳反應器、自吸泵、前置PP棉纖維濾柱、高密度碳膜柱、后置PP棉纖維濾柱、超濾膜、納濾膜、紫外滅菌器、壓力儲水罐；微渦流多功能網槳反應器內的液位、其內網槳旋轉、自吸泵的開停、及紫外滅菌器通過控制系統控制。

所述控制系統包括電源適配器、分別與電源適配器電連接的液位控制系統、攪拌控制系統、水泵控制系統、及紫外控制系統；所述太陽能控制面板與電源適配器電連接，液位控制系統與微渦流多功能網槳反應器內的液位控制器探頭電連接，攪拌控制系統與驅動微渦流多功能網槳反應器內網槳旋轉的變頻調速電機電連接，液位控制系統與水泵控制系統電連接，水泵控制系統分別與自吸泵、自吸泵輸出端的高壓開關電連接，紫外控制系統與紫外滅菌器電連接。