[发明专利]海水淡化污水处理两用塔

说明书

技术领域

本发明归属于海水淡化及污水处理领域。

背景技术

当今世界现有的海水淡化及污水处理办法成本高且结构复杂。本发明结构简单、成本低廉、操作方便、低能耗、易普及。

发明内容

类似托里拆利实验，一标准大气压下，在上端封闭且长度超过10.336米的密闭管内海(污)水柱将上升至接近10.336米，并保持这一高度。同时，在管内海(污)水柱上方将出现含少量水中溢出气体(如氧，二氧化碳等)和水蒸汽的近真空空间。因海(污)水中溢出气体有限，相同温度下水柱上方近真空空间容积越大，其中由水中溢出的气体在该空间中密度越低而水蒸汽浓度越高。因密闭管内海(污)水柱上方空间内气压极低且主要由水蒸汽产生，如其中水蒸汽遇冷凝结，该空间内气压降低，海(污)水柱中将有新的水蒸汽溢出。在海(污)水柱上方近真空空间内安装冷凝装置，海(污)水柱上端液面以下安装控温加热装置，因水的沸点随气压降低而降低，少许能量就会使水柱上端的水沸腾。沸腾后海(污)水柱内浓度增高的盐类及其他水溶物向水柱下方海(污)水中扩散。冷凝装置处产生的蒸馏水由冷凝漏斗收集并流入高度超过10.336米的导流管，经导流管下端阀门控制流量以保持导流管内蒸馏水水柱高度超过10.336米，在此情况下，下端管口处水压超过当时塔外实际大气压，蒸馏水将从导流管下口流出，而空气不会经导流管进入海水柱上方近真空空间。如果前面提到的冷凝装置设计合理，水蒸汽冷凝的速度较快，则无须加热装置也可使水注上端的水沸腾。这种情况下，适当加大上水管管径，加快海(污)水注中盐类及其他水溶物向下扩散的速度，则盐类淅出和沉积的问题可彻底解决。

现以顶端为圆柱形的水塔为例，简要说明冷凝装置及导流管的设计安装。圆柱形水塔的真空空间内宜安装均匀分布的形状类似同心圆筒的冷凝管(竖直均匀排列的冷凝管排成同心圆桶形与水塔内壁水平截面圆同心且在真空空间内有一定垂直高度)。冷凝管下端应浸没在与分导流管上端连通的相应同心圆形接水槽内以防止接水槽内蒸馏水二次蒸发。分导流管下端连通总导流管，根据连通器原理可在总导流管上端连通塔外一定高度且上段为真空的水位显示管以便于具体操作时控制导流管流量。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

该附图为纵剖面构造图

1.注水管阀门(用于使用前向塔内注水。水塔注满水后应及时关闭)；2.排气管阀门(用于使用前排出塔内空气。水塔注满水后应及时关闭)；3.近真空空间；4.冷凝装置；5.密封塔壁；6.冷凝锥形漏斗(冷凝漏斗中的低温用来抑制漏斗中蒸馏水二次蒸发)；7.蒸馏水液面；8.塔内海水液面；9.控温加热装置(沸腾所需能量依塔内气压温度等改变。装置外壁水垢需及时清理。当冷凝装置设计较合理，水蒸气冷凝速度较快时，该装置可以在设备中删除。)；10.海(污)水上水管(上水管下口及其阀门必须浸没在海(污)水中)；11.导流管(导流管垂直高度必须超过10.336米)；12.当地实际海(污)水面；13.海(污)水上水管阀门；14.导流管阀门

具体实施方式

结合前述理论和附图，可建造不同材质、式样、规模的密封海(污)水处理塔。塔内海(污)水上水管下口及其阀门必须浸没在海(污)水中，以防阀门下端管内存有空气。海(污)水上水管管径宜大，以便于盐类扩散(污水处理情况下污水宜经粗沙堤坝过滤，并根据当地污水酸碱盐和微生物情况在污水入塔前后酌情处理)。使用前将塔内海(污)水上水管阀门及导流管阀门关闭，从密封塔顶端注水管向塔内注水，同时打开塔顶排气管阀门使塔内空气排出。待水注满后将注水管阀门和排气管阀门同时关闭并密封，打开海(污)水上水管阀门，塔内水在重力作用下下落并因与海水连通而被大气压力维持在约10米高度(借助大气压力向塔内持续供水)，而在密封塔内10米以上的部分会出现真空空间。待温控加热装置、冷凝装置通电工作后，打开导流管阀门，控制流量，使导流管及冷凝漏斗内液面高度保持在10.336米以上，导流管下口处水压即可超过塔外大气压，可防止塔外空气自导流管涌入并确保蒸馏水持续流出，此时本塔进入工作状态。必要时可多塔重复蒸馏。