[发明专利]冷冻离心污水脱盐与净化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及污水脱盐与净化技术，特别是应用于海水淡化、RO浓水脱盐和污水净化的方法，更具体地说是一种冷冻离心污水脱盐与净化方法及其装置。

背景技术

随着世界环境的变化，人口的增加、城市化进程加速、工农业污染加剧以及人民生活水平的提高，当今整个世界都面临着淡水资源严重短缺的局面。中国是世界上十三个贫水国之一，人均水资源占有量仅为世界的1/4。淡水资源紧缺已成为制约我国国民经济发展和人们生活水平提高的瓶颈，发展海水淡化技术，开拓稳定可靠的淡水资源，是缓解我国沿海地区淡水资源缺乏的战略性的根本措施。

城市污水厂通常采用反渗透(RO)工艺制备回用水或生产纯水，该工艺具有运行操作简便可靠、水质稳定、成本低等诸多优点，但存在着产水率低的弱点，通常为50%－75%，该过程中会产生大量浓水，其中含有各种有机和无机污染物，若直接排放可能会对土壤、地表水、海洋等产生污染；若排入市政污水处理系统，过高的总溶解性固体对活性污泥的生长也非常不利，将海水淡化厂被高度浓缩的RO浓水以及由清洗剂、阻垢剂引入的化学物质直接排入环境,也必然会对海洋水质、生态环境和海洋生物产生了不利的影响，因而，在水资源日益紧缺的当今, 反渗透的浓水处理与回用成为急需解决的难题。

目前，海水淡化和反渗透浓水的处理方法主要有蒸馏法、反渗透膜法、冷冻法、溶剂萃取法和离子交换法等。其中，冷冻法原理是指在海水结冰的过程中,能够产生盐、水分离的现象, 大量的盐分被排除在冰晶之外, 这样就能大大降低海水的盐分；该方法与蒸馏法、膜法相比，由于在低温下操作，具有保留水中的有益微量元素、对设备的腐蚀和结垢相对缓和、不用预处理等优点, 同时，由于水的凝固潜热为 334.4kJ/kg ，仅为蒸发气化潜热 2257.2kJ/kg的 1/7，因此，冷冻法海水淡化具有制取低成本淡化水的潜力。   冷冻法主要包括天然冷冻法和人工冷冻法。其中，天然冷冻法是指在高纬度地区, 利用冬季温度较低, 海水自然冷冻结冰, 采取自然或人工方法取冰, 利用不同方法进一步去除天然冰体中盐分的方法。人工冷冻法是指利用冷冻装置将海水冷却至冰点以下, 使海水结冰, 取其冰晶洗涤、融化而得到淡水。上述两种淡化水的水质不能满足生产和生活应用的需要,因为在降温过程中,盐水来不及排出冰体而包裹的高浓度盐水造成淡化水中含盐量偏高，因此，还需要再结合其他的方法进一步去除冰晶体中的盐水, 这些方法主要包括离心法、融冻法、洗涤法、挤压法、反渗透法、蒸馏法等，使高浓度盐水易于从冰晶中排出从而降低海冰的盐分含量，最终获取优质的淡水。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有自然冰冻方法中存在的缺点与不足，提供一种冷冻离心污水脱盐与净化方法及其装置。它可以有效地脱除污水中的盐分和去除水体中藻类。为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

一种冷冻离心污水脱盐与净化的装置，它是由进水系统、空调制冷系统、转筒产冰系统和冰块分离收集系统构成，其特征在于：进水系统由预冷水箱（1）、潜水泵（2）和穿孔喷淋管（3）组成，所述的预冷水箱（1）固定在支架（4）下方，潜水泵（2）位于预冷水箱（1）中，通过管道与穿孔喷淋管（3）连接；空调制冷系统由压缩机（5）、冷凝器（6）、节流阀（7）、蒸发器（8）和低温温度传感器（9）组成，所述的蒸发器（8）缠绕在内筒（10）的保温层（11）上，低温温度传感器（9）位于内筒（10）和外转筒（12）间；

转筒产冰系统包括固定内筒（10）、保温层（11）、外转筒（12）和由变频调速电动机（13）与变频器（14）组成的传动系统，所述的固定内筒（10）和外转筒（12）位于同一主轴（15）上，主轴两端设有紧固螺丝，固定在支架（4）上，其中内筒（10）固定在主轴上，外转筒（12）通过两个带座外球面轴承与主轴（15）连接，变频调速电动机（13）与外转筒（12）连接，实现内筒（10）固定，外转筒（12）随传动系统转动的功能；冰块分离收集系统包括刮刀（16）、方斗（17）、筛网（18）和离心机（19）组成，所述的刮刀（16）固定在支架（4）上，位于支架（4）与外转筒（12）顺时针方向30°-45°夹角处，方斗（17）固定在支架（4）上，筛网（18）固定在方斗（17）内，离心机（19）位于方斗（17）下方。

本发明所述的装置，其中所述的预冷水箱位于外转筒下方，利用外转筒转动时对污水进行降温，预冷水箱中设置有补水阀门和潜水泵，潜水泵与喷淋系统相连接。