[发明专利]低压膜法海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明公开一种低压膜法海水淡化装置，涉及一种海水淡化设备，特别是指低压膜法分离海水盐分获取淡水的装置。

背景技术

现有的海水淡化膜分离装置及淡化方法是海水通过一定的预处理，一般使用高压法克服海水盐分极高的渗透压、脱盐淡化制取得到淡水，该工艺方法为了保证一次脱除盐分的效果，以及防止污染，就会有以下的缺陷之处：

1、必须克服海水很高的渗透压，特别是高回收率下的浓缩液盐度倍增，渗透压更高，操作压力更高；

2、一次截留的膜芯必须有高的截留率，膜的分离层必须较普通反渗透膜更厚或更密实；同时在高压力操作下，膜层更容易密实化，这两个方面均会造成过膜阻力剧增；

3、为了防止膜污染，就必须有很高的流速防止沉积污染，或其它措施防止污染。

现有膜设备的以上三点缺陷，就会极大的增加海水淡化系统的设备制造成本和运行成本。

中国文献CN201485337U公开一种低压膜分离法海水淡化装置,包括精密过滤器、纳滤膜分离装置、纳滤透析罐、一级低压反渗透膜系统、一级反渗透透析罐、二级低压反渗透膜系统、泵和连接各部份的管道，该装置利用了三道高操作压力的纳滤/反渗透膜进行淡化，并且没有回收能量，单位能耗过高。

 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种低能耗的、低压膜法海水淡化装置，利用低压膜分离来实现海水淡化的目的，降低系统压力，降低设备制造要求，同时减少膜污染和膜阻力，降低膜运行成本。

为达到此目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种低压膜法海水淡化装置，包括精密过滤器、超滤膜系统、超滤透析罐、纳滤（或低截留率反渗透）膜系统、纳滤（或低截留率反渗透）透析罐、反渗透膜系统、泵和连接各部份的管道，所述的精密过滤器的进料口与海水输送泵相连并去除海水中的颗粒物，精密过滤器的出料口顺序连接超滤膜系统、超滤透析罐、纳滤膜系统、纳滤透析罐、反渗透膜系统：所述的超滤膜系统去除海水中能造成膜污染绝大部分无机、有机物污染物而透过的透析液仅含可溶盐的海水，存入超滤透析罐缓冲；超滤透析罐内的透析液通过管道连接到纳滤膜系统中，并去除较大部分的盐分，然后进入纳滤透析罐缓冲；脱除了大部分盐分的海水再进入反渗透系统中，再次脱盐得到符合饮用标准的淡水。

进一步，所述的超滤膜系统与精密过滤器之间的管道上安装循环泵，超滤透析罐通过增压泵与纳滤膜系统相连接，纳滤透析罐通过增压泵与反渗透膜系统相连。

进一步，所述的纳滤膜系统的浓缩液直接排放或间隙的用于超滤膜系统进行反冲洗以维持超滤膜通量稳定。

进一步，所述的纳滤膜系统还连接一能量回收装置以回收浓缩液的高压势能用于提升超滤透析罐内的透析液进入纳滤膜系统的压力和流速，该能量回收装置与超滤透析罐相连接。

进一步，所述反渗透膜系统的浓缩液返回到超滤透析罐进行纳滤及反渗透再次循环过滤或用于超滤系统的反冲洗维持超滤系统通量稳定。

进一步，所述的反渗透膜系统还连接一能量回收装置加以回收反渗透浓缩液高压势能用于提升纳滤透析液的压力和流速，该能量回收装置与纳滤透析罐相连接。

进一步，所述的纳滤膜系统也可以由低截留率反渗透膜系统替代。

进一步，所述的超滤膜系统的膜截留孔径为0.05-0.002um或截留分子量2000D-500KD，纳滤或低截留率反渗透膜系统对海水中盐分的总体平均截留率在40-95%之间，反渗透膜系统对海水中盐分的总体平均截留率>90%。

本发明涉及一种低压膜法海水淡化系统结构装置，该结构装置包含了精密预过滤装置、超滤膜分离系统或装置、超滤透析液罐、纳滤（或低截留率反渗透）膜装置、纳滤(或低截留率反渗透)透析液罐、反渗透膜系统或装置以及相关连接的管道泵阀装置。海水经过输送泵进入简单的预过滤装置过滤后，进入超滤膜分离装置；经过超滤膜系统过滤后的海水，在超滤透析罐缓冲后，进入纳滤（或低截留率反渗透）膜装置；纳滤或低截留率反渗透膜的透过液在纳滤或纳滤或低截留率反渗透透析液罐缓冲后，进入反渗透膜装置进行处理，最终在透析侧得到淡化水。纳滤或低截留率反渗透膜的浓缩液、反渗透的浓缩液可以用来反冲洗超滤系统，也可使用能量回收装置来回收部分能量。该装置可分步承担海水的微生物及有机无机污染物、渗透压，使海水淡化设备耐压要求降低，提升了设备的安全性与易用性，实现低压、低能耗下的海水淡化。

本发明具有如下有益效果：