[发明专利]正渗透膜反应器及一体式海水淡化系统和海水淡化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，具体的涉及一种正渗透膜反应器及包括该正渗透膜反应器的一体式海水淡化系统及相应的海水淡化工艺。

背景技术

随着工业迅猛发展和人口的不断增加，水的消耗量越来越大，淡水资源的短缺和污染已经成为困扰当今世界的一大难题。为了解决这一问题，全世界越来越重视海水淡化和污水的资源化。

地球表面70.8%的面积被水覆盖，其中97.5%的水资源是无法饮用的海水，因此通过淡化海水的方法得到淡水资源是一种战略选择。目前，海水淡化在世界范围内得到了广泛应用，很多沿海国家和地区都相继建设了一大批海水淡化工程。据统计：全球淡化装机容量在过去5年内以每年12%的平均速度增长，2010年底全球淡化产水规模已达65×10⁶m³/d。

目前，海水淡化技术主要有以下四种：蒸馏法，如多级闪蒸和多效蒸馏法进行海水淡化。此方法需要加热使水发生相变变成蒸气，然后让蒸气冷凝收集，其缺陷是加热过程能耗很大，成本较高；离子交换法，利用离子交换树脂分离出淡水，其缺陷是离子交换树脂容易饱和，树脂再生需要耗费大量酸碱，成本高；电渗析法，利用新型离子交换膜将海水分离为淡水和浓缩水；反渗透法，采用反渗透膜，对海水施加一个大于其渗透压的外压，推动海水中的纯水通过反渗透膜，该方法简单，但能耗还是较大，成本较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种正渗透膜反应器以及包括该正渗透膜反应器的一体式海水淡化系统及相应的海水淡化工艺，本发明采用正渗透膜工艺汲取海水中的淡水，利用纳滤装置的浓水作为汲取液，节省投资，成本低，运行成本低。

本发明的技术方案如下：

一种正渗透膜反应器，所述正渗透膜反应器包括一个大竖井，所述大竖井的底部设置有第一汲取液存储池，在所述大竖井内设置有隔离墙，所述隔离墙将所述大竖井分隔为蜂窝状的子竖井，所述的子竖井包括一个存储子竖井、一个交通子竖井和若干个正渗透膜子竖井；

在每个所述的正渗透膜子竖井内设置有正渗透膜单元；

所述存储子竖井与所述正渗透膜子竖井相连通，所述的正渗透膜子竖井与所述第一汲取液存储池相连通，所述交通子竖井与所述第一汲取液存储池相连通。

在其中一个实施例中，所述的正渗透膜反应器设置在低于海平面30~200米的位置。

在其中一个实施例中，所述的存储子竖井和正渗透膜子竖井的上端封闭，所述交通子竖井上端开口，所述交通子竖井与大气相通。

在其中一个实施例中，所述正渗透膜单元将所述正渗透膜子竖井分为上下两室，在所述的正渗透膜子竖井的上室设置有第一海水进口和与所述存储子竖井相连通的第一浓水排放口，所述的正渗透膜子竖井的下室设置有第一汲取液进口和与所述的第一汲取液存储池相连通的第一汲取液出口。

在其中一个实施例中，所述正渗透膜单元将所述正渗透膜子竖井分为左右两室，在所述的正渗透膜子竖井的左室设置有海水进口和与所述存储子竖井相连通的浓水排放口，所述的正渗透膜子竖井的右室设置有与汲取液进口和与所述的第一汲取液存储池相连通的汲取液出口。

在其中一个实施例中，所述的正渗透膜反应器还包括海水预处理装置。

本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：

一种一体式海水淡化系统，包括纳滤装置，还包括如上所述的正渗透膜反应器，所述纳滤装置的第二浓水排放口与所述正渗透膜反应器的正渗透膜子竖井的第一汲取液进口相连通，所述纳滤装置的进水口与所述正渗透膜反应器的第一汲取液存储池相连通。

在其中一个实施例中，在所述正渗透膜反应器的交通子竖井中设置有第一供水泵，所述第一供水泵用于将所述第一汲取液存储池中的汲取液输送至纳滤装置的进水口。

在其中一个实施例中，所述一体式海水淡化系统还包括第二汲取液存储池，所述第二汲取液存储池与所述纳滤装置的浓水排放口连通，所述第二汲取液存储池与所述正渗透膜反应器的正渗透膜子竖井的第一汲取液进口相连通。

在其中一个实施例中，所述纳滤装置设置在所述正渗透膜反应器的交通子竖井中。

本发明还提供一种一体式海水淡化工艺，所述海水淡化工艺包括正渗透工序和纳滤工序：