[发明专利]一种多膜法海水淡化集成工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化领域，具体涉及一种多膜法海水淡化集成工艺及其设备。

背景技术

我国淡水资源人均水量少，时间和地域分布不均。近年来淡水资源的短缺和污染，已成为制约经济持续发展的重要因素，大力发展海水淡化技术可有效缓解经济发展过程中淡水资源不足的现状。目前，我国海水淡化研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外存在较大差距，海水淡化的关键设备大多依赖进口，造成我国海水淡化的成本较高、效率低等问题。因此，研发具有自主知识产权的海水淡化新设备，提高关键材料和关键设备的质量，增强自主建设海水淡化工程的能力是发展的关键。

海水淡化主要采用蒸馏法和膜法，其中多效蒸馏法、多级闪蒸法、电渗析法和反渗透膜法是主流技术。反渗透法与其他水处理方法相比具有脱盐率高、出水质量好、自动化程度高、运行效果稳定、占地面积小、能量消耗少等优势逐步取代热法海水淡化技术，目前已占据中国海水淡化市场60％以上的市场份额，成为目前最主流的海水淡化技术。然而反渗透技术在解决淡水资源补给问题的同时，暴露出了许多不足之处：①反渗透系统的操作压力高达5-8MPa，且海水具有强烈的腐蚀性，泵、阀、管道等部件必须选用耐高压耐腐蚀的双相不锈钢，但该类产品也几乎被国外(如：德国)厂商垄断；②海水淡化反渗透膜被国外公司垄断、价格昂贵，且膜寿命一般仅为2-3年，更换频率较高，使维护成本高昂。针对以上问题，我们创新性的开发了一种超滤和电驱动膜技术为预处理单元，反渗透膜技术为后处理单元的海水淡化新设备，有效利用反渗透技术和电渗析技术在海水淡化中的优势，同时弥补了它们各自的不足。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供一种新的脱盐率高、产水量大、运行成本低、耐腐蚀和高效集成化的多膜法海水淡化集成工艺及其设备。

本发明所公开的一种多膜法海水淡化集成工艺，步骤如下：

(1)海水储水箱中含盐量为33850-34900mg/L的海水经海水进水泵进入保安过滤器中，控制海水的上升速度为200-250L/h，停留时间为20-25min，出水浊度不超过0.1NTU后进入超滤膜装置，此时海水中的含盐量为33000-34000mg/L；

(2)经超滤膜装置处理，检测出水处的细菌和大肠杆菌含量；判断出水水质是否满足设定的电渗析进水水质要求；不满足设定水质要求则重复步骤2，满足设定水质要求则进行步骤3；

(3)控制第一水泵、第二水泵和第三水泵功率，将第一水箱中处理水的输出端分别通入浓水储箱、淡水储箱和极水储箱中，使浓水储箱、淡水储箱和极水储箱的流量在60-70L/h；

(4)调控整流器的电流密度为25-30mA/cm²，使处理水经过电驱动膜装置处理后，再次进入淡水储箱，控制淡水储箱的出水含盐量在10000mg/L以内后进入反渗透装置；

(5)反渗透装置进水水量控制在60-70L/h，控制出水处的含盐量在400mg/L以内，通入饮水箱内，通过外置饮水龙头控制流放使用。

优选方案如下：

步骤(4)的脱盐率为69.7-80％。

步骤(5)的脱盐率为96-99％。

一种多膜法海水淡化集成工艺所采用的设备，该设备包括海水储水箱，海水储水箱的输出端依次连接有海水进水泵、保安过滤器、超滤膜装置、反洗水泵和第一水箱；超滤膜装置的输出端将多余处理过的浓水排放；所述第一水箱设置有三路输出端，第一输出端依次连接有第一水泵、浓水储箱和浓水循环泵；浓水储箱的输出端直接排出处理过的浓水；第二输出端依次连接有第二水泵、淡水储箱和淡水循环泵；第三输出端依次连接有第三水泵、极水储箱和极水进水泵；所述浓水循环泵、淡水循环泵和极水进水泵的输出端与整流器控制的电驱动膜装置相连；电驱动膜装置的输出端将浓水回流至浓水储箱，将淡水回流至淡水储箱，将处理过的极水直接排出；所述淡水输出端依次通过电导率仪、流量计和压力传感器与第二水箱相连，第二水箱的输出端与加药罐、高压泵、压力传感器、流量计、电导率仪和反渗透装置相连；所述反渗透装置的反冲洗回路连接有流量计、清洗箱和清洗泵，所述反渗透装置的输出端与饮水箱相连，饮水箱外端设置有饮水龙头。

优选方案如下：

超滤膜装置的超滤膜为聚偏氟乙烯材质，表面聚合抗污染层，超滤膜孔径为0.01μm。

反渗透装置中使用压力为218-362Psi，脱盐率为99.6％的低压反渗透膜。

设备管路上设置有电磁阀。

设备采用PLC控制。