[发明专利]自清洁海水脱盐装置及方法

说明书

本发明公开了一种自清洁海水脱盐装置，该装置包括括进水模块、膜处理模块、集水模块、冷凝模块和水循环模块，进水模块用于将海水中的Ca2+离子和Mg2+离子去除，并将去除离子后的海水引入膜处理模块；膜处理模块采用涂有纳米光催化剂活性层的PVDF疏水微孔膜作为过滤膜，使用加热单元对进水模块引入的海水进行加热，形成水蒸气，使水蒸气透过PVDF疏水微孔膜进入由膜形成的空腔内，再冷凝液化后形成淡水；集水模块用于收集膜处理单元内的淡水；冷凝模块用于将从膜处理模块引入的淡水进行制冷后形成冷水；水循环模块用于整个装置的水循环。本发明还公开了一种自清洁海水脱盐方法。本发明能够自清洁，成本低、效果好、方便简单，适于实用。

技术领域

本发明涉及海水脱盐处理系统及方法，尤其涉及一种自清洁海水脱盐装置及方法。

背景技术

随着经济的迅速发展和人口的急剧增加，人们对淡水资源的需求越来越大，导致出现了严重的用水危机。水资源短缺、水资源分布不均匀、水资源污染问题成为21世纪一大难题。在整个水圈中，淡水资源仅占水资源总量的3％，在这3％的淡水资源中，能够被人类直接利用的淡水资源只占0.00768％，而海水占97％，储量巨大，获取成本低，因此海水淡化技术成为人们解决水资源短缺问题的关键。

当前海水淡化技术主要有蒸馏法、反渗透法、电渗析法等。但是蒸馏法易结垢结构、易腐蚀，反渗透法需要在高压的条件下才能完成，而MD海水脱盐技术可以摆脱盐浓度极限的问题，在海水脱盐领域存在很大的优势。MD膜理论脱盐率可达99.99％以上，海水中存在的有机污染物会对膜产生污堵，从而引起渗透通量下。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种适用于沿海城市家庭或沿海工厂使用的效果好、成本低、寿命长的海水脱盐装置和方法，可以对海水进行脱盐处理，并自动清洁，方便沿海家庭日常使用，从而解决用水紧张等问题，实现节约水资源的目的。

技术方案：本发明所述的自清洁海水脱盐装置包括：

进水模块，用于将海水中的Ca2+离子和Mg2+离子去除，并将去除离子后的海水引入膜处理模块；

膜处理模块，内设有若干膜处理单元和加热单元，所述膜处理单元包括涂有纳米光催化剂活性层的PVDF疏水微孔膜和由PVDF疏水微孔膜构成的空腔，空腔内为冷侧，空腔外为热侧，所述加热单元设置于热侧底部，所述膜处理模块用于使用加热单元对进水模块引入至热侧的海水进行加热，形成水蒸气，使水蒸气以冷热侧温度差为驱动力进入冷侧，再冷凝液化后形成淡水；

集水模块，用于收集膜处理单元内的淡水；

冷凝模块，用于将从膜处理模块引入的淡水进行制冷后形成冷水；

水循环模块，用于将膜处理单元内的淡水输送至集水模块进行收集，以及将膜处理模块的水输送至冷凝模块进行制冷，还用于将冷凝模块的冷水输送至膜处理模块的冷侧以冷凝水蒸气。

进一步的，所述进水模块具体包括海水池、进水泵和离子去除设备，进水泵通过管道连接海水池和离子去除设备，离子去除设备通过管道连接至膜处理模块的热侧。

进一步的，所述膜处理单元具体为板状，横截面为大致矩形或大致扁圆形。

进一步的，所述膜处理单元成辐射式摆放在所述膜处理模块内。

进一步的，所述纳米光催化剂为ZnO纳米光催化剂、TiO₂纳米光催化剂和Al₂O₃纳米光催化剂中的一种。

进一步的，所述冷凝模块具体包括冷水池和位于冷水池内的制冷设备。

进一步的，所述水循环模块具体包括：

第一管道，用于将膜处理单元内的淡水输送至集水模块进行收集；