[发明专利]一种风光互补式电渗析海水淡化装置

说明书

本发明实施例公开了一种风光互补式电渗析海水淡化装置，其主要包括由风电机组、太阳能电池板、稳压器和蓄电单元组成的供电设备，和原水泵、电渗析装置、多介质过滤器、精密过滤器和储水罐组成的水处理设备，其中，供电设备向电渗析装置提供稳定的直流电，蓄能单元储存、调配风电机组和太阳能板产生的电能；由电渗析装置负责海水脱盐，采用三隔室双极膜电渗析技术还可同时制得酸碱溶液资源，由多介质过滤器过滤海水中的大颗粒物质，精密过滤器去除水中浊度1度以上的细小微粒。本发明装置将风能、太阳能与电渗析海水淡化技术相结合，高效的利用了自然能源，提升水的综合利用率，可稳定且低成本的将海水制成淡水，易于大范围推广。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，特别涉及一种风光互补式电渗析海水淡化装置，以风能及太阳能为能源将海水稳定的制成淡水。

背景技术

中国沿海地带以及海岛地区淡水资源匮乏，利用海水产生淡水，能有效解决水资源紧张问题，给远离大陆的海岛提供清洁能源。

反渗透技术为目前常用的一种海水淡化技术。该技术利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将含盐浓度不同的两种水，如海水与淡水分隔，在高盐浓度一侧外加压力，使之大于半透膜两侧的渗透压力差，迫使水从高浓度溶液中析出并透过半透膜进入低盐浓度溶液，而盐离子被膜阻拦产生淡水。虽然反渗透海水淡化技术在当前海水淡化领域发展迅速，但该技术对能源的要求相对较高，负荷较大，在远离大陆的海岛，不仅淡水是宝贵的，电能也是宝贵的资源，同时水的综合利用率比较低，一般只能做到65％左右，另外，现有的反渗透海水淡化技术仍然存在工程造价和运行成本较高的问题，因此反渗透工艺淡化海水在偏远海岛等地区仍难以获得广泛的普及。

发明内容

针对现有技术中采用反渗透技术淡化海水存在的能耗大、水利用率低、成本高的问题，提供了一种风光互补式电渗析海水淡化装置，可稳定且低成本的将海水制成淡水，水的综合利用率高，还能在淡化海水同时制备酸碱溶液，可大大提高资源利用效率，易于大范围推广。

本发明的实施例提供了一种风光互补式电渗析海水淡化装置，包括水处理设备和供电设备，水处理设备以电渗析方式淡化海水，供电设备连接水处理设备为其供电，供电设备包括风电机组、太阳能电池板和风光互补控制器，其中：风电机组和太阳能电池板同时连接风光互补控制器输入电能，通过风光互补控制器连接水处理设备向其供直流电。由于海岛风力资源丰富，太阳能资源也十分充分，直接利用风电机组、太阳能电池板向水处理设备直流供电，降低了以往交流电转换成直流电的损失，大大提高了用电效率。

优选地，水处理设备包括原水泵、电渗析装置和储水罐，其中：原水泵连接电渗析装置的海水入口，海水由原水泵泵入电渗析装置内；供电设备连接电渗析装置为其电极供电；所述电渗析装置内由阴离子交换膜和阳离子交换膜分别隔出阴离子浓缩室和阳离子浓缩室，所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜之间为淡化室，淡化室的出口连接储水罐，将脱盐后的淡水输送入储水罐中。

优选地，所述电渗析装置为三隔室双极膜型，还包括二个双极膜，所述双极膜用于电解水，其中，一双极膜设置于阴离子浓缩室内，与所述阴离子交换膜隔出酸室，所述酸室设置有酸溶液出口；另一双极膜设置于阳离子浓缩室内，与所述阳离子交换膜隔出碱室，所述碱室设置有碱溶液出口。在直流电场作用下，双极膜电解水生成氢离子和氢氧根离子，分别能在酸室和碱室中制备得到酸碱溶液。

优选地，电渗析装置的电极为石墨电极。

优选地，水处理设备还包括多介质过滤器，多介质过滤器设置于电渗析装置的海水入口前端，用于过滤海水中的颗粒物。该多介质过滤器主要用于过滤海水中的大颗粒物质。

优选地，水处理设备还包括精密过滤器，精密过滤器设置于电渗析装置的海水入口前端或淡水出口后端，精密过滤器中装填有无烟煤和石英砂，用于去除水中浊度1度以上的微粒。该精密过滤器主要过滤不可溶性颗粒物质，装填的石英砂粒径可控制在10～20mm范围内。