利用浓差极化和周期性瞬间冲洗原理的反渗透海水淡化及浓缩海水的方法

摘要

本发明公开一种利用浓差极化和周期性瞬间冲洗原理的反渗透海水淡化及浓缩海水的方法。海水泵通过打开的海水进水电动调节阀和海水进水电磁阀从海水罐里抽取预处理后的海水，然后送入反渗透膜芯里。随着海水中的淡水逐步从反渗透膜芯反渗透到淡水区，越往反渗透膜芯内的后段海水中含有的杂质和盐的浓度就越高。电脑控制仪根据海水浓度测试传感器给出的数据信号对浓海水电动调节阀进行调节，通过调节浓海水流出量来控制流出的浓海水的浓度在设定值范围内。通过对反渗透膜芯的振动使杂质和盐不那么容易黏附在反渗透膜芯上。利用压缩空气周期性瞬间对封闭的淡水区的淡水施压，淡水穿过反渗透膜芯冲洗反渗透膜芯，使反渗透膜芯的微孔始终保持畅通。

主权项

一种利用浓差极化和周期性瞬间冲洗原理的反渗透海水淡化及浓缩海水的方法，其特征在于：它使用的工艺流程如下，1)海水预处理：在海边挖一口井，让海水渗透到海水井里，用预处理泵把海水井里的海水抽到预处理池里，经过灭藻、沉淀和过滤后再加热到20℃至30℃成为预处理后的海水流入海水罐(1)；2)海水淡化：通电打开海水进水电磁阀(2)、海水进水电动调节阀(2’)和启动海水泵(3)，海水循环电磁阀(4)处于停电关闭状态，海水泵(3)通过打开的海水进水电动调节阀(2’)和海水进水电磁阀(2)从海水罐(1)里抽取预处理后的海水，然后从竖直放置的海水淡化装置的反渗透膜芯(7)的上端或者水平放置的海水淡化装置的反渗透膜芯(7)的前端送入海水淡化装置的反渗透膜芯(7)里；反渗透膜芯(7)是由多块并联叠加的模块组成，其结构如下：长方形超滤陶瓷板盒(701)外面包裹一层聚酰胺树脂反渗透膜(702)，然后用两个带外翻边的长方形泡沫陶瓷盖子(703)把长方形超滤陶瓷板盒(701)和外面包裹的聚酰胺树脂反渗透膜(702)扣在中间，再用短螺丝穿过长方形泡沫陶瓷盖子(703)外翻边上的孔将两个长方形泡沫陶瓷盖子(703)固定在一起形成的模块，长方形超滤陶瓷板盒(701)的上端装有原海水进水管、下端装有浓海水出水管，把所有原海水进水管并联起来形成反渗透膜芯(7)的进水管，把所有浓海水出水管并联起来形成反渗透膜芯(7)的出水管，超滤陶瓷板盒(701)的两板之间有许多条支撑柱；在并联叠加模块的第一块长方形泡沫陶瓷盖子(703)的前面和最后一块长方形泡沫陶瓷盖子(703)的后面各垫一块与长方形泡沫陶瓷盖子(703)大小相同的长方形橡胶垫(704)，再在两块长方形橡胶垫(704)外面放两块比长方形橡胶垫(704)大一些的长方形不锈钢板(705)，用不锈钢紧固件(706)通过长方形不锈钢板(705)把夹在两块长方形不锈钢板(705)间的模块夹紧就形成反渗透膜芯(7)，最后把反渗透膜芯(7)放入装有淡水出水管的密封容器里；反渗透膜芯(7)或者是多块并联叠加的长方形陶氏反渗透板盒组成，长方形陶氏反渗透板盒的上端装有原海水进水管、下端装有浓海水出水管，把所有原海水进水管并联起来形成反渗透膜芯(7)的进水管，把所有浓海水出水管并联起来形成反渗透膜芯(7)的出水管，长方形陶氏反渗透板盒两面板之间有许多条支撑柱，长方形陶氏反渗透板盒之间用长方形泡沫塑料板隔开后放入装有淡水出水管的密封容器里；长方形陶氏反渗透板盒的陶瓷微孔只能让淡水分子通过，长方形超滤陶瓷板盒(701)的陶瓷微孔能让淡水分子和盐分子通过，长方形泡沫陶瓷盖子(703)的陶瓷微孔要比长方形超滤陶瓷板盒(701)的陶瓷微孔大；电脑控制仪根据海水进水压力传感器(5)传来的数据信号，对海水进水电动调节阀(2’)进行调节使海水进水压力传感器(5)传来的压强值在设定值的范围内，海水中的一部分淡水穿过反渗透膜芯(7)到达海水淡化装置的淡水区(6)，通电打开淡水电磁阀(11)让淡水流出；3)利用浓差极化生产浓海水：海水从反渗透膜芯(7)的水平放置的反渗透膜芯(7)的前端或者竖直放置的反渗透膜芯(7)的上端进入后，随着海水中的淡水逐步从反渗透膜芯(7)反渗透到海水淡化装置的淡水区(6)，越往反渗透膜芯(7)内的后段海水中含有的杂质和盐的浓度就越高，这就是海水浓差极化的原理，电脑控制仪根据海水浓度测试传感器(8)给出的数据信号对浓海水电动调节阀(9)进行调节，通过调节浓海水从水平放置的反渗透膜芯(7)的后端或者竖直放置反渗透膜芯(7)的下端的流出量来控制流出的浓海水的浓度在设定值范围内；4)反渗透膜芯的振动：对反渗透膜芯(7)的振动是微小压缩空气泡穿过反渗透膜芯(7)产生的振动，空压机压(12)出的压缩空气经过单向阀(13)进入储气罐(14)，从储气罐(14)出来的压缩空气经过通电打开的海水进气电磁阀(16)和海水进气电动调节阀(16’)从竖直放置的反渗透膜芯(7)的下端进入反渗透膜芯(7)或者从水平放置的反渗透膜芯(7)的前端进入反渗透膜芯(7)，电脑控制仪根据海水进水压力传感器(5)传来的数据信号，对海水进气电动调节阀(16’)进行调节使海水进水压力传感器(5)传来的数据信号的压强值在设定值的范围内，大量的微小压缩空气泡穿过反渗透膜芯(7)产生的振动；或者对反渗透膜芯 (7)的振动是超声波对反渗透膜芯(7)的振动，超声波对黏附在反渗透膜芯(7)内表面杂质产生空化微气泡的振动使杂质离开反渗透膜芯(7)的内表面；或者对反渗透膜芯(7)的振动是机械振动直接对反渗透膜芯(7)的振动，或者对反渗透膜芯(7)的振动通过对海水淡化装置的淡水区(6)的淡水产生的振动传递给反渗透膜芯(7)的振动，反渗透膜芯(7)的振动使杂质和盐不那么容易黏附在反渗透膜芯(7)上；5)周期性瞬间冲洗反渗透膜芯：反渗透海水淡化是用海水泵(3)对经过预处理的海水加压，让有一定压力海水中的淡水穿过海水淡化装置的反渗透膜芯(7)进入淡水区(6)，然后通过通电打开的淡水电磁阀(11)流出去，反渗透膜芯(7)把杂质和盐截留下来，这些被截留下来的杂质和盐首先是靠近反渗透膜芯(7)内表面，然后是杂质黏附在反渗透膜芯(7)的表面，阻碍淡水通过反渗透膜芯(7)，最后是一部分杂质和盐钻进反渗透膜芯(7)的微孔中，严重堵塞反渗透膜芯(7)的微孔；我们要在杂质和盐黏附在反渗透膜芯内表面时，对反渗透膜芯(7)进行周期性瞬间反冲洗，具体做法是先通电打开海水循环电磁阀(4)，把海水泵(3)抽出的经过预处理的海水打循环流回海水罐(1)，再关闭海水进水电磁阀(2)，让海水泵(3)空转减轻负荷，空压机压(12)出的压缩空气经过单向阀(13)进入储气罐(14)，在关闭海水进水电磁阀(2)时瞬间通电打开的淡水进气电磁阀(15)，让储气罐(14)出来的压缩空气瞬间从竖直放置的反渗透膜芯(7)的海水淡化装置的淡水区(6)的下端进入淡水区(6)或者从水平放置的反渗透膜芯(7)的海水淡化装置的淡水区(6)中部进入淡水区(6)，同时关闭的海水进气电磁阀(16)不让压缩空气进入反渗透膜芯(7)内和停电关闭淡水电磁阀(11)，由于关闭淡水电磁阀(11)所以海水淡化装置的淡水区(6)空间是封闭的，压缩空气进入封闭的淡水区(6)就会给淡水区(6)内的淡水产生一个从反渗透膜芯(7)外面压向反渗透膜芯(7)内部的压力，海水循环电磁阀(4)的打开和海水泵(3)空转使反渗透膜芯(7)内部有一敞开的通道，反渗透膜芯(7)内部不再有压强，所以海水淡化装置的淡水区(6)的淡水被压缩空气瞬间压迫穿过反渗透膜芯(7)，把黏附在反渗透膜芯(7)内表面的杂质和盐推开、不再让杂质和盐钻进反渗透膜芯(7)的微孔中堵塞反渗透膜芯(7)的微孔，有利于这些含有大量杂质和盐的浓海水从水平放置的反渗透膜芯(7)的后端或者竖直放置的反渗透膜芯(7)下端出来通过打开的浓海水电动调节阀(9)排出；电脑控制仪根据时间信号和淡水压力传感器(10)给出的数据信号来停电关闭淡水进气电磁阀(15)和打开海水进气电磁阀(16)，不让储气罐(14)出来的压缩空气进入海水淡化装置的淡水区(6)，而是让压缩空气进入反渗透膜芯(7)里，然后打开海水进水电磁阀(2)和通电打开淡水电磁阀(11)，再停电关闭海水循环电磁阀(4)，让海水重新进入海水淡化装置的反渗透膜芯(7)里和海水中的淡水穿过反渗透膜芯(7)进入淡水区，然后从通电打开的淡水电磁阀(11)流出，海水淡化重新开始，海水淡化进入下一个循环过程。