一种水深压力反渗透海水淡化系统技术方案

一种水深压力反渗透海水淡化系统，该系统特别适合在沿海地区陆地上，海岛上建立海水淡化工厂，而不必直接到海中放置设备来建立工厂，利于对海水淡化工厂的日常管理。本技术利用在水中随着深度的增加压力也随之增加的现象，在陆地上设置一定深度的容水设施，在其中放置反渗透装置，利用水深压力将海水中的淡水压入到反渗透装置的淡水收集容器内，而变浓的海水则通过连通器的作用，从卤水井流出。从而实现消耗的电能只用于分离海水中的淡水，这样就能节省大量的电能。本技术将替代现有的反渗透膜法技术。而且，对现有技术设备简单改造，而不必直接淘汰，也可进行生产。本技术简单高效，模块化，低能耗，成本低，好维护，寿命长，市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种利用水深压力对海水进行反渗透处理制取淡水的海水淡化系统。
技术介绍
水资源危机，我国甚至采取南水北调工程来调水，而且我国的海洋战略也需要海水淡化技术为沿海地区以及南海岛礁地区提供淡水，海水淡化工业前景十分广阔。另外，能源危机，而目前以反渗透技术占主导的海水淡化工业，虽然在全球应用广泛，但是电能消耗非常大，增设的能量回收装置也使得设备复杂化，并且海水淡化设备的维护和反渗透膜的清洗困难都带来成本高企。
技术实现思路
针对上述存在问题，本技术提供一种水深压力反渗透海水淡化系统，简单高效，低能耗，低成本。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案：该系统由卤水井、淡水井、卤水管、淡水管、反渗透室、分水管、阀门控制室、反渗透组件、进水管、柱状水槽、海水池、海水管、淡水出水管、卤水出水管、卤水抽水泵、淡水抽水泵、海水抽水泵组成。其中，柱状水槽是一个位于地下有一定深度的柱状的水槽。柱状水槽的深度决定其深处水压的大小，大约深度每增加10m，就会增加相当于一个大气压的压力，用户可根据自身需要的反渗透压大小来决定柱状水槽的深度。柱状水槽与海水池通过海水池上的水闸门相连通，打开水闸门，海水池中的海水就会流入到柱状水槽中。反渗透室和阀门控制室都是地下室，密闭设计，处于地下与柱状水槽的底部在一个水平或者低于柱状水槽底部的水平。其中阀门控制室与柱状水槽通过进水管相连通。反渗透室的一端经由分水管与阀门控制室连通，另一端经由卤水管与卤水井相连通。反渗透室内放置反渗透组件，反渗透组件的内部容器与淡水井通过淡水管相连通。卤水井和淡水井均设有抽水泵，可将卤水和淡水抽出。淡水井底部的位置要低于反渗透室的位置。海水池设有海水抽水泵，可将前期经过沉淀过滤处理过的海水抽入到海水池中。所述的反渗透组件由内部容器和反渗透膜板组成。其中，内部容器由不锈钢材料制成，内部中空，四壁布满通透的小孔，以用于淡水通过并进入到内部容器中。内部容器内部设置有内支架，用于防止外力或水压将内部容器压变形。内部容器外表面设置有一个或多个用于放置反渗透膜板的凹槽。反渗透膜板安设在内部容器外表面的凹槽内。反渗透膜板为多片反渗透膜片组成，每一片反渗透膜片由带孔不锈钢板和反渗透膜组成，装在一个框架内。其中的反渗透膜为单层膜或少量几层膜组成，以方便清洗单个反渗透膜片时容易一些，否则由于反渗透膜层数太多而导致清洗太困难。这样一来，清洗模块化的反渗透膜片上的污垢和杂质就会很容易，反渗透膜片的使用寿命也会增加。所述的阀门控制室，为一个地下室，密闭设计。所有的管道均通经阀门控制室并设有阀门于阀门控制室内，便于控制阀门的开通或闭合。阀门控制室内有检修井通往地面，用于管理人员和维护人员通过。检修井中安设有管路和抽水泵，用于检修反渗透室内设备时，抽走反渗透室内的海水。检修井与通往地下其它各设施的检修通道相连通，用于管理人员和维护人员去往各设施地点检修维护。所述的反渗透室，为一个地下室，密闭设计。反渗透室一侧的上部有分水管的开口，另一侧的下部有卤水管的开口。反渗透室内被塑料板分隔成多个如同屏风一样的有四壁的隔间，每个隔间的顶部和底部均为开放状态，每个隔间内部均摆放有用于分层放置反渗透组件的塑料架。这样，海水从每个隔间的上部流入，从隔间下部流出。当今世界上的反渗透技术采用的是向海水施加压力使海水中的淡水通过反渗透膜压入到淡水收集容器里，这就导致输入的海水全部被施加压力而需要消耗大量电能，而我们想要获取的只是淡水。如果只对我们从海水中获取的淡水消耗电能，那就将使得电能的消耗大大降低，而那些消耗在不需要的浓海水上面的电能就节省下来。基于此，本技术利用在水中随着深度的增加压力也随之增加的现象，在陆地上设置一定深度的容水设施，在其中放置反渗透装置，利用水深压力将海水中的淡水压入到反渗透装置的淡水收集容器内，而变浓的海水则通过连通器的作用，从卤水井流出，并不消耗多少电能。从而实现消耗的电能只用于分离海水中的淡水，这样就能节省大量的电能。至于节省的电能的具体比例要看从海水中分离出的淡水占海水的比例才能确定。当本系统工作时，海水抽水泵将经过前期过滤沉淀处理过的海水抽入到海水池中，将海水池的水闸门打开，海水就会流入到柱状水槽中。柱状水槽中的海水通过进水管后，再经过阀门控制室所控制的阀门流经分水管，流入到反渗透室中。由于反渗透室与柱状水槽相连通，进入反渗透室的海水压力很大（因为柱状水槽内的水位要高出淡水井内的水位很多，用户可根据自身需要的反渗透压大小来决定柱状水槽的深度。）。在海水的压力作用下，海水中的淡水克服渗透压，穿过反渗透组件的反渗透膜板，进入到反渗透组件的内部容器中。反渗透组件的内部容器中的淡水则通过淡水管流入到淡水井中，然后被淡水抽水泵抽出（注意，在使用时，要保持淡水井中的水位在一个较低的水位，要与柱状水槽的水位有一个差距，以保持柱状水槽中的高水位对反渗透室内的海水有一个较大的压力，以便系统能够正常生产淡水的工作。淡水井中的水位决定了施加在反渗透组件上的水压的大小，所以，可以通过调节淡水井中的水位来调整施加在反渗透组件上的压力。）。而反渗透室中变浓的海水则经过卤水管进入到卤水井中，然后被卤水抽水泵抽出。由于卤水井与柱状水槽是连通的，形成一个连通器，两者的水位基本处在一个水平线上，基本不存在水位差，所以从卤水井中抽走卤水时不会产生克服水位差造成的电能消耗。如果使卤水井的井口位置低于柱状水槽的水位，那么，卤水井中的卤水甚至会自行流出。因此，本系统生产淡水时，除去其它一些维持系统运转的能耗，在用于从海水中分离淡水时，只有分离出的淡水才产生了能耗。而没有象传统的反渗透膜法技术那样，需要对所有海水施加压力而产生耗能（其中变浓的海水白白消耗了电能）。并且，还要加设能量回收装置来回收加在浓海水上的能量。淡水井中要使用淡水抽水泵抽走淡水并保持一个较低的水位，并在这个较低的水位上不断抽走淡水，这就会消耗一个克服水位高差的电能，这个消耗在用于形成低水位的能耗，实质上就是用来在反渗透室内放置的反渗透组件的内部容器内，形成低于柱状水槽内水压的压力。以使反渗透室内的海水中的淡水通过反渗透膜板，压入到反渗透组件的内部容器中。在使用过程中，要调整好淡水井和卤水井的出水速度，使之相互协调。有益效果本技术结构简单，成本低廉，维护方便，设备使用寿命长，效率高，模块化，尤其适合用于在沿海地区和岛屿地区的陆地上建立海水淡化工厂。本技术反渗透淡化海水时所消耗的电能只作用于分离出来的淡水部分，而不是作用于全部海水上，所以其制取淡水的效率非常高，使得电能消耗大大降低。可用于取代现有反渗透海水淡化技术。而且，由于本技术结构简单，可以适合用于改造现有的技术，只要对现有的技术设备进行简单改造，而不必一下子直接淘汰掉旧有的设备，就可以利用原有设备继续进行生产淡化水，减少了浪费，做法就是把现在的反渗透膜法技术中的反渗透模块中的外壳去掉，直接把内部淡水收集容器及其外覆的反渗透膜放置在反渗透室中就可以。本技术利用水深压力做为克服渗透压的压力，其压力的大小由水的深度决定，有多大的水深就有相应的多大的压力，而利用抽出空气造成负压的技术（本专利技术人的另一项专利）只能提供低于一个大气压的负压，所以本技术更适合建设海水淡化工厂（因为本技术可以根据水深的大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水深压力反渗透海水淡化系统，该系统由卤水井（1）、淡水井（2）、卤水管（3）、淡水管（4）、反渗透室（5）、分水管（6）、阀门控制室（7）、反渗透组件（8）、进水管（9）、柱状水槽（10）、海水池（11）、海水管（12）、淡水出水管（13）、卤水出水管（14）、卤水抽水泵（20）、淡水抽水泵（21）、海水抽水泵（22）组成；其特征在于：柱状水槽（10）是一个位于地下有一定深度的柱状的水槽；柱状水槽（10）与海水池（11）通过海水池（11）上的水闸门（16）相连通；反渗透室（5）和阀门控制室（7）都是地下室，密闭设计，处于地下低于柱状水槽（10）底部的水平；其中阀门控制室（7）与柱状水槽（10）通过进水管（9）相连通；反渗透室（5）一端经由分水管（6）与阀门控制室（7）连通，另一端经由卤水管（3）与卤水井（1）相连通；反渗透室（5）内放置反渗透组件（8），反渗透组件（8）的内部容器与淡水井（2）通过淡水管（4）相连通；卤水井（1）和淡水井（2）设有卤水抽水泵（20）和淡水抽水泵（21）可将卤水和淡水抽出；淡水井（2）底部的位置要低于反渗透室（5）的位置；海水池（11）设有海水抽水泵（22）可将海水抽入到海水池（11）中；当本系统工作时，海水抽水泵（22）将海水抽入到海水池（11）中，将海水池（11）的水闸门（16）打开，海水就会流入到柱状水槽（10）中；柱状水槽（10）中的海水通过进水管（9）后，再经过阀门控制室（7）所控制的阀门流经分水管（6），流入到反渗透室（5）中；由于反渗透室（5）与柱状水槽（10）相连通，进入反渗透室（5）的海水压力大于渗透压；在海水的压力作用下，海水中的淡水克服渗透压，穿过反渗透组件（8）的反渗透膜板，进入到反渗透组件（8）的内部容器中；反渗透组件（8）的内部容器中的淡水则通过淡水管（4）流入到淡水井（2）中，然后被淡水抽水泵（21）抽出；而反渗透室（5）中变浓的海水则经过卤水管（3）进入到卤水井（1）中，然后被卤水抽水泵（20）抽出。...

【技术特征摘要】
1.一种水深压力反渗透海水淡化系统，该系统由卤水井（1）、淡水井（2）、卤水管（3）、淡水管（4）、反渗透室（5）、分水管（6）、阀门控制室（7）、反渗透组件（8）、进水管（9）、柱状水槽（10）、海水池（11）、海水管（12）、淡水出水管（13）、卤水出水管（14）、卤水抽水泵（20）、淡水抽水泵（21）、海水抽水泵（22）组成；其特征在于：柱状水槽（10）是一个位于地下有一定深度的柱状的水槽；柱状水槽（10）与海水池（11）通过海水池（11）上的水闸门（16）相连通；反渗透室（5）和阀门控制室（7）都是地下室，密闭设计，处于地下低于柱状水槽（10）底部的水平；其中阀门控制室（7）与柱状水槽（10）通过进水管（9）相连通；反渗透室（5）一端经由分水管（6）与阀门控制室（7）连通，另一端经由卤水管（3）与卤水井（1）相连通；反渗透室（5）内放置反渗透组件（8），反渗透组件（8）的内部容器与淡水井（2）通过淡水管（4）相连通；卤水井（1）和淡水井（2）设有卤水抽水泵（20）和淡水抽水泵（21）可将卤水和淡水抽出；淡水井（2）底部的位置要低于反渗透室（5）的位置；海水池（11）设有海水抽水泵（22）可将海水抽入到海水池（11）中；当本系统工作时，海水抽水泵（22）将海水抽入到海水池（11）中，将海水池（11）的水闸门（16）打开，海水就会流入到柱状水槽（10）中；柱状水槽（10）中的海水通过进水管（9）后，再经过阀门控制室（7）所控制的阀门流经分水管（6），流入到反渗透室（5）中；由于反渗透室（5）与柱状水槽（10）相连通，进入反渗透室（5）的海水压力大于渗透压；在海水的压力作用下，海水中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效雨，
申请(专利权)人：李效雨，
类型：发明
国别省市：辽宁;21