一种海岛上饮用水及电力的自供应方法技术

本发明专利技术公开了一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，属于海水淡化领域。本发明专利技术包括海水淡化机构、储水中转缸和大型水仓，位于海里的海水淡化机构把海水淡化后经过储水中转缸输送到地面上的大型水仓内；其中，海水淡化机构是由至少3个海水淡化装置并列设置而成，且海水淡化装置之间通过牵引绳相互连接，大型水仓上连接有离子过滤箱，该离子过滤箱内部设置有离子过滤机构，经过离子过滤机构净化后的水存储在净水储水箱中；在大型水仓上方设置有蓄电光伏组件，该蓄电光伏组件所产生电能存储在蓄电池中。本发明专利技术通过反渗透作用进行海水淡化，可直接产生饮用水，并自行将各光能转化为电能，可在海面上独立使用，适合在岛礁上进行发展利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海水淡化
，更具体地说，涉及一种海岛上饮用水及电力的自供应方法。
技术介绍
水是生命之源，是经济和社会发展的基础，随着经济的发展和社会的进步，对淡水资源的需求和质量将会不断的提高。我国有长达1.8万公里的海岸线，其中面积达500平方米以上的海岛有6961个，它们不仅是海洋捕捞，近海养殖和海洋资源保护的基地，有的还是具有国防战略意义的军队基地和边防哨所。这其中的绝大多数海岛淡水资源匮乏，且常常出现水质不符合卫生标准的情况；有些海岛根本就没有淡水，主要依靠补给船补给淡水，费用大且较容易受天气情况的影响。有些非常偏远的海岛还存在着电力不足和无法供应的情况，利用传统的矿物燃料(煤、油)解决海水淡化能源问题，这不仅容易破坏海岛的生态系统，而且运行和维护成本较高。我国南海作为重要的海上战略基地，需要不断的完善各种基建工作，但由于淡水资源的匮乏，需要从内陆运输水资源满足岛上的用水需求。如上所述，如果采用其他能源来进行海水淡化，容易破坏海岛上的生态平衡，而且各种资源仍然需要从内陆运输，而不能就地取材进行海水淡化，该问题是各岛礁普遍存在的问题。中国专利申请号：201010198014.0，公开了一种风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置，包括依次连接的发电装置、蓄电池组和海水淡化装置，发电装置包括风力发电机组、太阳能电池板和海潮流发电装置；海水淡化装置包括提取泵、前置过滤器、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件、水质检测表和淡水箱。海潮流发电装置包括摇摆采能器、浮球连杆、传动齿轮箱、直流发电机和锚链；摇摆采能器通过浮球连杆与传动齿轮箱连接，传动齿轮箱和直流发电机连接并通过锚链连接固定于海底。本专利技术对陆地依赖性较大，不能够直接设置在海上独立使用。中国专利号：201510736223.9，公开了一种垂直球式深海中小型海水淡化器，包括：按方阵排列的9个预过滤球通过铰链、加压杠杆与加压缸连接，结构上部主要由蓄水箱、增压泵与杀菌器等重要部分组成。整体结构在海面下三十米深的位置，在该深度的海水压力作用下，海水进入预过滤球，经过预处理的海水进入加压缸，同时由海浪推动预过滤球波动，即带动加压缸摆动加压，加压后进入蓄水箱，再通过增压泵进入反渗透膜过滤器，实施反渗透淡化，最后经过杀菌器杀菌后输出淡水。该申请案只在海底设置海水淡化装置，而没有储水
缸，淡水输送到水面上较为繁琐，不便于使用。此外，目前经过反渗透淡化的海水内存在较多的金属离子，该离子无法直接通过物理法过滤去除，因此需要配合目前的化工技术进行有效的整合，使淡化的海水可直接饮用。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中海水淡化装置不能在海面独立使用以及淡化水不能直接饮用的不足，提供了一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，本专利技术通过反渗透作用进行海水淡化，把淡化的水通入离子过滤箱内进行化学过滤，去除了大量的有害离子，过滤后的水可直接饮用，并通过光伏发电模块把光能转化为电能，可直接在海面上独立使用，适合在岛礁上进行发展利用。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，所使用饮用水和电力供应系统包括海水淡化机构、储水中转缸和大型水仓，大型水仓上连接有离子过滤箱，其海水淡化及发电过程为：1)、把海水淡化机构放置在海中，海水淡化装置之间通过牵引绳相互连接，大型水仓、离子过滤箱和净水储水箱设置在岸上；2)、调整好电力系统中光伏发电模块上光伏组件的方位和倾斜角，利用光能进行发电，所产生电量存储在蓄电模块中，当电量达到设定值时，开始为系统提供电力；在大型水仓设置的蓄电光伏组件所产生的电能存储在蓄电池中，蓄电模块富余电力也存储在蓄电池中，通过蓄电池为居民提供生活用电；3)、反渗透机构放入水下后，反渗透球内部的压力小于外部海水压力，海水穿过反渗透球进入到中心腔内，并最终流入到储水缸中；4)、当上水位检测器检测到水流信息后，抽水泵把淡化后的海水输送到储水中转缸，当水位到达下水位检测器位置时，抽水泵停止抽水；5)、步骤4)过程中，若储水中转缸中的水位检测器检测到水满信号后，通过高压泵向大型水仓内注水；6)、把大型水仓内的淡化水注入到离子过滤箱中，经过离子过滤箱内离子过滤机构的进一步过滤，去除水中的主要金属离子，最终注入到净水储水箱中，可直接饮用。作为本专利技术更进一步的改进，所述海水淡化机构把海水淡化后经过储水中转缸输送到地面上的大型水仓内；其中，海水淡化机构是由至少3个海水淡化装置并列设置而成，且海水
淡化装置之间通过牵引绳相互连接；在大型水仓上方设置有蓄电光伏组件，该蓄电光伏组件所产生电能存储在蓄电池中；所述储水中转缸的进水口通过汇流总管接收各个海水淡化装置的淡化水，在储水中转缸中设置水位检测器，当检测到水满信号后，通过高压泵把储水中转缸内淡水排放到大型水仓中，蓄电池为水位检测器和高压泵提供电能；所述大型水仓上连接有离子过滤箱，该离子过滤箱内部设置有离子过滤机构，经过离子过滤机构净化后的水存储在净水储水箱中。作为本专利技术更进一步的改进，所述离子过滤机构中沿通水管道依次设置有活性炭过滤器、阳离子树脂交换柱、除炭器、中间水箱、阴离子树脂交换柱、混合离子交换柱、除盐处理机和除氧器，除氧器的出水口连接至净水储水箱。作为本专利技术更进一步的改进，所述海水淡化装置包括储水缸、反渗透机构、排水机构和电力系统，所述的反渗透机构是由过滤网包裹至少3个反渗透球组成，反渗透机构设置在水面2米以下位置，并通过回流管与水面的储水缸连接；所述排水机构用于把储水缸内淡化水排出，电力系统中设置有3个光伏发电模块，用于为排水机构提供电能。作为本专利技术更进一步的改进，所述反渗透机构包括回流管、过滤网、支架体流管和反渗透球，回流管通过支路回流管与支架体流管连通，在支架体流管上连接有至少三个反渗透球，并通过过滤网将反渗透球罩住，反渗透球所过滤的淡水通过回流管输送到储水缸。作为本专利技术更进一步的改进，与支架体流管相连的反渗透球下方还设置有附加的反渗透球，纵向相邻的两个反渗透球之间通过管道连接头相连接。作为本专利技术更进一步的改进，所述反渗透球由外向内包括滤袋、活性炭层、反渗透膜和球形骨架，球形骨架围成中心腔，外部海水通过反渗透作用进入到中心腔。作为本专利技术更进一步的改进，所述光伏发电模块包括光伏组件、旋转底座、伸缩杆和支杆，旋转底座设置在储水缸的上表面，光伏组件通过伸缩杆和支杆支撑在旋转底座上方，伸缩杆用于调节光伏组件的倾斜角度；该光伏发电模块所产生电能存储在蓄电模块中，通过蓄电模块为排水机构提供电能。作为本专利技术更进一步的改进，所述光伏组件上设置有光强跟踪器，伸缩杆和旋转底座由对应的电机驱动，光强跟踪器和电机均与旋转底座内的处理器电连接，处理器根据接收的光强跟踪器的信号来控制伸缩杆和旋转底座的动作。作为本专利技术更进一步的改进，所述排水机构包括抽水泵、控制器、上水位检测器和下水位检测器，所述上水位检测器和下水位检测器设置在储水缸的不同高度处以检测储水缸中的水位信息，并将检测信号传递给控制器，通过控制器控制抽水泵的动作将淡水抽出。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，其特征在于：所使用饮用水和电力供应系统包括海水淡化机构、储水中转缸(602)和大型水仓(701)，大型水仓(701)上连接有离子过滤箱(8)，其过程为：1)、把海水淡化机构放置在海中，海水淡化装置之间通过牵引绳(105)相互连接，大型水仓(701)、离子过滤箱(8)和净水储水箱(9)设置在岸上；2)、调整好电力系统中光伏发电模块上光伏组件(301)的方位和倾斜角，利用光能进行发电，所产生电量存储在蓄电模块(203)中，当电量达到设定值时，开始为系统提供电力；在大型水仓(701)设置的蓄电光伏组件所产生的电能存储在蓄电池(702)中，蓄电模块(203)富余电力也存储在蓄电池(702)中，通过蓄电池(702)为居民提供生活用电；3)、反渗透机构放入水下后，反渗透球(506)内部的压力小于外部海水压力，海水穿过反渗透球(506)进入到中心腔(5065)内，并最终流入到储水缸(101)中；4)、当上水位检测器(405)检测到水流信息后，抽水泵(402)把淡化后的海水输送到储水中转缸(602)，当水位到达下水位检测器(406)位置时，抽水泵(402)停止抽水；5)、步骤4)过程中，若储水中转缸(602)中的水位检测器检测到水满信号后，通过高压泵(604)向大型水仓(701)内注水；6)、把大型水仓(701)内的淡化水注入到离子过滤箱(8)中，经过离子过滤箱(8)内离子过滤机构的进一步过滤，去除水中的主要金属离子，最终注入到净水储水箱(9)中，可直接饮用。...

【技术特征摘要】
1.一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，其特征在于：所使用饮用水和电力供应系统包括海水淡化机构、储水中转缸(602)和大型水仓(701)，大型水仓(701)上连接有离子过滤箱(8)，其过程为：1)、把海水淡化机构放置在海中，海水淡化装置之间通过牵引绳(105)相互连接，大型水仓(701)、离子过滤箱(8)和净水储水箱(9)设置在岸上；2)、调整好电力系统中光伏发电模块上光伏组件(301)的方位和倾斜角，利用光能进行发电，所产生电量存储在蓄电模块(203)中，当电量达到设定值时，开始为系统提供电力；在大型水仓(701)设置的蓄电光伏组件所产生的电能存储在蓄电池(702)中，蓄电模块(203)富余电力也存储在蓄电池(702)中，通过蓄电池(702)为居民提供生活用电；3)、反渗透机构放入水下后，反渗透球(506)内部的压力小于外部海水压力，海水穿过反渗透球(506)进入到中心腔(5065)内，并最终流入到储水缸(101)中；4)、当上水位检测器(405)检测到水流信息后，抽水泵(402)把淡化后的海水输送到储水中转缸(602)，当水位到达下水位检测器(406)位置时，抽水泵(402)停止抽水；5)、步骤4)过程中，若储水中转缸(602)中的水位检测器检测到水满信号后，通过高压泵(604)向大型水仓(701)内注水；6)、把大型水仓(701)内的淡化水注入到离子过滤箱(8)中，经过离子过滤箱(8)内离子过滤机构的进一步过滤，去除水中的主要金属离子，最终注入到净水储水箱(9)中，可直接饮用。2.根据权利要求1所述的一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，其特征在于：所述海水淡化机构把海水淡化后经过储水中转缸(602)输送到地面上的大型水仓(701)内；其中，海水淡化机构是由至少3个海水淡化装置并列设置而成，且海水淡化装置之间通过牵引绳(105)相互连接；在大型水仓(701)上方设置有蓄电光伏组件(705)，该蓄电光伏组件(705)所产生电能存储在蓄电池(702)中；所述储水中转缸(602)的进水口通过汇流总管(601)接收各个海水淡化装置的淡化水，在储水中转缸(602)中设置水位检测器，当检测到水满信号后，通过高压泵(604)把储水中转缸(602)内淡水排放到大型水仓(701)中，蓄电池(702)为水位检测器和高压泵(604)提供电能；所述大型水仓(701)上连接有离子过滤箱(8)，该离子过滤箱(8)内部设置有离子过滤机构，经过离子过滤机构净化后的水存储在净水储水箱(9)中。3.根据权利要求1所述的一种海岛上饮用水及电力的自供应方法，其特征在于：所述离子过滤机构中沿通水管道依次设置有活性炭过滤器(803)、阳离子树脂交换柱(806)、除炭器(808)、中间水箱(809)、阴离子树脂交换柱(811)、混合离子交换柱(814)、除盐处理
\t机(86)和除氧器(818)，除氧器(818)的出水口连接至净水储水箱(9)。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：袁银梅，贾虎，刘典福，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34