用于淡化水流程中溶液稀释或浓缩的方法和手段技术

本描述目的在于公开一种用于淡化水流程中溶液稀释或浓缩的方法和手段，以便从海水或盐水得到淡水。该方法是通过低耗能需求和低环境影响的反渗透法达成的，因为他们是具有低翻新率的地下设备，可以比传统设备稀释更多的海水。藉此方法，可以应付近岸地区对淡水的短期需求，无论是用于工业、矿业、农业或畜养牲畜，因其实行快速且能源成本需求低于1,8kWh/m

Method and means for dilution or concentration of solution in desalination water process

The purpose of the present disclosure is to disclose a method and means for diluting or concentrating a solution in a desalination water process so as to obtain fresh water from sea water or brine. The method is achieved through low energy demand and low environmental impact reverse osmosis, because they are underground equipment with low refurbishment rates and can be diluted by more seawater than traditional equipment. In this way, the short-term demand for fresh water can be met in the near shore areas, whether for industrial, mining, agricultural or livestock livestock, because the demand for rapid and energy cost is less than 1,8kWh/m

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于淡化水流程中溶液稀释或浓缩的方法和手段
本专利技术的应用领域为淡化水作用的工业程序，尤其包括进行浓缩或稀释的所有薄膜分离程序。例如，从海水或盐水中取得淡水，或取得工业用途的浓缩物。因能源需求低且对环境的冲击影响小，因而本方法允许使用中等规模且更为持久耐用的地下机械设备。
技术介绍
全球各地已有许多关于本专利技术所涉及的专利的方法，例如取得饮用水是人类历史中最大的渴望之一，因为饮用水是一项来自几乎无尽的供水来源中的稀有品。在所讨论的相关专利族中、以反渗透方式实行海水淡化的更多新进专利中，我们推荐由MundiPrensa出版、ISBN书号84-7114-849-8、作者为J.A.Medina的书籍，以及由Springer出版、ISBN书号84-7114-849-8的海水淡化法书籍。但相较本专利申请中所建议的溶液，这两本出版品所提出的溶液显得较为复杂且无效。在相同范畴下，我们可用位于阿尔梅里亚(西班牙)卡沃内拉斯现行的淡化水工厂参考设备为典型，其最大产能为120.000m3/每日，装设的动力为30MW。2005年时，其投资成本为131,7百万欧元，而成功运转产水的具体耗能为4,25kWh/m3，翻新比例为45％。1999年时所设计出来的项目耗时超过5年实现。根据西班牙环境部的Acuamed网页上所列出的数据显示，大规模淡化水厂的具体优化投资成本为1.097,€/m3/每日。综观本描述的发展过程，对本专利技术和卡沃内拉斯淡化水厂的结果进行比较，可看出专利所提倡的方法有效提供新的溶液和重要的节能效果。作者AlbertoVázquezFigueroa提出在海岸边地境内进行淡化作用的相关专利，因兴建大直径水井的土木工程相关费用高昂，且因担保邻海区域防水的问题与成本关系，导致该专利在多年之后仍未实现。相对而言，本专利技术中的井应为非常具渗透性，以便于供水良好并降低水厂运转流程期间的动态水位下降情况。另一方面，JuanReyesFlorido于2009年所提出的专利申请以及M.Torres工业集团于2005年所提出的专利，在概念、设计、建造、功能运转和效能上皆与本专利技术大为不同。我们希望记录下申请人的知识，目前，并无任何其他专利技术提出与我方所提倡的淡化水方法类似的技术、结构和效能特性的存在证据，为方便体现，将其特色细节收录于描述的权利要求书中。
技术实现思路
本专利技术所提倡的用于海水淡化流程中溶液稀释或浓缩的方法与手段，本身为相关应用范围内的一项创新之举，因其达成了前述目标，以下将详细说明其特色技术、结构和设定细节，并收录在本描述的权利要求书中。反渗透海水处理法所使用的薄膜日新月异，由于不断的技术改进，所产水的量与质已达更高境界。市面上的薄膜皆为管状且具不同直径，呈约44m2的螺旋式主动区并具有中间分隔器，渗透物将会由此处流向与进水流形成100％正切螺旋的中央岐管。如此一来，会在加压情况下产生约有10％的更为稀释水(渗透水)和90％的更为浓缩水(浓盐水)，或者最好是，进水流和渗透留之间的不同压力条件超过进水的渗透压。供海水用的反渗透薄膜额定作业条件为：-进水流32.000ppm-压力600PSI＝41.3bar-进水温度25℃-渗透流率为进水流率的10％-酸碱值范围pH6,5-7-若管内有数道薄膜依序成组，则将取得超过40％的翻新率。每道薄膜的进水流率将为较低，且其将比前一薄膜具有更高的浓缩度，这也是为何第一薄膜的渗透率为10％，第二薄膜为9％等。薄膜具有三道按重要性区分的特殊流道(通道)：a)通道1：进水流(100％)的入口，其压力高于渗透压。b)通道2：浓缩流(90％)的出口(压力状况同于进水流)，通过出口使淡化水作业回归到海。在其他应用中，此水流为希望进行浓缩时所追寻的目标。c)通道3：处于低压状况(类似大气压力)的最稀释水流(10％)的出口，水流将排流至中空井。所以，螺旋薄膜具有三道通道或管子、一入口和两出口。根据本专利技术，在可渗透海岸土地上开凿一深井时，可在其内设置两口井，产生与三条薄膜通道中每一条通道互连的三管型态，建立出可执行渗透作业的条件。随着互连工程在井底处的完成，井中将充满与海水水平同高的水，达到反渗透作业所需的压力(每一10m的水柱需1bar)。通道1连接井底的地上凿孔，通道2连接其中一井，而通道3则连接其他井。由于通道1的关系，进水流与通道2浓缩水流(浓盐水)通过薄膜的螺旋卷管互相连通，两者将建立出一连通管系统，因此其具相同的静水位。为了在此系统中引发水流，使用浸没在浓盐水井(通道2)浅处的马达泵进行抽吸，即足以引发由于坡度关系致使通道1与2之间所需的水流。此水流应纵向通过薄膜，开始反渗透作业，由于因通道3与第三井互通，第三井中空且处于为大气压力条件下，渗透水流将会流排向此第三井，第三井底装设有一马达泵，会将渗透水抽取至地表供使用。本专利技术以上述地上凿孔专利方式为基础、进而建立这些作业条件化为可能。通过位于水源浅处的马达泵抽吸，使地上凿孔产生进水流，这是利用传通管原理实现的。相对而言，应从其他井的底部抽吸渗透水流(通道3)，如此一来约有90％的总需求动力可在此流程中被吸收。在相同方法的另一实施例中，当环境有所要求时，将利用海床深度而在海中进行，两井及薄膜模块皆设置于海床中，从锚定于海床上的漂浮平台上悬吊而下。此替代方案开启设计高效淡化水厂的机会，因为无需受限于地上凿孔的直径。基于上列说明，因其实用效益，本方法代表着一种针对预期目标的前所未有建筑与功能特性专利技术，其提供合理的基础以取得专利所要求的独权。附图说明为求更加理解专利技术特性以完备本说明，本描述随附一套附图，做为不可或缺的一部分，本附图仅为说明而并无局限性目的，其包括以下内容：图1-顺纵轴出示一管状薄膜的剖面，在纵轴方向中显示存在有三种水流(通道)，当中可看见下列记号：记号1-代表待处理的原料水进水流(100％)(通道1)；记号2-代表最高盐分浓度的出水流(90％)，其也称为浓盐水或弃水，将供给后续薄膜而最后通过海出口回归大海(通道2)；记号3-代表最稀释水出口进水(渗透水)，其通过薄膜并流经薄膜的中央岐管(通道3)。图2-出示本专利主旨方法的总概略图，当中可通过下列记号看出三口井中的动态水位差及其意义：记号4-其代表土地上最大直径的地上凿孔，在稳定且可渗透的土地上(最好是岩地)设置其他两口井，每口井分别与三条薄膜通道之一互连，尤其是如箭头所示，地上凿孔(4)将进水流直接连到薄膜的通道1；记号5-其代表具上升水流的浓缩井，如图中的箭头所示，因其与通道2互连的关系，在水流穿过薄膜螺旋后，动态水位略低于地上凿孔的水位；记号6-其代表渗透井，渗透井与薄膜的通道3互连，渗透水于井中在无内压力的情况下沉淀(排流)，作用发生在接近井底处，以此形成收集渗透水的管，其通过顶部连通到地表，以达成正确的抽吸；记号7-其代表浸没在浓缩井(5)中的电动泵，其负责将浓缩水抽吸至出口，其作用引发地上凿孔内的水位下降，迫使水流通过通道1，并通过使用连通管原理的薄膜；记号8-其代表浸没在渗透井(6)中的电动泵，其负责将产出的渗透水抽至地表，因深度的关系而需超载负载；记号9-其代表设置在管内的薄膜模块，可在管内看出三条水流的方向。图3-其出示具有锚和两井架的漂浮平台，两口井(14)(浓缩井本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过反渗透进行海水淡化流程中溶液稀释或浓缩的方法，其特征在于，其是通过自渗透性海岸土地上的地上凿孔(4)来实行，其中，在经过过度抽取开发后，将设置两口井(5与6)，产生出在底部处通过薄膜模块(9)而互相连接的三条管子；此薄膜以让进水流朝向薄膜通过地上凿孔(4)提供进水的方式排列，因使用利用马达泵(7)抽吸的连通管原理，而产生朝向下方向流动，连通管装设在具上升水流并将其倒向海口的浓缩井(5)内侧的浅处；同样地，经稀释水流(渗透)将排向第二口井(6)，此井中空且处于大气压力条件下，马达泵(8)会在此把稀释水抽出以供使用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过反渗透进行海水淡化流程中溶液稀释或浓缩的方法，其特征在于，其是通过自渗透性海岸土地上的地上凿孔(4)来实行，其中，在经过过度抽取开发后，将设置两口井(5与6)，产生出在底部处通过薄膜模块(9)而互相连接的三条管子；此薄膜以让进水流朝向薄膜通过地上凿孔(4)提供进水的方式排列，因使用利用马达泵(7)抽吸的连通管原理，而产生朝向下方向流动，连通管装设在具上升水流并将其倒向海口的浓缩井(5)内侧的浅处；同样地，经稀释水流(渗透)将排向第二口井(6)，此井中空且处于大气压力条件下，马达泵(8)会在此把稀释水抽出以供使用。2.一种最好用于通过反渗透进行海水淡化流程中溶液稀释或浓缩的方法，根据权利要求1的内容，其特征在于，当发展出地上凿孔的土地无法被渗透时，可通过穿过具有与海相连的过滤基底表面层的水源来完成海水供水；在此状况下，整个水井都将套上保护罩、密封起来，以避免水流失以及有害污染；其内将会装设两口井(5、6)，其作用如权利要求1中所述。3.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马纽尔·拉与塔·罗密欧，
申请(专利权)人：坦普罗二零零零有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES