室温及低压下海水淡化成饮水的方法技术

本发明专利技术涉及一种室温及低压下海水淡化成饮水的方法，包括以下步骤：首先初步过滤海水后，使用正向渗透法将海水中的水分子渗透入浓氨水中，之后再使用真空剥离、空气抽氨、纳米过滤、离子交换、以及断点氯化等步骤，以在最后可将氨含量自水中去除。本发明专利技术提供了一种低成本且耗电量极低的制备方法，可用以取代目前高能源的海水淡化的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海水使用领域，特别涉及一种在室温及低压下将海水转变为饮水的制备方法。
技术介绍
按，过去常用的海水淡化方法，通常是使用高温蒸馏法或是高压反渗透法(Reverse osmosis)。近年来的新观念则是使用正向渗透(Forward osmosis)将海水中的水分渗透到更浓的溶液(Draw Solution)中，再将原来的溶质(Solute)在低温下蒸发掉，以得到剩下的部分为可饮用的纯水。虽然，相较于传统的海水蒸馏法，此种作法预计可以省下相当多的电源；但是因为在制备前必需将整个溶液加热到50°C左右，方可将溶质去除，因此，此种作法所需使用到的能源耗费仍然相当可观。现有技术虽然预计可将反渗透的方法继续改良，包括利用最新的薄膜工艺(Membrane Technology)将每公吨水的用电量由4至5度(KW_hr)降下来,但是短期内仍然无突破的科技可用以取代目前市场上采用的反渗透法。除此之外,现有技术另提出一种利用电解方式(Electrodialysis)以将海水盐度从3. 5%降到1%左右的作法。之后，可再通过与其它淡水或再生水混合，以将最终的盐度降到0.5% (约5，000mg/l)以下。这是人类目前已知可接受盐度的上限值，利用此种电解方式，其每公吨海水淡化所需的电能需要更可大幅降至I. 8度(KW-hr)左右。不过，值得注意的是，此种电解法仍具有其缺失，在于电解法进行到海水盐度至10，000mg/l以下之后的效率将会大幅地减低，使其淡化效率受到限制。因此，有鉴于此，本专利技术人乃苦思细索，积极研究，加以多年从事相关产品研发的经验，并经不断试验及改良，终于发展出本专利技术，以提出一种新颖的海水淡化方法，藉此解决现有技术存在已久的缺失。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是在提供一种，其可将淡化后的饮水，降到溶质(total dissolved solids)在250mg/l以下,并可将耗电量控制在每公吨2度以下。本专利技术的另一目的是在提供一种，其所使用的氨含量几乎可全部重复使用，在此种制备方法中，除了少量的碱、酸及氯气以外，不具有其它任何外加的化学成分，可撷取到最终淡化后的几乎是纯水。本专利技术的再一目的是在提供一种，其仅淡化后的纯水溶质在250mg/l以下，不仅可作为一般饮用水之外，更可以用作高质量的工业用水。为达到上述目的，本专利技术是有关于一种，其步骤首先提供一海水并通过过滤程序，将海水中的杂质滤除；之后引入浓度约180,000 220，000mg/l的氨水，并利用正向渗透法使氨水的浓度稀释至45，000 55，000mg/l左右；再利用一物理分离程序，将氨水的浓度自45，000 55，000mg/l左右降至200mg/l以下；在一离子交换管中用人造树脂，以通过离子交换将氨水的浓度自200mg/l降至2mg/l以下；最后，进行断点氯化程序，以将氨水中的氨含量氧化为氮气或氧化氮，并得到淡化后的饮水成分。根据本专利技术的实施例，上述的物理分离程序包括真空抽氨法、空气抽氨法、以及纳米过滤法其中的至少一者。根据本专利技术的实施例,淡化后的饮水溶质(total dissolved solids)在250mg/l以下，可以直接饮用。以下通过具体实施例配合说明书附图详加说明，以更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达到的技术效果。附图说明 图I为根据本专利技术实施例将海水淡化成饮水的制备方法其简要步骤图；图2为根据本专利技术实施例将海水淡化成饮水的制备方法其详细流程图；图3为根据本专利技术实施例进行真空抽氨的一作动示意图；图4为根据本专利技术实施例进行空气抽氨的一作动示意图。附图标记说明初步过滤-21 ;显微过滤-22 ;正向渗透-23 ;真空抽氨_24 ;空气抽氨-25 ;奈米过滤-26 ；PH调整-27 ;离子交换_28 ;断点氯化-29 ;水输出/储存-30 ;截留水-31 ;反冲洗废水-212 ;浓盐水排泄-231 ;氨气凝聚-251 ;氨气分离-252 ;凝聚出来的氨水-253 ;不能凝聚的气体-254 ;树脂再生-281 ;复生剂-282 ;强碱_283 ;废水排除-284 ;产品-301 ;真空抽气组件-302 ;除雾器-303 ;螺旋散布管-304 ;电动旋转器-305 ；具体实施例方式本专利技术主要是提供一种在室温及低压下将海水转换为饮水的方法，包括初步过滤海水后，使用正向渗透法将海水中的水分子渗透入浓氨水中，之后再使用真空剥离、空气抽氨、纳米过滤、离子交换、以及断点氯化等步骤，以在最后可将氨含量自水中去除。本专利技术提供一种低成本且耗电量极低的制备方法，可用以取代目前高能源海水淡化的方法。如图I所示，其为根据本专利技术实施例将海水淡化成饮水的制备方法其步骤流程图。本专利技术所揭示的淡化方法主要包含有步骤S102至S110，以下有关本淡化方法的说明，请一并参阅图2所示，兹详细说明如下。首先，如步骤S102所示，本专利技术首先提供海水，并通过一过滤程序以将海水中的杂质去除。一般而言，海水中常见有动物、植物及无生杂物等，其中包括肉眼看得见及看不见的杂质。因此，在引进海水进入淡化过程之前，必需先将海水中的杂质完全除掉，以免干扰后续步骤。根据本专利技术的实施例，初步过滤(Pre-filtration) 21首先包括金属细筛及细砂过滤，由于此种设备具有自动逆流清洗(backwashing)的功能,因此取出的杂物可直接送进卫生埋土场(sanitary landfill)。之后，再加上娃藻土(diatomaceous earth)过滤，即可把一部分肉眼看不见的悬浮物(直径大于I U m者)去除,逆流清洗后的废水212(backwashedwater)可经处理或稀释后送回海中。之后，再搭配显微过滤(Microfiltration)22,利用洞孔(pore size)在0. I ii m左右的薄膜将悬浮在海水中的微生物及无生物粒子(suspended particles)除掉。一般而言，市场上的显微设备都已相当自动化，不仅可以隔杂掉0. Iym以上的微生物及悬浮细尘，更可自动的利用空气压力测验薄膜有无破裂，任何大于3 以上的裂缝都可以被测出，同时安排每次经固定时间的操作后就有几分钟的逆流冲洗，冲洗不掉的细粒，则可用氯水氧化清洗，或者用淡酸洗掉无机物。接着，如步骤S104所示，本专利技术引入浓度约200，000mg/l的氨水，并利用一正向渗透法23 (Forward Osmosis)来稀释氨水的浓度。在此步骤中，本专利技术利用自然渗透原则，让海水中的水分子通过能透水的薄膜，进入一个溶质比海水大很多倍的浓溶液中，在此所用的浓液是12M (约180，000 220，000mg/l，较佳地可为200，000mg/l)的纯氨水，用三段式的螺旋薄膜管(spiral-wound module)或管状式薄膜管(tubular membrane module)在25psi的压力下进行，使得海水中的水分子渗入氨水中，以将氨水的浓度稀释到45，000 55，OOOmg/1 (较佳地为50，000mg/l)左右,再进入下一步骤的物理分离程序。根据本专利技术的一实施例，正向渗透23所使用的设备包括可容纳大量过滤的海水、可容纳高浓度的氨水、以及一可透水的薄膜。在实际操作上，三段式的螺旋薄膜管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室温及低压下海水淡化成饮水的方法，包括以下步骤：提供一海水，并通过一过滤程序，将该海水中的杂质滤除；引入浓度180,000～220,000mg/l的氨水，并利用一正向渗透法使氨水的浓度稀释至45,000～55,000mg/l；利用一物理分离程序，将氨水的浓度自45,000～55,000mg/l降至200mg/l以下；在一离子交换管中加入人造树脂，以通过离子交换将氨水的浓度自200mg/l降至2mg/l以下；以及进行一断点氯化程序，以将该氨水中的氨含量氧化为氮气或氧化氮，并得到淡化后的饮水成分。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼斯陈逸毅，
申请(专利权)人：肯尼斯陈逸毅，
类型：发明
国别省市：