專利名稱：海水淡化制取超純水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分離提純裝置和方法，具體地涉及海水淡化裝置及其方法。 背聚技術(shù)
缺水問題對(duì)我國的可持續(xù)發(fā)展是非常迫切的和重要的。我國淡水資源總量名
列世界第六，但人均淡水資源量僅為世界平均值的1/4，屬于貧水國家，居世界第 1 0 9位；沿海城市和島嶼地區(qū)缺水更為突出，城市人均水平大部分少于500立方 米，天津、青島、連云港、上海更少于200立方米，大大低于國際公認(rèn)人均1000 立方米的嚴(yán)重缺水標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)測(cè)算，到2 0 1 O年后，我國將進(jìn)入嚴(yán)重缺水時(shí)期。
解決缺水的方法包括傳統(tǒng)意義上的調(diào)水和蓄水工程、節(jié)水以及污水回用，但 這些措施僅是從地區(qū)上與時(shí)間上對(duì)淡水資源進(jìn)行再調(diào)配，并沒有從根本上增加淡水 資源的總量，淡水緊缺問題至今依然十分嚴(yán)重。目前海水淡化技術(shù)受到越來越多的 重視。
目前海水淡化使用較廣的有反滲透法、蒸餾法和電滲析法。其中反滲透法海 水淡化技術(shù)是當(dāng)今較先進(jìn)、穩(wěn)定、有效的除鹽技術(shù)，但是現(xiàn)有技術(shù)的反滲透法海水 淡化技術(shù)有其不足之處。
首先，其對(duì)預(yù)處理要求較高、初期投資較大。例如，反滲透裝置的進(jìn)水其SDI (污染指數(shù))必須<3，為了保證進(jìn)水水質(zhì)需要設(shè)置龐大的預(yù)處理裝置，即多介質(zhì) 過濾器、活性炭過濾器等設(shè)備。如果進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)則設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，占地大、 水質(zhì)控制復(fù)雜且系統(tǒng)自動(dòng)化程度較低。
其次，由于反滲透裝置產(chǎn)水量隨水溫變化較大(一般溫度每變化rc，反滲透
膜元件產(chǎn)水量變化2.5%)，為了穩(wěn)定地保證供水量，通常需要配置加熱器使整個(gè) 系統(tǒng)保持恒溫，加熱源或是蒸汽或是電源，從而增加了投資成本和運(yùn)行成本，而成 本加大帶來的后果就是水價(jià)上升，最終增大了用戶的負(fù)擔(dān)。
再則，利用反滲透法淡化海水，只有部分海水變成淡水，而另外則變成濃鹽 水，這就產(chǎn)生了環(huán)保上的問題。目前的發(fā)展方向是綜合利用模式，例如從海水中曬 鹽，但這種做法可能會(huì)受到土地資源、鹽類市場(chǎng)等因素的制約。
綜上所述，本領(lǐng)域缺乏一種成本低、環(huán)保且具有規(guī)模效益的海水淡化制取超
純水裝置和方法。為了適應(yīng)淡水資源日趨緊張的形勢(shì)、國家環(huán)保政策的日趨完善和 水處理技術(shù)的發(fā)展，迫切需要開發(fā)成本低從而可大范圍推廣、環(huán)保且具有規(guī)模效益 的海水淡化制取超純水裝置和方法。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于獲得成本低從而可大范圍推廣、環(huán)保且具有規(guī)模效益 的海水淡化制取裝置。
本實(shí)用新型一方面提供一種海水淡化制取裝置，其包括按進(jìn)水順序連接的進(jìn) 水單元、預(yù)處理單元和反滲透單元，其中
所述進(jìn)水單元用于將待淡化的海水送入所述預(yù)處理單元；
所述預(yù)處理單元包括依進(jìn)水順序連接的沉淀裝置、過濾裝置，所述沉淀裝置 的上游連接所述進(jìn)水單元，所述沉淀裝置的下游連接所述過濾裝置；
所述反滲透單元包括依進(jìn)水順序連接的升壓裝置和反滲透裝置；其中，所述 升壓裝置的上游連通所述預(yù)處理單元中的過濾裝置，所述升壓裝置的下游連通所述 反滲透裝置。
在一優(yōu)選例中，所述反滲透單元中，所述的升壓裝置為高壓變頻泵，且所述 反滲透單元中不包括加熱恒溫裝置。
在一優(yōu)選例中，所述的高壓變頻泵為雙相鋼高壓變頻泵。優(yōu)選地，所述高壓 變頻泵壓力等級(jí)為6.2±0.2MPa，更優(yōu)選6.2MPa。
在一優(yōu)選例中，所述預(yù)處理單元中的過濾裝置為超濾裝置。
在一優(yōu)選例中，所述超濾裝置為浸沒式外壓超濾膜。
優(yōu)選地，所述裝置滿足下列(i)一(iii)的條件中的一種或多種-
(i) 所述的沉淀裝置去除水中雜質(zhì)使得濁度為20NTU或以下；<1%的概率為 100mg/L;總?cè)芙夤绦臀锖繛?0mg/L或以下；
(ii) 所述的過濾裝置用于進(jìn)一步去除水體中的雜質(zhì)，至其濁度〈0.1NTU， SDI 90%時(shí)間在2.5以下；99%時(shí)間<3;和/或
(出)所述的反滲透裝置的脫鹽率>99%。
在一優(yōu)選例中，所述反滲透單元中的反滲透裝置包括連通上游預(yù)處理單元的 一級(jí)海水反滲透膜組件和設(shè)在所述一級(jí)海水反滲透膜組件下游的二級(jí)或多級(jí)淡水 反滲透膜組件。
在一優(yōu)選例中，所述一級(jí)海水反滲透膜組件濃水側(cè)裝有能量回收裝置。 在一優(yōu)選例中，所述能量回收裝置為PX型能量回收裝置。
在一優(yōu)選例中，所述二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件連通在所述過濾裝置下游 設(shè)置的過濾產(chǎn)水箱，
其中所述二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件排出的濃水通過在過濾產(chǎn)水箱進(jìn)行收 集，且所述過濾產(chǎn)水箱中，所述過濾裝置產(chǎn)水和所述二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件 排出的濃水合并后進(jìn)入所述反滲透裝置。
在一優(yōu)選例中，所述的能量回收裝置的濃水側(cè)還連接電解制備次氯酸鈉裝置， 其中經(jīng)能量回收后的一級(jí)海水反滲透濃水排放到所述電解制備次氯酸鈉裝置以供 電解制氯。
本實(shí)用新型的有益效果在于
1、 原海水取自循環(huán)冷卻水的排水，充分利用其溫升(正常情況下溫升9'C)， 即利用廢熱，在整個(gè)系統(tǒng)中省去了原水加熱裝置，從而可節(jié)省工程投資；
2、 本實(shí)用新型大大降低了發(fā)電過程中的水耗。我國水資源相對(duì)短缺，特別在 煤炭儲(chǔ)量比較集中的地區(qū)更是短缺。而燃煤發(fā)電需要大量的循環(huán)冷卻水、工業(yè)冷卻 水和化學(xué)補(bǔ)充水。本實(shí)用新型把"節(jié)約用水，降低水耗"作為重要的課題，努力提 高發(fā)電廠用水的復(fù)用指數(shù)，采用先進(jìn)的污水處理技術(shù)，實(shí)施零排放(ZLD)，同 時(shí)將得到的超純水用于制備超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組所需要的工業(yè)水和/或超純水。
3、 本實(shí)用新型的裝置可以方便地進(jìn)行放大，例如整套海水淡化系統(tǒng)總制水量 不低于每天44000m3 (即每小時(shí)1830 m3)。系統(tǒng)可做到分質(zhì)供水，循環(huán)利用，基 本做到零排放，使環(huán)境污染程度降到最低；
4、 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中采用浸沒式外壓超濾膜，使原多用于污水處理的中 空纖維超濾膜現(xiàn)用于海水淡化系統(tǒng)，增大了進(jìn)水的適應(yīng)性，從而可簡化預(yù)處理反應(yīng) 沉淀裝置的配置及減小該裝置出水控制要求；
5、 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中采用浸沒式外壓超濾膜，超濾膜反沖洗水除懸浮雜 質(zhì)含量增加外，水質(zhì)與進(jìn)水無差別，故收集后回收至前級(jí)的反應(yīng)沉淀池，以減少取 水量及廢水排放量；
6、 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，超濾、 一級(jí)反滲透、二級(jí)反滲透出水均進(jìn)入相應(yīng) 的水箱，即使在各單元設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)也能保證整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)供水；
7、 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中， 一級(jí)海水反滲透膜組件組件排出的濃水經(jīng)過PX
型能量回收裝置后將高壓能量轉(zhuǎn)換成進(jìn)水壓力，從而減少了高壓泵48%的進(jìn)水流 量，降低了運(yùn)行用電負(fù)荷；
8、 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，經(jīng)能量轉(zhuǎn)換后的一級(jí)濃排水(含鹽量為原海水的 2倍)作為電解制次氯酸鈉系統(tǒng)的進(jìn)水，不僅提高了電解制氯裝置的效率，還降低 了濃水直接排放對(duì)附近海域的影響程度；
9、 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，二級(jí)淡水反滲透膜組件裝置的淡水回收率高達(dá)85 %，極大地提高了制水效益，同時(shí)排出的濃水全部回收至超濾產(chǎn)水箱，無任何外排。
附圉說明


圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。
圖2為
圖1的實(shí)施裝置的加藥單元的示意圖。圖2.1 2.3為各個(gè)環(huán)節(jié)的加藥單 元的構(gòu)成。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型人經(jīng)過廣泛而深入的研究，通過改進(jìn)制備工藝，將原海水作 為循環(huán)冷卻水水源，并將經(jīng)過熱力系統(tǒng)循環(huán)后的排水作為海水淡化制取超純 水裝置的進(jìn)水，從而省去了反滲透裝置前的加熱器。在此基礎(chǔ)上完成了本實(shí) 用新型。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，還采用了特定的技術(shù)手段(例如特 定的過濾裝置、升壓裝置、回收裝置)得到成本低從而可大范圍推廣、環(huán)保且具 有規(guī)模效益的海水淡化制取超純水裝置和方法。
如本文所用，本實(shí)用新型的"循環(huán)冷卻水"的定義是采用常溫狀態(tài)下的自然 水體水源去冷卻熱力系統(tǒng)中的蒸汽，將其冷卻后成為凝結(jié)水，再返回至蒸汽系統(tǒng)， 以此循環(huán)。例如，采用的電廠的直流循環(huán)冷卻水排水，其目的是充分利用排水的余 熱。通常電廠的直流循環(huán)冷卻水排水在常溫海水的基礎(chǔ)上溫度升高約9土2。C，通 常為9"C左右。
如本文所用，本實(shí)用新型的"濁度"的定義采用本實(shí)用新型技術(shù)領(lǐng)域常用的 含義。本實(shí)用新型的濁度測(cè)定方法采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB12151-198鍋爐用水和冷卻
水分析方法濁度的測(cè)定(福馬肼濁度)。
如本文所用，本實(shí)用新型所述的"SDI"即為污染指數(shù)。通常其用于表征水中 顆粒、膠體和其它能阻塞各種水純化設(shè)備地物體地含量。本實(shí)用新型的SDI的測(cè)
定方法根據(jù)本領(lǐng)域常用標(biāo)準(zhǔn)，例如ASTM4189-95方法。本實(shí)用新型的過濾裝置得 到的海水的污染指數(shù)例如SDI90%時(shí)間在2.5以下；99%時(shí)間<3。
如本文所用，本實(shí)用新型所述的"保安過濾裝置"是指用于保護(hù)反滲透膜組 件的過濾裝置。具體地例如阻止〉5pm粒徑的顆粒物質(zhì)經(jīng)過。本實(shí)用新型的"保 安過濾裝置"的安裝位置通常在反滲透裝置的上游，具體地例如所述升壓裝置的下 游連通所述保安過濾裝置，所述保安過濾裝置的下游連通反滲透裝置。
如本文所用，本實(shí)用新型的"脫鹽率"是以進(jìn)水(例如待淡化的海水，包括原 海水)含鹽量作為基礎(chǔ)。
如本文所用，本實(shí)用新型的"升壓裝置"是指用于增高本實(shí)用新型的反滲透 裝置的進(jìn)水壓力的裝置。具體地例如用于增高一級(jí)海水反滲透膜組件的進(jìn)水壓力。
如本文所用，本實(shí)用新型的"純水"與"淡水"可以互換使用。
以下對(duì)本實(shí)用新型的各個(gè)技術(shù)特征進(jìn)行詳細(xì)說明。 進(jìn)水單元
本實(shí)用新型的進(jìn)水單元用于將待淡化的海水送入預(yù)處理單元，并且所述的待 淡化的海水是電廠的直流循環(huán)冷卻水排水。進(jìn)水單元的結(jié)構(gòu)沒有特別限制，具體地 例如，所述進(jìn)水單元連通循環(huán)冷卻水排水通道，因此整個(gè)海水淡化制取裝置的進(jìn)水
為來自循環(huán)冷卻水排水的海水。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常需要配置加熱器使整個(gè)體系保持恒溫，從而增大了成本。 而本實(shí)用新型的進(jìn)水取自循環(huán)冷卻水的排水，充分利用其溫升(正常情況下溫升 9°C)，即利用廢熱，在整個(gè)系統(tǒng)中省去了海水加熱裝置，從而可節(jié)省工程投資。
預(yù)處理單元
本實(shí)用新型的預(yù)處理單元包括依進(jìn)水順序連接的沉淀裝置、過濾裝置，所述 沉淀裝置的上游連接進(jìn)水單元，所述沉淀裝置的下游連接所述過濾裝置。
較佳地，所述裝置滿足下列(i)一(iii)的條件中的一種或多種(i)所述的沉淀裝 置去除水中雜質(zhì)使得濁度為20NTU或以下；<1%的概率為100mg/L;總?cè)芙夤绦?物含量為10mg/L或以下；(ii)所述的過濾裝置用于進(jìn)一步去除水體中的雜質(zhì)，至其 濁度〈0.1NTU， SDI 90%時(shí)間在2.5以下；99%時(shí)間<3; (iii)所述的反滲透裝置 的脫鹽率〉99%。所述的"<1%的概率"、"總?cè)芙夤绦臀锖?等屬于都是本 領(lǐng)域常用的術(shù)語，采用國家標(biāo)準(zhǔn)中所述的含義。
例如，本實(shí)用新型的預(yù)處理單元用于去除水中雜質(zhì)至其濁度為20NTU或以下 (正常情況)、總?cè)芙夤绦臀锖繛?0mg/L或以下，過濾裝置用于進(jìn)一步去除水 體中的〉5pm粒徑的顆粒物雜質(zhì)，至其濁度〈0.1NTU， SDI (污染指數(shù))90%時(shí) 間在2.5以下；99%時(shí)間<3。
沉淀裝置
本實(shí)用新型的沉淀裝置是加入藥劑以去除海水中的固體物質(zhì)和/或氧化性物質(zhì) (例女BCaC03、 CaS04、 SrS04、 CaF2、 Si02、鐵、鋁氧化物等)的裝置，以防止固體 物質(zhì)在后序單元的反滲透膜組件的膜面上沉積或是氧化性物質(zhì)對(duì)膜的氧化破壞。
本實(shí)用新型的沉淀裝置沒有特別限制，例如包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)沉淀池。
過濾裝置
在本實(shí)用新型的過濾裝置去除沉淀裝置中生成的膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒、 以及海水中的有機(jī)物的裝置，以防止膠體物質(zhì)、固體微粒或有機(jī)物污堵后序單元的 反滲透膜組件。
本實(shí)用新型的過濾裝置可以采用本領(lǐng)域中常見一級(jí)或多級(jí)的介質(zhì)過濾器、活 性炭過濾器或本領(lǐng)域常用的過濾裝置。
在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選例中，過濾部分采用的是超濾裝置。更優(yōu)選地，采 用浸沒式外壓超濾膜。在采用浸沒式外壓超濾膜的同時(shí)省去了超濾保安過濾器。
現(xiàn)有技術(shù)采用的通常是內(nèi)壓超濾膜，而本實(shí)用新型采用浸沒式外壓超濾膜的 優(yōu)點(diǎn)在于該膜具有較大的通量，單位面積產(chǎn)水量較高，從而減少了設(shè)備臺(tái)數(shù)，以 節(jié)省占地。所述的浸沒式外壓超濾膜進(jìn)水無需壓力，只要進(jìn)水能流入超濾膜池即可。
同時(shí)所述的浸沒式外壓超濾膜，使原多用于污水處理的中空纖維(材質(zhì)為高 強(qiáng)度的聚偏氟乙烯，簡稱PVDF)超濾膜現(xiàn)用于海水淡化系統(tǒng)，增大了進(jìn)水的適應(yīng) 性，從而可簡化預(yù)處理部分反應(yīng)沉淀裝置的配置及系統(tǒng)出水控制要求。同時(shí)也省去 了超濾保安過濾器。此外，所述浸沒式外壓超濾膜污堵后容易反洗，受到嚴(yán)重污 染后可采用化學(xué)藥劑加強(qiáng)清洗，膜材料耐次氯酸鈉、鹽酸、檸檬酸等藥品的交替清 洗。
在一個(gè)優(yōu)選例中，上述超濾裝置的下游設(shè)置超濾產(chǎn)水箱。
反滲透單元本實(shí)用新型的反滲透單元包括依進(jìn)水順序連接的升壓裝置和反滲透裝置；其 中，所述升壓裝置的上游連通所述預(yù)處理單元中的過濾裝置，所述升壓裝置的下游 連通反滲透裝置。
升壓裝置
優(yōu)選地，所述反滲透單元中，所述的升壓裝置為高壓變頻泵，且所述反滲透 單元中不包括加熱恒溫裝置；優(yōu)選地，所述的高壓變頻泵為雙相鋼高壓變頻泵。
在一個(gè)優(yōu)選例中，所述的升壓裝置用于將進(jìn)入一級(jí)海水反滲透裝置的水壓增 高至lj 6.2±lMPa，較佳地，6.2土0.2MPa，最佳地6.2 MPa。
在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選例中，在海水反滲透單元中由于采用高壓變頻泵， 運(yùn)行操作壓力6.2MPa左右，高壓變頻泵使反滲透的產(chǎn)水率、脫鹽率更加穩(wěn)定，-般控制變化幅度在85% 100%之間。這樣，原海水取自循環(huán)冷卻水的排水可以充 分利用其溫升(正常情況下溫升9T:)，即利用廢熱，同時(shí)在整個(gè)系統(tǒng)中省去了原 水加熱裝置，從而可節(jié)省工程投資。
反滲透裝置
所述反滲透裝置包括連通上游預(yù)處理單元的一級(jí)海水反滲透膜組件和設(shè)在所 述一級(jí)海水反滲透膜組件下游的二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件。
優(yōu)選地，所述一級(jí)海水反滲透膜組件濃水側(cè)裝有能量回收裝置。本實(shí)用新型 的能量回收裝置可以采用PX、 HTC、 HPB、 WEER、 PES、 VARI-RO、 Clark Pump 等各種類型的能量回收裝置，較佳地采用PX型能量回收裝置。具體地例如，分流 的海水與反滲透膜單元出口排出的高壓濃水以相近的流量相接觸，高壓濃水中壓力
能量直接傳遞給分流的海水；然后，分流的海水帶著回收的能量通過一個(gè)升壓裝置 增壓后，與通過高壓泵的那部分海水會(huì)合后進(jìn)入反滲透單元。
優(yōu)選地，所述二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件排出的濃水通過在所述過濾裝置 下游設(shè)置的過濾產(chǎn)水箱進(jìn)行收集，其中所述過濾產(chǎn)水箱中，所述過濾裝置產(chǎn)水和所 述二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件排出的濃水合并后進(jìn)入所述反滲透裝置。
更優(yōu)選地，所述的能量回收裝置還連接電解制備次氯酸鈉裝置，其中經(jīng)能量 回收后的一級(jí)海水反滲透濃水排放到所述電解制備次氯酸鈉裝置以供電解制氯。
所述反滲透裝置可以是一級(jí)或多級(jí)的反滲透裝置。在一個(gè)優(yōu)選例中，所述反 滲透裝置為二級(jí)反滲透裝置。例如但不局限于，包括上游連通預(yù)處理單元的一級(jí)海
水反滲透膜組件和設(shè)在所述一級(jí)海水反滲透膜組件下游的二級(jí)淡水反滲透膜組件。 較佳地，所述預(yù)處理單元和所述一級(jí)海水反滲透膜組件之間連有能量回收裝置，使 得所述一級(jí)海水反滲透膜組件排放的濃水通過所述能量回收裝置后排出，從而提高 了整套一級(jí)反滲透裝置的效率?；蛘?，上述過濾裝置的下游設(shè)置超濾產(chǎn)水箱，所述 二級(jí)淡水反滲透膜組件排放的濃水與所述超濾產(chǎn)水箱連通，使得所述二級(jí)淡水反滲 透膜組件的濃水返回到所述超濾產(chǎn)水箱再重復(fù)利用。
在一個(gè)優(yōu)選例中，所述的一級(jí)反滲透濃水還可用于電解制備次氯酸鈉裝置。 其中所述能量回收裝置排出的經(jīng)能量回收后的濃水輸送至所述電解制備次氯酸鈉 裝置以供電解制氯。
在一個(gè)優(yōu)選例中，所述的超濾裝置為浸沒式外壓超濾膜，可省略前端的保安 過濾器。
在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本實(shí)用新型的能量回收裝置使得所述
一級(jí)海水反滲透膜組件排出的壓力〉5.0MPa的濃水進(jìn)入能量回收裝置，從而減少 高壓變頻泵的出力，使得高壓變頻泵的流量僅為一級(jí)海水反滲透膜組件進(jìn)水總?cè)萘?的48%，從而使得高壓變頻泵使用壽命更長。
以下結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用 于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
實(shí)施例l
圖1為海水淡化系統(tǒng)的組成示意圖，本工藝可用于產(chǎn)水量1000t/h及以上
出力的系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作一概要說明。
本實(shí)用新型的海水淡化制取裝置，包括按進(jìn)水順序連接的進(jìn)水單元l(循環(huán)
水排水虹吸井)、預(yù)處理單元2和反滲透單元3。
所述進(jìn)水單元1用于將待淡化的海水送入預(yù)處理單元，并且所述的待淡化 的海水是電廠的直流循環(huán)冷卻水排水。所述進(jìn)水單元1采用。
使用時(shí)，進(jìn)水單元1中，原海水經(jīng)過熱交換后(此時(shí)溫升約9。C)排入所 述進(jìn)水單元1的虹吸井，通過輸送泵將原海水送入預(yù)處理單元2的沉淀裝置 21(反應(yīng)沉淀池)。
所述預(yù)處理單元2包括依進(jìn)水順序連接的沉淀裝置21、過濾裝置22，所
述沉淀裝置21的上游連接進(jìn)水單元1，所述沉淀裝置21的下游連接所述過濾 裝置22。所述沉淀裝置21采用反應(yīng)沉淀池；所述過濾裝置22采用浸沒式外壓 超濾膜。所述過濾裝置22下游經(jīng)過透過液泵24設(shè)置過濾產(chǎn)水箱23(也即超濾產(chǎn)水 箱)。
使用時(shí)，預(yù)處理單元2中，沉淀裝置21(反應(yīng)沉淀池)中加入凝聚劑及助凝 劑以除去原水中的懸浮狀顆粒雜質(zhì)。反應(yīng)沉淀池21出水依靠重力自流到過濾 裝置22(超濾膜池)，原水在透過液泵24的抽吸下透過超濾膜22后進(jìn)入產(chǎn)水箱 23。超濾膜22在進(jìn)、出水壓差大于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)進(jìn)行反洗，在污堵嚴(yán)重難于 通過反洗程序恢復(fù)膜通量時(shí)可采用化學(xué)清洗的方式使超濾膜22恢復(fù)至正常運(yùn) 行狀態(tài)。進(jìn)入產(chǎn)水箱23內(nèi)貯存的是純凈海水。
所述反滲透單元3包括依進(jìn)水順序連接的升壓裝置31和反滲透裝置32; 其中，所述升壓裝置31的上游連通所述預(yù)處理單元2中的過濾裝置21，所述 升壓裝置31的下游連通反滲透裝置32。所述反滲透單元3中不需要加熱恒溫裝 置。所述升壓裝置31為升壓泵，通常為高壓變頻泵，優(yōu)選雙相鋼高壓變頻泵。
升壓泵31的下游連通保安過濾器325，其中超濾產(chǎn)水箱23的出水通過升 壓泵31進(jìn)入保安過濾器325。
所述反滲透裝置32包括連通上游預(yù)處理單元2的一級(jí)海水反滲透膜組件321 和設(shè)在所述一級(jí)海水反滲透膜組件321下游的二級(jí)淡水反滲透膜組件322。所述二 級(jí)淡水反滲透膜組件322連通在所述過濾裝置22下游設(shè)置的過濾產(chǎn)水箱23<或稱 為超濾產(chǎn)水箱)。其中所述二級(jí)淡水反滲透膜組件322排出的濃水通過在過濾產(chǎn)水 箱23進(jìn)行收集，且所述過濾產(chǎn)水箱23中，所述過濾裝置22產(chǎn)水和所述二級(jí)淡水 反滲透膜組件322排出的濃水合并后進(jìn)入所述反滲透裝置3。
在保安過濾器325和一級(jí)海水反滲透膜組件321之間設(shè)置一級(jí)海水反滲透高 壓泵326。所述一級(jí)海水反滲透膜組件321濃水側(cè)裝有能量回收裝置323，所述能 量回收裝置323為PX型能量回收裝置。所述的能量回收裝置323的濃水側(cè)還連接 電解制備次氯酸鈉裝置324(也即電解海水制氯裝置)，其中經(jīng)能量回收后的一級(jí)海 水反滲透濃水排放到所述電解海水制氯裝置324以供電解制氯。所述能量回收裝置 323與一級(jí)海水反滲透高壓泵326并聯(lián)。
使用時(shí)，海水進(jìn)入反滲透單元3進(jìn)行反滲透脫鹽步驟，即進(jìn)入淡化單元。 超濾產(chǎn)水箱23出水通過升壓泵31進(jìn)入保安過濾器325，以除去〉5pm粒徑的 顆粒物質(zhì)，確保反滲透膜不被劃傷。在保安過濾器325的前、后分別加入阻塘劑和
還原劑，此后串聯(lián)一級(jí)海水反滲透高壓泵326，該泵的流量為進(jìn)入反滲透膜組件總 流量的48%，壓力為5.0 9.0MPa (視原海水含鹽量而定)。 一級(jí)高壓泵326將待 脫鹽水泵入海水反滲透膜組件321，回收率45%，脫鹽率99%，膜透出水進(jìn)入一 級(jí)工業(yè)水箱327，成為合格的工業(yè)用水。由于經(jīng)過反滲透膜處理的產(chǎn)水其pH值一 般在6左右，此時(shí)加入一定量的堿液(42%濃度的工業(yè)純堿)以調(diào)節(jié)工業(yè)水的pH 值，以進(jìn)一步滿足工業(yè)用水的水質(zhì)要求。海水反滲透膜組件321排出的濃縮水仍具 有較高的壓力，為此設(shè)置一組能量回收裝置323，利用濃水排出的壓力將其轉(zhuǎn)換成 動(dòng)力，推動(dòng)進(jìn)入反滲透膜組件總流量52%的水量進(jìn)入增壓泵330，此時(shí)，增壓泵 330的揚(yáng)程只需克服海水反滲透膜組件的壓力損失即可。對(duì)經(jīng)過能量回收裝置323 后排放的濃水進(jìn)行再利用，回收到制氯系統(tǒng)(電解海水制氯裝置324)，作為電解海 水制氯的原料水。
一級(jí)工業(yè)水箱327內(nèi)貯存的工業(yè)水大部分用于各工藝系統(tǒng)，如電機(jī)軸封冷卻 水、消防噴淋水、空調(diào)系統(tǒng)冷卻水、生活用水(除飲用水外)等。同時(shí)還有部分一 級(jí)工業(yè)水直接進(jìn)入二級(jí)淡水高壓泵328，通過二級(jí)淡水反滲透膜組件322，回收率 85%，脫鹽率98%,產(chǎn)出合格的脫鹽水貯存于脫鹽水箱329。 二級(jí)反滲透膜組件 322排出的濃水回收至超濾產(chǎn)水箱23。
無論反滲透膜組件進(jìn)水水質(zhì)控制得如何嚴(yán)密，但膜被污染現(xiàn)象仍是不可避免 的，為此設(shè)置反滲透膜化學(xué)清洗單元，定期對(duì)膜堆進(jìn)行化學(xué)清洗，以恢復(fù)膜的通量 及脫鹽率。本實(shí)施例中一級(jí)、二級(jí)反滲透膜組件合用一套化學(xué)清洗裝置，以提高裝 置的利用率(圖中未示)。
如圖2中的圖2.1 2.3所示，在各個(gè)具體實(shí)施方式
中，在上述工藝中有多個(gè) 環(huán)節(jié)進(jìn)行加藥處理，以調(diào)節(jié)水質(zhì)。為此設(shè)置一組組合式加藥裝置，安裝各種藥品的 加藥箱、加藥泵、控制柜等。然后采用各自的加藥管道將藥品注入所需部位。所述 加藥單元的藥品和用量可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行選擇。如圖2.1所示，反應(yīng)沉淀池21 上串聯(lián)凝聚劑加藥單元2b和助凝劑加藥單元2a;如圖2.2所示，保安過濾器325 上游串聯(lián)阻垢劑加藥單元325a，下游串聯(lián)還原劑加藥單元325b;如圖2.3所示， 一級(jí)海水反滲透膜321下游設(shè)置NaOH加藥單元321a。
整個(gè)淡化系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，各單元都具有程序控制系統(tǒng)，產(chǎn)生量及水質(zhì) 溫定，即使水量發(fā)生波動(dòng)，可以通過各節(jié)點(diǎn)的水箱來調(diào)節(jié)、緩沖；水質(zhì)發(fā)生波動(dòng)可 以將發(fā)生問題的單元旁路，以至不影響后續(xù)工藝。最終產(chǎn)水量和水質(zhì)控制連續(xù)、穩(wěn)
定。
以產(chǎn)水量1000t/h (即24000t/d)為例，整座海水淡化車間的占地大約為80 X65米，其中構(gòu)筑物部分占地2400m2，放置除各類水箱外的所有設(shè)備、裝置， 包括工藝、電氣、控制等。各類水箱可露天布置。
使用時(shí)，本實(shí)用新型的裝置采用包括如下步驟的方法進(jìn)行海水淡化制取，其 包括以下步驟
(A) 對(duì)來自直流循環(huán)冷卻水排水的待淡化海水進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括 沉淀、過濾步驟，得到污染指數(shù)<2.5的經(jīng)過預(yù)處理的海水；
(B) 將步驟(A)得到的經(jīng)過預(yù)處理的海水進(jìn)行反滲透，得到所需用水標(biāo)準(zhǔn)的淡 水；同時(shí)得到相應(yīng)的濃海水。
步驟(A)中預(yù)處理的制水能力為86400±2000噸/天，步驟(B)中反滲透裝置的 制水能力為44000±2000噸/天。
所述步驟(B)的反滲透步驟包括前置的升壓步驟，所述升壓步驟采用高壓變頻 法，且所述反滲透步驟省略了恒溫加熱步驟。
所述步驟(B)的反滲透步驟包括如下步驟(I)一級(jí)反滲透，得到滿足工業(yè)用水 標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)淡水；同時(shí)得到相應(yīng)的一級(jí)濃海水；本實(shí)用新型的"一級(jí)濃海水"通常 .其含鹽量為原海水的2倍左右。例如，L5 2.5倍。
(II)將步驟(I)產(chǎn)生的一級(jí)淡水進(jìn)行反滲透，得到二級(jí)或多級(jí)淡水；同時(shí)得到相 應(yīng)的二級(jí)或多級(jí)濃海水。
將反滲透得到的各級(jí)濃海水進(jìn)行回收利用，從而使得所有濃海水不外排，其 包括如下步驟(S1)將所述步驟(B)得到的一級(jí)濃海水回收后進(jìn)行電解制氯；(S2)將 所述步驟(C)中二級(jí)或多級(jí)濃海水回收，與步驟(A)的待淡化海水合并，共同進(jìn)行預(yù) 處理。
本實(shí)用新型的海水淡化制取裝置可以根據(jù)需要制備多種用途的純水。所述純 水根據(jù)需要進(jìn)行制取，例如符合GB12151-1989(鍋爐用水和冷卻水分析方法-濁 度的測(cè)定(福馬肼濁度))或符合GB5749-85(生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)的淡 水，或是符合工業(yè)純水標(biāo)準(zhǔn)的純水。通常，符合"工業(yè)純水標(biāo)準(zhǔn)的純水"是指所 得到純水的導(dǎo)電度10 15ps/cm之間。
本實(shí)用新型的海水淡化制取裝置還可用于制備超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組所需要 的工業(yè)水和超純水。
本實(shí)用新型的淡水回收率高達(dá)85%，極大地提高了制水效益，同時(shí)排出的濃 水全部回收至超濾產(chǎn)水箱，無任何外排。
在本實(shí)用新型提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇 文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授
內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形 式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種海水淡化制取超純水裝置，其特征在于，包括按進(jìn)水順序連接的進(jìn)水單元(1)、預(yù)處理單元(2)和反滲透單元(3)，其中所述進(jìn)水單元(1)用于將待淡化的海水送入所述預(yù)處理單元(2)；所述預(yù)處理單元(2)包括依進(jìn)水順序連接的沉淀裝置(21)、過濾裝置(22)，所述沉淀裝置(21)的上游連接所述進(jìn)水單元(1)，所述沉淀裝置(21)的下游連接所述過濾裝置(22)；所述反滲透單元(3)包括依進(jìn)水順序連接的升壓裝置(31)和反滲透裝置(32)；其中，所述升壓裝置(31)的上游連通所述預(yù)處理單元(2)中的過濾裝置(22)，所述升壓裝置(31)的下游連通所述反滲透裝置(32)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述反滲透單元(3)中，所述的升 壓裝置(31)為高壓變頻泵，且所述反滲透單元(3)中不包括加熱恒溫裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的高壓變頻泵為雙相鋼高壓 變頻泵。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元(2)中的過濾裝置(22) 為超濾裝置。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述超濾裝置為浸沒式外壓超濾膜。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反滲透單元(3)中的反滲透裝 置(32)包括連通上游預(yù)處理單元(2)的一級(jí)海水反滲透膜組件(321)和設(shè)在所述一級(jí) 海水反滲透膜組件(321)下游的二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件(322)。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述一級(jí)海水反滲透膜組件(321) 濃水側(cè)裝有能量回收裝置(323)。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述能量回收裝置(323)為PX型能 量回收裝置。
9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件(322)連通在所述過濾裝置(22)下游設(shè)置的 過濾產(chǎn)水箱(23)，其中所述二級(jí)或多級(jí)淡水反滲透膜組件(322)排出的濃水通過在過濾產(chǎn)水箱 (23)進(jìn)行收集，且所述過濾產(chǎn)水箱(23)中，所述過濾裝置(22)產(chǎn)水和所述二級(jí)或多級(jí) 淡水反滲透膜組件(322)排出的濃水合并后進(jìn)入所述反滲透裝置(3)。
10. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的能量回收裝置(323)的濃水 側(cè)還連接電解制備次氯酸鈉裝置(324)，其中經(jīng)能量回收后的一級(jí)海水反滲透濃水 排放到所述電解制備次氯酸鈉裝置(324)以供電解制氯。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種海水淡化制取裝置，其包括按進(jìn)水順序連接的進(jìn)水單元、預(yù)處理單元和反滲透單元，其中所述進(jìn)水單元用于將待淡化的海水送入預(yù)處理單元，并且所述的待淡化的海水是電廠的直流循環(huán)冷卻水排水；所述預(yù)處理單元包括依進(jìn)水順序連接的沉淀裝置、過濾裝置，所述沉淀裝置的上游連接進(jìn)水單元，所述沉淀裝置的下游連接所述過濾裝置；所述反滲透單元包括依進(jìn)水順序連接的升壓裝置、能量回收裝置和反滲透裝置；其中，所述升壓裝置的上游連通所述預(yù)處理單元中的過濾裝置，所述升壓裝置的下游連通反滲透裝置。本實(shí)用新型的海水淡化裝置成本低從而可大范圍推廣、環(huán)保且具有規(guī)模效益，并可以用于制取超純水。
文檔編號(hào)C02F1/44GK201065345SQ20072007159
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者王潔如, 龔顧前 申請(qǐng)人:中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院