专利名称：利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法
技术领域：
本发明涉及海水淡化工艺领域，尤其涉及一种利用生物法进行源水预处理的新型海水淡化工艺方法。
背景技术：
在海水淡化工艺过程中都必须对从海洋里抽取上来的海水(以下称源水)进行预处理，以去除海水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续反渗透装置运行的杂质。预处理主要包括预处理加药装置、机械过滤、离子井、精密过滤等系统；传统预处理方法主要由灭菌、沉降、过滤、软化和脱气等过程构成。为了强化对微小颗粒和微生物的处理效果，现在逐渐发展出了微滤、超滤、纳滤等新型海水预处理方法，但这些方法也仍然属于精密过滤的范畴，效果不佳，而且仍然需要添加各种化学药剂来杀灭各种微生物以及一些海洋生物的繁殖细胞和卵等，来防止这些物质在反渗透膜上结垢和繁殖，最终影响反渗透膜的处理能力和效果。因此在传统的反渗透(SWRO)海水淡化的预处理工艺中，需要根据不同水体性质配比多种不同的化学药剂(一般都有六至八种之多，有些地域的水体需要添加一、二十种化学药剂)，这些化学药剂在海水淡化处理工艺完成后，最终还是要全部地排入海洋，对海洋环境造成破坏性的影响。对于一个长期大量的进行地海水淡化的工厂作业来说，这种影响是不可忽视的。此外，尽管传统的源水预处理工艺进行了机械过滤、离子井、精密过滤，以及加药处理，其效果仍然不佳，海水淡化生产过程中还是要对反渗透膜组进行定期的清洗(不同的水体其清洗周期有些不同，一般为两至三个月)，由于清洗过程会降低了膜组的使用寿命，从而进一步加大了海水淡化的成本。
发明内容
本发明实施例提供了一种利用生物法进行源水预处理的新型海水淡化工艺方法， 其核心是利用生物的特殊生存方式所产生的效能，通过工厂化高密度地养殖海水鱼类，进而实现对水体的处置方法，来去除源水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物(包括各种微生物以及一些海洋生物的繁殖细胞和卵)等，在整个工艺流程中几乎不使用或极少使用化学药剂，属全新的生物法源水预处理工艺。本发明实施例提供的一种利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，包括以下步骤(1)作为源水的海水进入源水沉淀池进行沉淀；(2)沉淀后的源水进入工厂化的海水鱼养殖池，进行源水预处理，以去除海水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等微小颗粒及微生物和一些海洋生物的繁殖体，以保障后续反渗透装置的良好运行，现有技术中常用的机械方法无法达到这一效果；(3)通过供水泵将所述低杂质海水提供给多介质过滤器，通过多介质过滤器过滤微米级以上的颗粒物质，得到能够满足反渗透膜正常工作的海水；(4)通过高压泵将所述海水注入RO主机，通过RO主机的反渗透膜作用将海水淡化，由于海水质量的提高，可以减少膜组的清洗频率，相对延长膜组的使用寿命；(5)通过能量回收装置回收淡化后所剩余的浓海水中的水压能，并将所述浓海水排出。进一步的，所述的海水鱼养殖池进行源水预处理的具体过程为(1)海水经过源水沉淀池沉淀的过程；(2)经过机械过滤器过滤、紫外线杀菌和低压增氧的过程；(3)得到的沉淀后源水通入工厂化的海水鱼养殖池，利用生物方法去除水体中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物(藻类)等杂质的过程；(4)海水鱼养殖池换出的海水进入颗粒沉淀池再次沉淀的过程；(5)再次沉淀后的海水进行有机物分离，得到低杂质海水的过程；(6)将所述的低杂质海水进行多介质过滤的过程；(7)将所述的海水进行紫外线杀菌的过程；(8)将最后得到的海水通入RO主机，完成海水淡化的过程。
进一步的，所述的海水鱼养殖池是高密度海水鱼养殖池。作为优选，所述的高密度海水鱼养殖池是指每平方米的养殖密度为10公斤以上的高密度工厂化的海水鱼养殖池。作为优选，经过有机物分离后的分离物还需要经过多层排污系统处理的过程，以保证鱼类排泄物的及时排出。作为优选，所述的海水鱼养殖池在不进行海水淡化时，将有机物分离后的海水再次返回到机械过滤器循环使用，以保持海水鱼养殖的单独运行。作为优选，所述机械过滤器、紫外线杀菌和低压增氧可以次序调换而不影响功能实现。本发明的有益效果是1、本发明完全不同于传统预处理方法，其核心是利用生物(海水鱼类)的特殊生存方式所产生的效能，通过工厂化高密度地养殖海水鱼类的水体处置方法，来去除源水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等(包括各种微生物以及一些海洋生物的繁殖细胞和卵等)，在整个工艺流程中几乎不使用或在高密度海水鱼养殖池之后极少量地使用化学药剂，属全新的生物法源水预处理工艺。2、达到优于传统的源水预处理工艺的效果，减少膜组的清洗频率，相对延长了膜组使用寿命。3、在降低海水淡化的生产成本的同时，还可通过工厂化高密度地养殖海水鱼类增加工厂的经济收益，同时使海水淡化工厂在生产过程中对环境的影响降到最低，从而实现资源利用的可持续发展。4、其工厂化的高密度养殖的水体处置方法，具备了包括紫外杀菌、颗粒沉淀、有机物分离、生物滤床等完善的处理流程，此外还采用了低压增氧提高水体中氧气含量，多层排污系统保证鱼类排泄物的及时排出。
图1是传统的反渗透(SWRO)法海水淡化工艺流程图；图2是本发明实施例生物法反渗透(SWRO)法海水淡化工艺流程图；图3是海水鱼养殖池的水体处理流程及与海水淡化工艺的连接路线图。
具体实施例方式如附图1所示的为传统的反渗透(SWRO)法海水淡化工艺流程，使用的是化学药剂的方式进行海水预处理，预处理系统主要包括预处理加药装置、机械过滤、离子井、精密过滤；传统预处理方法包括灭菌、沉降、过滤、软化和脱气等；不仅处理效果不佳，而且仍然需要添加各种化学药剂来杀灭各种微生物以及一些海洋生物的繁殖细胞和卵等，来防止这些物质在反渗透膜上结垢和繁殖，最终影响反渗透膜的处理能力和效果；而且这些化学药剂在海水淡化处理工艺完成后，最终还是要全部地排入海洋，对海洋环境造成破坏性的影响。本发明实施例提供了一种利用生物法进行源水预处理的新型海水淡化工艺方法， 其核心是利用生物的特殊生存方式所产生的效能，通过工厂化高密度地养殖海水鱼类，进而实现对水体的处置方法，来去除源水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物(包括各种微生物以及一些海洋生物的繁殖细胞和卵)等，在整个工艺流程中几乎不使用或极少使用化学药剂，属全新的生物法源水预处理工艺。需要说明的是，在本实施例中，如上所述的养殖海水鱼类所用的海水鱼养殖池是指高密度海水鱼养殖池5，是每平方米的养殖密度为10公斤以上的工厂化的高密度的海水
鱼养殖池。以下将结合具体实施例和附图详细描述本发明实现过程。一种利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，用于在不使用或少使用化学药物的条件下，进行海水淡化的源水预处理，其特征在于，包括以下步骤(1)作为源水的海水进入源水沉淀池1进行沉淀；(2)沉淀后的源水进入工厂化的高密度海水鱼养殖池5，进行源水预处理，以去除海水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等一些常规机械过滤方法难于处理的微小颗粒及微生物和一些海洋生物的繁殖体，以保障后续反渗透装置的良好运行；(3)通过供水泵12将所述低杂质海水提供给多介质过滤器8，通过多介质过滤器 8过滤微米级以上的颗粒物质，得到能够满足反渗透膜正常工作的海水；(4)通过高压泵13将所述纯海水通入RO主机14，通过RO主机14的反渗透膜作用将海水淡化；(5)通过能量回收装置15回收淡化后所剩余的浓海水中的水压能，并将所述浓海水排出。参照附图3，如上所述的高密度海水鱼养殖池5进行源水预处理的具体过程为(1)海水经过源水沉淀池1沉淀的过程；(2)经过机械过滤器2过滤、紫外线杀菌3和低压增氧4的过程；(3)得到的沉淀后源水通入高密度工厂化的高密度海水鱼养殖池5，利用生物方法去除水体中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物(藻类)等杂质的过程；(4)高密度海水鱼养殖池5换出的海水进入颗粒沉淀池6再次沉淀的过程；
(5)再次沉淀后的海水进行有机物分离7，得到低杂质海水的过程；(6)将所述的低杂质海水进行多介质过滤器8过滤的过程；(7)将所述的纯海水再次进行紫外线杀菌9，进一步去除水体中的细菌的过程；(8)将最后得到的纯海水通入RO主机14，完成海水淡化的过程。如附图3所示，经过有机物分离7后的分离物还需要经过多层排污系统11处理的过程，以保证鱼类排泄物的及时排出。本实施例中所述的高密度海水鱼养殖池5在不进行海水淡化时，同样可是单独实现其海水鱼养殖的经济效益。该过程中，从高密度海水鱼养殖池5换出的海水，经过有机物分离7后，该海水将再次被返回到机械过滤器2循环使用，以保持海水鱼养殖流程的单独运行。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或流程中的步骤，除了互相排斥的特征或步骤以外，均可以以任何方式组合；如高密度海水鱼养殖池前的一些功能模块如 机械过滤器、紫外线杀菌、低压增氧可以次序调换而不影响功能实现；以及高密度海水鱼养殖池后的一些功能模块也是可以次序调换而不影响功能实现的。另外，所述的源水沉淀池、 多介质过滤器、RO主机、能量回收装置、机械过滤器过滤、紫外线杀菌和低压增氧等模块均为常规技术的具体应用，不对本发明的本质特征有任何实质性的改变。以上对本发明所提供的一种利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，用于在不使用或少使用化学药物的条件下，进行海水淡化的源水预处理，其特征在于，包括以下步骤(1)作为源水的海水进入源水沉淀池进行沉淀；(2)沉淀后的源水进入工厂化的海水鱼养殖池，进行源水预处理，以去除海水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等微小颗粒及微生物和一些海洋生物的繁殖体，以保障后续反渗透装置的良好运行；(3)通过供水泵将所述低杂质海水提供给多介质过滤器，通过多介质过滤器过滤微米级以上的颗粒物质，得到能够满足反渗透膜正常工作的海水；(4)通过高压泵将所述海水注入RO主机，通过RO主机的反渗透膜作用将海水淡化；(5)通过能量回收装置回收淡化后所剩余的浓海水中的水压能，并将所述浓海水排出。
2.根据权利要求1所述的利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，其特征在于，所述的海水鱼养殖池进行源水预处理的具体过程为(1)海水经过源水沉淀池沉淀的过程；(2)经过机械过滤器过滤、紫外线杀菌和低压增氧的过程；(3)得到的沉淀后源水通入工厂化的海水鱼养殖池，利用生物方法去除水体中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物(藻类)等杂质的过程；(4)海水鱼养殖池换出的海水进入颗粒沉淀池再次沉淀的过程；(5)再次沉淀后的海水进行有机物分离，得到低杂质海水的过程；(6)将所述的低杂质海水进行多介质过滤的过程；(7)将所述的海水进行紫外线杀菌的过程；(8)将最后得到的海水注入RO主机，完成海水淡化的过程。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，其特征在于，所述的海水鱼养殖池是高密度海水鱼养殖池。
4.根据权利要求3所述的利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，其特征在于，所述的高密度海水鱼养殖池是指每平方米的养殖密度为10公斤以上的高密度工厂化的海水鱼养殖池。
5.根据权利要求2的利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，其特征在于， 经过有机物分离后的分离物还需要经过多层排污系统处理的过程，以保证鱼类排泄物的及时排出。
6.根据权利要求2的利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，其特征在于， 所述的海水鱼养殖池在不进行海水淡化时，将有机物分离后的海水再次返回到机械过滤器循环使用，以保持海水鱼养殖的单独运行。
7.根据权利要求1或2任意一项所述的利用生物法进行源水预处理的海水淡化工艺方法，其特征在于，所述机械过滤器、紫外线杀菌和低压增氧可以次序调换而不影响功能实现。
全文摘要
本发明涉及海水淡化工艺领域，尤其涉及一种利用生物法进行源水预处理的新型海水淡化工艺方法。本发明实施例方法包括海水进入源水沉淀池进行沉淀；沉淀后的源水进入高密度工厂化的海水鱼养殖池，进行源水预处理，得到低杂质海水；通过供水泵将低杂质海水提供给多介质过滤器，通过多介质过滤器的过滤得到纯海水；通过高压泵将所述纯海水注入RO主机，通过RO主机的反渗透膜作用将海水淡化；通过能量回收装置回收淡化后所剩余的浓海水中的水压能，并将所述浓海水排出。本发明在降低淡化成本，增加经济收益的同时，使海水淡化工厂在生产过程中对环境的影响降到最低，从而实现资源利用的可持续发展。
文档编号C02F9/14GK102557354SQ201210027518
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者马永强 申请人:马永强