一种环保型反渗透海水淡化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种环保型反渗透海水淡化系统，包括沉淀池、机械过滤装置、保安滤器、反渗透装置、淡水池；系统还设有电解装置及双极膜装置；所述电解装置处在沉淀池之前，所述沉淀池的进水在进沉淀池之前先经过电解装置，或者电解装置处在沉淀池中；所述双极膜装置用于对海水进行处理生产盐酸和氢氧化钠，所述双极膜装置所生产的盐酸的输送管通至保安滤器前，向进入保安滤器的海水加入盐酸，所述双极膜装置所生产的氢氧化钠的输送管通至淡水池。采用本实用新型的反渗透海水淡化系统进行海水淡化处理，无需运输危险化学品，对周围环境影响小，是实现最绿色的循环经济和环保生产工艺的反渗透海水淡化系统。
【专利说明】一种环保型反渗透海水淡化系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及反渗透海水淡化系统。
【背景技术】
[0002] 海水淡化膜元件是海水淡化的心脏，海水淡化膜元件的寿命直接关系到装置设计 是否成功，并且是成本核算时运行费用的一个重要组成部分。海水淡化操作中，由于海水本 身的特性：硬度和总溶解固体含量（TDS)都很高，浊度和细菌含量不稳定，以及膜的特性 (荷电性、极性、易氧化等）常常给操作过程带来膜污染及高能耗等一系列问题。膜垢污染 已经成为反渗透海水淡化面临的最严重的问题。膜垢的形成使得膜通量下降、压力增加和 膜降解，造成膜的使用寿命缩短，能耗增加，成本提高。在目前典型海水淡化工艺中一般采 用在原水中加氯，在水力澄清池入口加絮凝药剂，在保安过滤器前加酸和还原剂，产水加碱 提商pH。
[0003] 加氯是水处理中最常见的消毒方法也是反渗透系统中最常采用的一种杀菌方法。 但由于反渗透膜自身的化学特性，使其对氯的氧化性较为敏感，因此原水加氯预处理后还 必须加还原剂，才能进入反渗透膜装置中。
[0004] 原海水中的杂质按尺寸的大小可分为溶解物、胶体和悬浮物。胶体颗粒尺寸很小， 在水中长期静置也很难下沉。一般在预处理的水力澄清池入口加入絮凝药剂，使海水中的 胶体及有机物充分凝絮成大的絮状物被机械滤器除去。
[0005] 由于海水的含盐量一般在35000mg/L左右，为避免淡化后浓水含盐量过高造成在 反渗透膜面上沉淀使膜元件损坏，一般均将海水淡化的回收率控制在40%左右，同时在原 海水添加浓度为12ppm的H 2S04作为阻垢剂使原海水的pH为6. 5左右，按此计算，每小时处 理1000吨海水的系统，需要添加12kg/h的H2S04作为阻垢剂，而这些H 2S04全部通过浓海水 排入大海。酸虽然被稀释，但长期大量的浓海水的排放，不但对海水淡化的包括水沟和建筑 等的混凝土设施慢慢腐蚀，也对该地区的海水水质带来影响。特别是液体的酸，运输也比较 危险、具有较大的不安全性。另一方面，透过膜的反渗透的产水pH比反渗透进水侧的原海 水更低，需要调高其pH值才能符合应用水的标准和要求，一般需要加NaOH或纯碱Na 2C03， 这些海水淡化工艺中所需酸碱需要外购。
[0006] 凡此种种，既增加了环境负担，又增加了运输成本并存在运输中的安全风险。而 且，对于海水淡化系统来说，其一般都应用在偏远的海岛，由于上述药剂属于消耗品，因此， 其日常运输、存储负担非常重。
【发明内容】
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环保型反渗透海水淡化系统，能够达 到上述药剂的各项处理效果。为此，本实用新型采用以下技术方案：
[0008] -种环保型反渗透海水淡化系统，包括沉淀池、机械过滤装置、保安滤器、反渗透 装置、淡水池；其特征在于所述系统还设有电解装置及双极膜装置；所述电解装置处在沉 淀池之前，所述沉淀池的进水在进沉淀池之前先经过电解装置，或者电解装置处在沉淀池 中；所述双极膜装置用于对海水进行处理生产盐酸和氢氧化钠，所述双极膜装置所生产的 盐酸的输送管通至保安滤器前，向进入保安滤器的海水加入盐酸，所述双极膜装置所生产 的氢氧化钠的输送管通至淡水池。
[0009] 进一步地，所述双极膜装置的原料水取自经保安滤器过滤后的海水。
[0010] 本实用新型基于传统海水淡化工艺加氯灭菌、加药絮凝、加酸阻垢、加碱调pH这4 个环节存在的问题，提出能够实现上述功能的海水淡化绿色环保方案。
[0011] 电化学技术作为一种对各种废水处理适应性强、高效、无二次污染的处理方法，用 其作为杀菌、絮凝等作用，避免了释放氯气等对环境有影响且运输、存放都存在危险的手 段。所述电解装置的杀菌絮凝过程在电解槽（或者沉淀池）中完成，槽中（或沉淀池中）安 置一对以上平行的金属铁(钛或铝）板，作为电解的正负。
[0012] 以铁阳极为例，通过直流电时，电极反应如下：
[0013] 阳极氧化 Fe_2e - Fe2+ (1)
[0014] Fe_3e -Fe3+ (2)
[0015] 阴极还原 2H20+2e -H2 t +20Γ (3)
[0016] 总反应为 Fe+2H20 -Fe(0H)2 I +H2 t (4)
[0017] 4Fe+10H20+02 - 4Fe(0H)3 丨 +4H2 丨 （5)
[0018] 铁阳极失去电子后，溶解在水中成为铁离子，再经水解反应而形成氢氧化铁和氢 氧化亚铁微絮体，就可起凝聚作用以吸附去除水中的污染物。
[0019] 同时，在阴极上产生的新生态的氢，其还原能力很强，可与海水中的污染物起还原 反应，杀死海水中的微生物，并使海水中的大部分带电荷的悬浮物质和带电荷胶体物质通 过直流电的作用，聚集在一起，形成沉淀。同时海水中的Zn、Cu、Mn等微生物生长所必需的 微量元素在微电解作用下析出，也会影响微生物的生长。
[0020] 此外，在电流的作用下，海水中的部分有机物可能分解为低分子有机物，还有可能 直接被氧化为C0 2和H20而不产生污泥。未被彻底氧化的有机物部分还可和悬浮固体颗粒 被Fe (0H) 2、Fe (0H) 3、A1 (0H) 3吸附凝聚并在氢气和氧气带动下上浮分离。
[0021] 双极膜装置一般由阴离子交换树脂层（AL)、阳离子交换树脂层（CL)和中间催化 层组成。在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H 20解离成矿和0Γ并分别通过阳膜和 阴膜，作为H+和0Γ离子源。双极膜法制取酸碱的反应方程式为：
[0022]
【权利要求】
1. 一种环保型反渗透海水淡化系统，包括沉淀池、机械过滤装置、保安滤器、反渗透装 置、淡水池；其特征在于所述系统还设有电解装置及双极膜装置；所述电解装置处在沉淀 池之前，所述沉淀池的进水在进沉淀池之前先经过电解装置，或者电解装置处在沉淀池中； 所述双极膜装置用于对海水进行处理生产盐酸和氢氧化钠，所述双极膜装置所生产的盐酸 的输送管通至保安滤器前，向进入保安滤器的海水加入盐酸，所述双极膜装置所生产的氢 氧化钠的输送管通至淡水池。
2. 如权利要求1所述的一种环保型反渗透海水淡化系统，其特征在于所述双极膜装置 的原料水取自经保安滤器过滤后的海水。
3. 如权利要求1所述的一种环保型反渗透海水淡化系统，其特征在于所述双极膜装置 的氢氧化钠输送管同时也通至海水淡化系统的浓海水排放路线中，中和浓海水中的盐酸。
【文档编号】C02F1/44GK203845898SQ201420035361
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】张希建, 陶如钧, 张建中, 吴旻旻, 李军, 傅生杰 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院有限公司