一种海水提铀和淡化处理一体化装置的制作方法

本实用新型涉及一种海水处理装置，具体是一种集海水提铀和海水淡化为一体的装置。

背景技术：

随着核电产业的不断发展，人们对铀矿资源的需求日益增多，铀矿的开采力度也逐年加大。近年来，世界铀矿的开采进度发展迅猛。目前世界上已探明的铀矿较多，但其中具有开采价值的铀矿仅占总量的12-18%，我国的铀矿大部分为不可用铀矿。目前，在核电站中广泛应用的压水堆(如我国的秦山、大亚湾核电站堆型)对天然铀资源的利用率只有约1%，从世界范围内来看，铀资源的前景也不太乐观。目前全球130美元/公斤之下能够开采的铀资源仅为530万吨，这也就意味着，这些天然铀仅仅能够供应530座100万千瓦的核电站使用60年，而目前全球正在运行的100万千瓦的核电站为372座。解决全球范围内的铀资源短缺问题已迫在眉睫。海水当中有大量有开发价值的铀资源存在，总量约为45亿万吨。但由于海水基数过大，铀的浓度瞬间被稀释，且海水中离子种类繁多，故从海水中提取铀具有很大难度开展海水提铀的研究主要集中在吸附剂的开发方面。

中国的水资源并不丰富，总拥有量约2.7Tm³，可供开发利用的淡水资源量为1-1.1Tm³，居世界第六位。若按人均计，约为世界人均水量的1/4。列为世界第110位。我国是严重的缺水大国，在40多个严重缺水国家中位居前列。而且，我国水资源的时空分布不均衡，与耕地、人口的地区分布也不相适应。海水淡化成为获取淡水资源的重要方式之一。

现有的海水提铀过程中，存在如下技术问题：问题1：吸附剂采用了颗粒状，在应用中不易固定，回收比较难。问题2：采用固体成型等技术制备的材料会影响原颗粒材料的形貌和性能。问题3在海水提铀-淡化中很少做到一体化进行。

技术实现要素：

针对以上问题，设计了一种海水提铀和淡化处理一体化装置，该装置如附图1所示，由海水预过滤系统(1)，海水过滤系统(2)，铀吸附系统(3)，逆渗透系统(4)，淡水储存系统组成(5)，海水预过滤系统（1）是由粗滤膜（1-2）和水槽（1-1），海水预过滤系统(1)通过管线和泵（6）与海水过滤系统（2）连接；海水过滤系统（2）由过滤器（2-1）构成；铀吸附系统（3）由吸附板（3-1）和吸附板框（3-2）组成，吸附板（3-1）可以多块叠放在吸附板框（3-2）上；吸附板（3-1）分为上层滤板（3-11）和下层滤板（3-12），如附图2和附图3上层滤板（3-11）上方平行分布第一半圆形凹槽（3-11-1）；在第一半圆形凹槽（3-11-1）正下方设有第一向下方形凹槽（3-11-2），在两个第一向下方形凹槽（3-11-2）之间为第一向下半圆形突起部（3-11-3）；

附图4所示，下层滤板（3-12）下层滤板（3-12）上方平行分布第二半圆形凹槽（3-12-1）；在第二半圆形凹槽（3-12-1）正下方设有第二向下方形凹槽（3-12-2），在两个第二向下方形凹槽（3-11-2）之间为第一向下半圆形突起部（3-11-3），在两个第二半圆形凹槽（3-12-1）之间为第六向上方形凹槽（3-12-4）；

第一半圆形凹槽（3-11-1）、第一向下方形凹槽（3-11-2）、第二半圆形凹槽（3-12-1）、第二向下方形凹槽（3-12-2）和第六向上方形凹槽（3-12-4）的尺寸形状一致，所述的所有半圆形突起部，尺寸形状一致；且半圆形凹槽与半圆形突起部相吻合；所述的所有方形形凹槽，尺寸形状一致；当下层滤板（3-12）在下方与上层滤板（3-11）相连接后，第一向下半圆形突起部（3-11-3）插入第二半圆形凹槽（3-12-1）中，两个滤板间位置固定，第一向下方形凹槽（3-11-2）与上方形凹槽（3-12-4）构成了可以添加吸附剂区域；

逆渗透系统(4)由一层反渗透膜（4-1）组成，淡水储存系统（5）由的储槽（5-1）组成。

在实际应用中，海水预过滤系统（1）在粗滤膜（1-2）作用下滤除相关颗粒等固体杂质，经过海水预过滤(1)中的经预过滤的海水通过泵（6）作用进入海水过滤系统（2），其中活性炭过滤介质材料可以滤除悬浮物机械杂质；吸附、去除水中的色素、有机物、余氯、胶体等，但对于铀的吸附能力较差。液体进一步到达铀吸附系统（3），根据实际情况，可以调整下方增加下层滤板（3-12）的数量。下层滤板（3-12）为交错式设计，即下层滤板（3-12）与上方滤板所构成的可加入吸附剂的区域与下层滤板（3-12）与下方滤板所构成的可加入吸附剂的区域相互交错，这种设计一方面保证了海水在垂直流动的方向都会发生吸附反应，另一方面防止了吸附剂的流动导致吸附分布不均匀。逆渗透系统(4)由一层反渗透膜（4-1）组成，通过反渗透膜（4-1）处理海水，可以达到饮用标准，淡水储存系统（5）由储槽（5-1）组成，储存处理后获得的淡水备用。

有益效果：该装置吸附过程中吸附充分，在吸附板可以通过装填的更换来保证吸附剂的回收，减少吸附剂对环境的污染。在整体中处理中通过反渗透膜实现水体的淡水化，实现海水的多层次利用。在处理过程中不同阶梯的处理尽可能的增加了铀吸附量，减少了反渗透膜的浪费。

附图说明

附图1：实施例1一种海水提铀和淡化处理一体化装置示意图。

附图2：实施例1铀吸附系统（3）的俯视图。

附图3：实施例1上层滤板（3-11）的切面图。

附图4：实施例1上层滤板下层滤板（3-12）的切面图。

附图5：实施例2吸附系统（3）的上层滤板（3-13）的切面图。

附图6：实施例2吸附系统（3）的下层（3-14）滤板的切面图。

具体实施方式

实施例1：

针对以上问题，设计了一种海水提铀和淡化处理一体化装置，该装置如附图1所示，由海水预过滤系统(1)，海水过滤系统(2)，铀吸附系统(3)，逆渗透系统(4)，淡水储存系统 (5)，海水预过滤系统（1）是由粗滤膜（1-2）和水槽（1-1）组成，海水预过滤系统(1)通过管线和泵（6）与海水过滤系统（2）连接；海水过滤系统（2）由过滤器（2-1）构成；铀吸附系统（3）由吸附板（3-1）和吸附板框（3-2）组成，吸附板（3-1）可以多块叠放在吸附板框（3-2）上；吸附板（3-1）分为上层滤板（3-11）和下层滤板（3-12），如附图2和附图3上层滤板（3-11）上方平行分布第一半圆形凹槽（3-11-1）；在第一半圆形凹槽（3-11-1）正下方设有第一向下方形凹槽（3-11-2），在两个第一向下方形凹槽（3-11-2）之间为第一向下半圆形突起部（3-11-3）；

附图4所示，下层滤板（3-12）下层滤板（3-12）上方平行分布第二半圆形凹槽（3-12-1）；在第二半圆形凹槽（3-12-1）正下方设有第二向下方形凹槽（3-12-2），在两个第二向下方形凹槽（3-11-2）之间为第一向下半圆形突起部（3-11-3），在两个第二半圆形凹槽（3-12-1）之间为第六向上方形凹槽（3-12-4）；

第一半圆形凹槽（3-11-1）、第一向下方形凹槽（3-11-2）、第二半圆形凹槽（3-12-1）、第二向下方形凹槽（3-12-2）和第六向上方形凹槽（3-12-4）的尺寸形状一致，所述的所有半圆形突起部，尺寸形状一致；且半圆形凹槽与半圆形突起部相吻合；所述的所有方形形凹槽，尺寸形状一致；当下层滤板（3-12）在下方与上层滤板（3-11）相连接后，第一向下半圆形突起部（3-11-3）插入第二半圆形凹槽（3-12-1）中，两个滤板间位置固定，第一向下方形凹槽（3-11-2）与上方形凹槽（3-12-4）构成了可以添加吸附剂区域；

逆渗透系统(4)由一层反渗透膜（4-1）组成，淡水储存系统（5）由的储槽（5-1）组成。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于如附图5和附图6所示上层滤板（3-11）更换为上层滤板（3-13）。上方为水平状；在下方均匀设有第三向下方形凹槽（3-13-1），在两个第三向下方形凹槽（3-13-1）之间为第三向下方形突起部（3-13-2）；下层滤板（3-14）上方平行分布第五向上方形凹槽（3-14-2）；在第五向上方形凹槽（3-14-2）下方设有第四向下方形凹槽（3-14-1），在两个第五向上方形凹槽（3-14-2）之间为第四向上方形突起部（3-14-3），在两个第四向下方形凹槽（3-14-1）之间为第五向下方形突起（3-14-4）

所述的所有上方方形凹槽，尺寸形状一致，所述的所有下方方形凹槽尺寸一致，所有上方突起尺寸一致，所有下方突起尺寸一致，所述向上方形凹槽深度大于向下方形突起的高度。当下一层滤板的突起插入上一层滤板的凹槽后，由于上方形凹槽深度大于项向下方形突起的高度，构成了可以添加吸附剂区域。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于，所述向上方形凹槽深度与向下方形突起的高度之别为1.5-3。

实施例4

本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于上层滤板（3-13）依次铺设两层下层滤板（3-14），所有滤板的上方形凹槽形状相同，与上层滤板（3-13）连接下层滤板（3-14）的上方形凹槽深度与向下方形突起的高度之别为3，最下方的下层滤板（3-14）的上方形凹槽深度与向下方形突起的高度之别为1.5。

中间层添加吸附剂区域所添加的吸附剂吸附作用明显，增大空间。