一种海水淡化设备的制作方法

1.本实用新型涉及海水淡化设备领域，尤其涉及一种海水淡化设备。


背景技术：

2.随着世界淡水资源危机的不断加重，各国逐渐把目光聚焦到海水淡化领域。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。目前，反渗透海水淡化(swro)是目前海水淡化主流技术之一。大型海水淡化厂需要通过土建等工程方式来完成建设，周期长、耗资大，并对现场施工及场地有着较高要求，且非可移动性致使其只能满足水厂周边供水需求。对于城市级别的用水量，兴建海水淡化水厂是合理的解决方法；但对于中小吨位的用水需求，建设水厂难免显得“大材小用”，为此出现了各种结构的撬装式或集装箱式海水淡化装置，这种形式的最大特点是集成度高、一体化设计、灵活性高(可移动)，可以根据需要转移到其它场所使用。应用场景例如，海岛用水、海边居民用水、海上平台用水、大型船舶舰艇用水，以及上述场景的应急用水等等。
3.一体化海水淡化装置的核心工艺为“预处理+反渗透”，其中，反渗透部分是完成海水脱盐的核心部分，预处理部分，主要目的为去除海水中的沉淀物、胶体物质、氧化物、悬浮固体、微生物等，防止反渗透的膜表面发生结垢、污堵及氧化破坏等现象，预处理工艺是否完善、设计是否得当，直接影响着装置的运行稳定性以及反渗透膜的清洗周期、使用寿命，目前现有的预处理的设计不尽相同，多数以“多介质过滤+保安过滤器”为主，这种设计价格往往低廉，但并不能保证预处理效果，从而造成系统稳定性差、装置需频繁清洗等。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种海水淡化设备，能够通过不同的过滤设备强化预处理的效果，从而降低设备清洗频率，有利于提高设备使用寿命。
5.本实用新型的技术方案是：一种海水淡化设备，包括依次设置的多介质过滤器、活性炭过滤器、盘式过滤器、超滤系统、中间水箱和反渗透系统，其中，所述超滤系统产出的水经过所述中间水箱进入所述反渗透系统，或者储存在所述中间水箱用于所述超滤系统的反冲洗。
6.可选的，所述多介质过滤器的进水口连接有第一给水管，沿第一给水管的给水方向，所述第一给水管上依次设置有原水箱、第一增压泵和管道混合器，所述管道混合器还连接有杀菌剂投放装置和絮凝剂投放装置。
7.可选的，所述超滤系统的出水口连接有还原剂投放装置。
8.可选的，所述中间水箱的出水口连接有第二给水管，沿第二给水管的给水方向，所述第二给水管上依次设置有第二增压泵、阻垢剂投放装置、保安过滤器、高压泵和所述反渗透系统。
9.可选的，所述超滤系统还连接有第一清洗水箱，所述第一清洗水箱内储存有第一化学清洗液，用于对所述超滤系统进行化学清洗；所述反渗透系统还连接有第二清洗水箱，
所述第二清洗水箱内储存有第二化学清洗液，用于对所述反渗透系统进行化学清洗。
10.可选的，所述反渗透系统的产水口连接有产水箱，所述产水箱用于储存所述反渗透系统产出的水；所述产水箱与所述反渗透系统的进水口间连接有清水清洗管路。
11.可选的，所述产水箱还连接有第一出水管，用于输送所述产水箱中的水；所述第一出水管上设有第一恒压供水系统，用于稳定所述第一出水管的供水压力。
12.可选的，所述产水箱还连接有第二出水管，沿第二出水管的出水方向，所述第二出水管上依次设置有第三增压泵、纳滤系统和饮用水箱，所述引用水箱还连接有第三出水管，沿第三出水管的出水方向，所述第三出水管上依次设置有第二恒压供水系统、杀菌装置。
13.可选的，所述纳滤系统还连接所述第三清洗水箱，所述第三清洗水箱内储存有第三化学清洗液，用于对所述纳滤系统进行化学清洗。
14.可选的，所述保安过滤器的产水口与所述反渗透系统的进水口连接有支水管路，沿支水管路的水流方向，所述支水管路上依次设置有能量回收装置、第四增压泵，所述反渗透系统的浓水排水口与所述能量回收装置的进水口连接有第一浓水排水管，所述能量回收装置的出水口还连接有第二浓水排水管。
15.本实用新型的有益效果是：
16.1、本技术的海水淡化设备，能够通过不同的过滤设备强化预处理的效果，配合过滤设备的清洗功能，可以降低设备清洗频率，有利于提高设备使用寿命。
17.2、本技术的海水淡化设备，增加了反渗透系统、超滤系统和纳滤系统的化学清洗装置，有利于去除膜上累计的污染物，从而恢复膜的性能。
18.3、本技术的海水淡化设备，在产水箱上设置第一出水管和第二出水管，其中，第二出水管中输送的水在纳滤系统的过滤下，可以对反渗透系统产出的水进行进一步过滤，从而实现分质供水。
19.4、本技术的海水淡化设备，增加了支水管路和能量回收装置，将送至反渗透系统的水进行分流的同时，可以从浓水中回收能量以降低高压泵的功率和能耗。
20.5、本技术的海水淡化设备，在出水管设置恒压供水系统，可以稳定出水管的供水压力，从而提高供水质量。
附图说明
21.图1为本实用新型一实施例提供的一种海水淡化设备的结构示意图；
22.图2是本实用新型一实施例提供的一种第一清洗管路的结构示意图；
23.图3是本实用新型一实施例提供的一种第二清洗管路的结构示意图；
24.图中，1、原水箱；2、第一增压泵；3、管道混合器；4、杀菌剂投放装置；5、絮凝剂投放装置； 6、多介质过滤器；6-1、第一清洗排放口；7、活性炭过滤器；7-1、第二清洗排放口；8、盘式过滤器；8-1、第三清洗排放口；9、超滤系统；9-1、第四清洗排放口；10、气源；11、还原剂投放装置；12、中间水箱；13、第二增压泵；14、阻垢剂投放装置；15、保安过滤器；16、高压泵； 17、能量回收装置；18、反渗透系统；19、产水箱；20、第一恒压供水系统；20-1、产水箱供水泵；20-2、产水箱稳压罐；21、第三增压泵；22、纳滤系统；23、饮用水箱；24、饮用水箱供水泵；25、饮用水箱稳压罐；26、杀菌装置；27、液位传感器；28、第四增压泵；29、第二清洗水箱；30、第二清洗泵；31、第二清洗过滤器；32、第一清洗水箱；33、第一清洗泵；34、第一清洗过滤器；
35、第五增压泵；36、第一浓水排放调节阀；37、第二浓水排放调节阀；38、清洗阀；39、第二恒压供水系统；101、第一给水管；102、第二给水管；103、清水清洗管路；104、第一清洗管路；105、第二清洗管路；106、第一出水管；107、第二出水管；108、第三出水管；109、支水管路；110、反洗管路。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
26.如图1所示，本技术提供了一种海水淡化设备，包括依次设置的多介质过滤器6、活性炭过滤器 7、盘式过滤器8、超滤系统9、中间水箱12和反渗透系统18，其中，所述超滤系统9产出的水经过所述中间水箱12进入所述反渗透系统18，或者储存在所述中间水箱12用于超滤系统9的反冲洗。
27.其中，所述多介质过滤器6可以采用填充多层过滤介质，最底层是大颗粒砂石，上面依次是粗砂，细砂，越往上砂越细。主要对水中的颗粒状物质、悬浮物、胶体进行过滤吸附去除，降低浊度。
28.其中，所述活性炭可以用于吸附部分余氯、从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，可以很好改善水的口感。
29.其中，所述盘式过滤器8可以由一定过滤精度的叠片层叠而成，过滤器水流通过过滤进水口进入盘式过滤器8内时，叠片在弹簧力和水力的作用下被紧紧地压在一起，将前面的过滤器的过滤介质截留在叠片交叉点，经过过滤的水从盘式过滤器8主通道中流出。
30.其中，所述盘式过滤器8可有效防止“遗漏”颗粒杂质等进入超滤系统9，对超滤膜起到了保护作用，同时由于前述“多介质过滤器6+活性炭过滤器7+盘式过滤器8”的设置，有效缓解超滤系统9的处理负荷，延长了超滤膜的维护周期及使用寿命。
31.本技术的海水淡化设备，能够通过不同的过滤设备强化预处理的效果，配合过滤设备的清洗功能，可以降低设备清洗频率，有利于提高设备使用寿命。
32.在一些实施例中，所述多介质过滤器6的进水口连接有第一给水管101，沿第一给水管101的给水方向，所述第一给水管101上依次设置有原水箱1、第一增压泵2和管道混合器3，所述管道混合器3还连接有杀菌剂投放装置4和絮凝剂投放装置5。
33.其中，所述杀菌剂投放装置4用于向第一给水管101中投放杀菌剂，以杀死水中的藻类和细菌等。所述絮凝剂投放装置5用于向第一给水管101中同步投放絮凝剂，使海水中杂质、颗粒等聚集到“一块”，从而使悬浮物、颗粒杂质等更利于后续过滤去除。为了保证投加药剂与海水充分混合，故设有管道混合器3，使投加药剂与海水混合均匀。
34.在一些实施例中，所述超滤系统9的出水口连接有还原剂投放装置11。
35.其中，所述还原剂投放装置11用于向超滤系统9的出水口投放还原剂，以还原超滤系统9产出的水中的残留氯，从而满足后续反渗透系统18的进水要求。
36.在一些实施例中，所述中间水箱12的出水口连接有第二给水管102，沿第二给水管102的给水方向，所述第二给水管102上依次设置有第二增压泵13、阻垢剂投放装置14、保安过滤器15、高压泵16和所述反渗透系统18。
37.其中，所述阻垢剂投放装置14用于向第二给水管102中投放阻垢剂。这是由于反渗
透工艺会将“h2o”与其它离子分离成产水和浓水，导致浓水侧的离子溶度不断增大，当某些微溶盐(如caco3、 caso4、baso4等沉淀)超过其溶度积时，会发生沉淀析出现象，即所谓的“结垢”，故在增压泵后设置阻垢剂投放装置14，来防止或缓解反渗透膜系统的结垢污染，保持系统的稳定性、延长维护周期。
38.在一些实施例中，所述超滤系统9还连接有第一清洗水箱32，所述第一清洗水箱32内储存有第一化学清洗液，用于对所述超滤系统9进行化学清洗；所述反渗透系统18还连接有第二清洗水箱 29，所述第二清洗水箱29内储存有第二化学清洗液，用于对所述反渗透系统18进行化学清洗。
39.本技术的海水淡化设备，增加了反渗透系统18和超滤系统9的化学清洗装置，有利于去除膜上累计的污染物，从而恢复膜的性能。其中，由于超滤膜化学清洗时需用到naclo等强氧化性药剂，若残留在管道内，对反渗透系统18进行清洗时，强氧化性物质会对聚酰胺材质反渗透膜造成腐蚀破坏，因此超滤系统9与反渗透系统18分别使用不同的清洗设备和清洗试剂。
40.如图2所示，示例性的，所述超滤系统9连接有第一清洗管路104，沿供水方向，所述第一清洗管路104上依次设有第一清洗水箱32、第一清洗泵33和第一清洗过滤器34，所述第一清洗水箱 32中存储有第一化学清洗试剂，所述第一化学清洗试剂在所述第一清洗泵33的动力下经过所述第一清洗过滤器34过滤试剂中的大颗粒杂质后进入所述超滤系统9，进行循环、浸泡等清洗操作。
41.如图3所示，示例性的，所述反渗透系统18连接有第二清洗管路105，沿供水方向，所述第二清洗管路105上依次设有第二清洗水箱29、第二清洗泵30和第二清洗过滤器31，所述第二清洗水箱29中存储有第二化学清洗试剂，所述第二化学清洗试剂在所述第二清洗泵30的动力下经过所述第二清洗过滤器31过滤试剂中的大颗粒杂质后进入所述反渗透系统18，进行循环、浸泡等清洗操作。
42.在一些实施例中，所述反渗透系统18的产水口连接有产水箱19，所述产水箱19用于储存所述反渗透系统18产出的水；所述产水箱19与所述反渗透系统18的进水口间连接有清水清洗管路103。
43.其中，所述清洗管用于清洗反渗透系统18中残留的海水，以避免停机状态下高浓度氯离子对反渗透膜的侵蚀。
44.在一些实施例中，所述产水箱19还连接有第一出水管106，用于输送所述产水箱19中的水；所述第一出水管106上设有第一恒压供水系统20，用于稳定所述第一出水管106的供水压力。
45.本技术的海水淡化设备，在出水管设置恒压供水系统，可以稳定出水管的供水压力，从而提高供水质量。
46.在一些实施例中，所述产水箱19还连接有第二出水管107，沿第二出水管107的出水方向，所述第二出水管107上依次设置有第三增压泵21、纳滤系统22和饮用水箱23，所述引用水箱还连接有第三出水管108，沿第三出水管108的出水方向，所述第三出水管108上依次设置有第二恒压供水系统39、杀菌装置26。
47.本技术的海水淡化设备，在产水箱19上设置第一出水管106和第二出水管107，其中，第二出水管107中输送的水在纳滤系统22的过滤下，可以对反渗透系统18产出的水进行
进一步过滤，从而实现分质供水。
48.在一些实施例中，所述杀菌装置26可以是紫外杀菌装置26。
49.在一些实施例中，所述第一恒压供水系统20和所述第二恒压供水系统39均包括供水泵和稳压罐。
50.在一些实施例中，所述纳滤系统22还连接所述第三清洗水箱，所述第三清洗水箱内储存有第三化学清洗液，用于对所述纳滤系统22进行化学清洗。在其他实施例中，所述反渗透系统18和所述纳滤系统可以采用相同的清洗试剂，因此，在满足清洗试剂压力、流量等要求时，所述反渗透系统 18和所述纳滤系统22可以共用一个清洗水箱，例如，所述反渗透系统18和所述纳滤系统22共用第二清洗水箱29。
51.在一些实施例中，所述保安过滤器15的产水口与所述反渗透系统18的进水口连接有支水管路 109，沿支水管路109的水流方向，所述支水管路109上依次设置有能量回收装置17、第四增压泵 28，所述反渗透系统18的浓水排水口与所述能量回收装置17的进水口连接有第一浓水排水管，所述能量回收装置17的出水口还连接有第二浓水排水管。其中，所述能量回收装置17可以是自启动转子式能量回收装置17。
52.本技术的海水淡化设备，增加了支水管路109和能量回收装置17，将送至反渗透系统18的水进行分流的同时，可以从浓水中回收能量并用于增压分流的水，以降低高压泵16的功率和能耗，从而节约能源，同时降低设备负荷。
53.在一些实施例中，所述超滤系统9和所述中间水箱12还连接有反洗管路110，所述反洗管路 110上设有第五增压泵35，用于将所述中间水箱12中的水经过所述反洗管路110输送到所述超滤系统9中进行反洗。
54.在一些实施例中，所述超滤系统9还连接有气源10，所述气源10用于配合反洗管路110进行气水反洗。
55.在一些实施例中，为了保证过滤设备的使用性能，可以在所述第一给水管供水时，利用海水清洗所述多介质过滤器6、活性炭过滤器7和盘式过滤器8中的污染物。
56.在一些实施例中，所述超滤系统9、反渗透系统18、纳滤系统22和各个过滤器均设有清洗排放口，例如，所述多介质过滤器6设有第一清洗排放口6-1，所述活性炭过滤器7设有第二清洗排放口7-1，所述盘式过滤器8设有第三清洗排放口8-1，所述超滤系统9设有第四清洗排放口9-1，所述反渗透系统18设有第五清洗液排放口(还用于排放反渗透系统18产生的浓水)，所述纳滤系统22设有第六清洗排放口(还用于排放纳滤系统22产生的浓水)。
57.在一些实施例中，为了配合设备清洗、反洗、排水、出水等操作，所述管路上还设有相应的阀门 (部分阀门未在图中画出)。例如，所述清洗管上设有停机清洗阀38，产水过程中，停机清洗阀38 关闭，需要清洗所述反渗透系统18时，停止产水，停机清洗阀38打开。又例如，所述第一浓水排水管上设有第一浓水排放调节阀36，用于控制所述反渗透系统18的浓水回收率。还例如，所述纳滤系统22的清洗排放口设有第二浓水排放调节阀37，用于控制所述纳滤系统22的浓水回收率。
58.在一些实施例中，各个阀门和各个构成部分的开关等分别连接控制器，用于系统的控制。所述控制器可以是plc控制器。
59.在一些实施例中，所述原水箱1、中间水箱12、产水箱19和饮用水箱23内均设有液位传感器 27，用于监测各水箱的水位，同时，控制器还可以根据各水箱的水位进行开关控
制。
60.在一些实施例中，所述海水淡化设备还包括集装箱外壳，海水淡化设备的其他部分安装在集装箱外壳中，便于移动，而且，放置在室外时，具有很好的适应性。
61.所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。