自然冷冻法处理苦咸水的装置及方法

1.本发明涉及苦咸水处理领域，具体涉及一种自然冷冻法处理哭咸水的装置及方法。


背景技术：

[0002]“苦咸水”是一个通俗称法，其含盐量在1～10克/升。我国人均占有水资源约为世界平均水平的30％，水资源短缺且分布不均。由于地貌、水文地质和气候环境等因素及“三废”污染影响，西北地区干旱少雨，地表水多为不同程度的苦咸水，缺水问题尤为突出。据统计，西北地区苦咸水年可开采量46.9亿立方米，主要分布在甘肃、新疆、宁夏和内蒙古西部。目前苦咸水淡化装置，大多是利用反渗透技术的原理，结合了微电脑技术、机电一体化技术生产的水处理装置。苦咸水的淡化本质上是盐水淡化，使盐水脱盐淡化或者经处理后达到饮用水或农用水标准。
[0003]
现有的用于苦咸水除盐均采用化石燃料提供动力，用于大型的工程较为消耗能源，且其过程中产生的气体和废水，对环境的危害较大；其次，经过处理过后的水和盐，为了去除其中的有害元素，还需要再次进行处理，这样增加了后续操作的成本和时间。增加了处理废水的难度。
[0004]
西北地区冬天温度低，为“苦咸水”自然冷冻淡化提高了相应的便利条件。


技术实现要素：

[0005]
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种自然冷冻法处理苦咸水的装置，它可以依靠自然冷冻和潜水泵间歇操作实现冰块和浓盐水分离，以实现苦咸水淡化，成本较低。
[0006]
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自然冷冻法处理苦咸水的装置，它包括：
[0007]
围于苦咸水水域内的挡墙，所述挡墙的靠近水面位置的周向安装有电加热模块，所述挡墙的在水面以下的部分的不同高度设有多个穿孔；
[0008]
插入在所述挡墙所围成的区域内的多个立杆，所述立杆的至少一部分呈空心结构，所述空心结构内安装有加热机构，所述立杆的外周壁自上而下设有多个卡扣，所述卡扣被配置为可在下压力的作用下收拢；
[0009]
多个潜水泵，所述潜水泵的出水管的出口位于挡墙所围成的区域的水面上方。
[0010]
进一步，所述卡扣具有沿立杆周向均设的至少两个弹性片，所述弹性片自上而下朝外倾斜。
[0011]
进一步，所述立杆的材质为不锈钢，所述加热机构为电磁加热机构。
[0012]
本发明还提供了一种自然冷冻法处理苦咸水的方法，其基于自然冷冻法处理苦咸水的装置；
[0013]
方法步骤中包括：
[0014]
步骤s1：在挡墙所围成的区域内的水面铺设一层可漂浮的尼龙网，待水面结冰冰层达到10～15cm厚后，通过电加热模块和加热机构加热挡墙内的冰层，使挡墙内的冰层能自由漂浮；
[0015]
步骤s2：启动潜水泵，将挡墙外冰层以下的水灌入到挡墙内冰层上方，将挡墙内冰层往下压，同时挡墙内冰层下的水经穿孔往挡墙外流，使挡墙内冰层向下运动，由于卡扣的作用使得挡墙内冰层无法向上运动，最终挡墙内冰层被固定在水底；
[0016]
步骤s3：关闭潜水泵，返回步骤s1，直至气温回升无法结冰；
[0017]
步骤s4：将无法结冰的浓盐水与挡墙内的冰块分离，挡墙内的冰块融化后即可直接农用。
[0018]
进一步，所述将无法结冰的浓盐水与挡墙内的冰块分离，包括：
[0019]
先堵住所有穿孔，将无法结冰的浓盐水用潜水泵全部打入挡墙内的冰块上方；
[0020]
然后在挡墙外铺设不透水布；
[0021]
再打开挡墙内冰层上方的穿孔，使浓盐水从打开的穿孔流到不透水布上。
[0022]
进一步，步骤s4中还包括：
[0023]
分离出的浓盐水经蒸发作用，得到盐的晶体。
[0024]
进一步，所述蒸发为春夏秋季自然蒸发。
[0025]
进一步，步骤s4中还包括：
[0026]
在分离出的浓盐水表面撒上小麦或水稻秸秆；其中，所述秸秆长15～20cm，中间被剪破，两端被炭化。
[0027]
采用上述技术方案后，本发明可以通过自然冷冻与潜水泵的配合，实现冰块和浓盐水分离，投资小，装置结构简单，节省了能源；整个装置可以重复利用，在处理完成，获得可以农业用水之后，如果有新的苦咸水输入，在冬季又可以用这套装置继续完成淡化任务；装置的操作过程简单，只需要接通或断开潜水泵的电源及在合适时机通过电加热模块和加热机构加热即可。
附图说明
[0028]
图1为本发明的自然冷冻法处理苦咸水的装置的示意图；
[0029]
图2为本发明的自然冷冻法处理苦咸水的装置的俯视图。
具体实施方式
[0030]
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0031]
实施例一
[0032]
如图1、2所示，一种自然冷冻法处理苦咸水的装置，它包括：
[0033]
围于苦咸水水域内的挡墙1，所述挡墙1在水面高度附近，可以是
±
15cm处设置一圈电加热模块2，所述挡墙1的在水面以下的部分的不同高度设有多个穿孔3，所述水域可以是水池、水塘或小型的湖泊等，穿孔3在挡墙1的下方设置较密，上方设置较疏；
[0034]
插入在所述挡墙1所围成的区域内的多个立杆5，所述立杆5的上端部，即从水面下25cm开始向上的部分呈空心结构，所述空心结构内安装有加热机构6，所述立杆5的外周壁
自上而下设有多个卡扣7，所述卡扣7被配置为可在下压力的作用下收拢；
[0035]
多个潜水泵4，所述潜水泵4的进水管的进口位于挡墙1外的苦咸水中，所述潜水泵4的出水管的出口位于挡墙1所围成的区域的水面上方。
[0036]
在本实施例中，所述立杆5固定在水底。
[0037]
如图1所示，所述卡扣7具有沿立杆5周向均设的至少两个弹性片8，所述弹性片8自上而下朝外倾斜。
[0038]
在本实施例中，所述立杆5的材质为不锈钢，所述加热机构6为电磁加热机构。
[0039]
具体地，本发明可以通过自然冷冻与潜水泵4的配合，实现冰块和浓盐水分离，投资小，装置结构简单，节省了能源；整个装置可以重复利用，在处理完成，获得可以农业用水之后，如果有新的苦咸水输入，在冬季又可以用这套装置继续完成淡化任务；装置的操作过程简单，只需要接通或断开潜水泵4的电源及在合适时机通过电加热模块2和加热机构6加热即可。
[0040]
实施例二
[0041]
如图1、2所示，一种自然冷冻法处理苦咸水的方法，其基于实施例一所述的自然冷冻法处理苦咸水的装置；方法步骤中包括：
[0042]
在严冬到来水面结冰之前，在挡墙1所围成的区域内的水面铺一层可以漂浮的尼龙网，待气温下降，水面结冰3～5天之后，冰层达到10～15cm厚，接通电加热模块2和加热机构6，6～10min，使挡墙1所围成的区域内冰层能自由漂浮，然后启动所有的潜水泵4，使挡墙1外冰层以下的水能够迅速的灌入到挡墙1所围成的区域内冰层上方，由于下方的水从挡墙1内往挡墙1外流动的速度相对较快，使得灌入到挡墙1所围成的区域内冰层上方的水将冰层向下压，使冰层向下运动，由于卡扣7的作用使得冰层无法向上运动，最终冰层被固定在水底；然后关闭潜水泵4的电源，再在挡墙1所围成的区域内的水面铺一层可以漂浮的尼龙网，继续等水面结冰3～5天，冰层再次达到10～15cm厚，再次接通电加热模块2和加热机构6，6～10min，使冰层能自由漂浮，然后启动所有的潜水泵4，待冰层再次被固定到底层后，关闭潜水泵4的电源，多次重复这个过程，直到气温回升无法结冰；此时用塞子堵住所有穿孔3，将无法结冰的浓盐水用潜水泵4全部打入挡墙1内的冰块上方，再在挡墙1外铺设不透水布，然后拔除挡墙1内冰层上方的穿孔3的塞子，将浓盐水放入塑料布内，浓盐水可以长期存放，随着春季和夏季的温度升高，挡墙1内的冰块融化后水的tds为0.93g/l,可以直接农用，挡墙1外的浓盐水，经过春夏秋的蒸发作用，最后收集盐的晶体，经分析其中98.2％是氯化钠，另外有少量氯化钾和氯化镁，可以直接作为化工原料出售。
[0043]
在本实施例中，漂浮的尼龙网是让网漂浮着，然后和水一起结冰，成为冰的骨架，万一冰由于比较脆而裂了，由于网的存在，仍然可以被卡扣7卡住，卡扣7是单向卡扣，冰块套在立杆5上可以从上向下滑动，而不能从下向上滑。
[0044]
在本实施例中，为提高挡墙1外的浓盐水的蒸发速度，可以在浓盐水表面撒上小麦或水稻秸秆；其中，秸秆被剪为15～20cm长，中间某处剪破，但不剪断，秸秆的两端部烧成炭以碳化。
[0045]
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。