一种电驱动膜海水淡化工艺及其设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于海水淡化领域，具体涉及一种电驱动膜海水淡化工艺及其设备。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展，水资源消耗成倍增加，淡水资源严重不足，沿海城市拥有丰富的海水资源，应充分利用海水资源，将海水淡化作为解决淡水缺乏的重要途径之一。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。中国海水淡化虽然初步具备了产业化发展条件，但研究水平、创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。
[0003]传统工艺海水淡化设备工艺冗长，前期预处理如间歇式加氯工艺，添加阻垢剂工艺，操作繁琐，运行费用高，预处理中除菌效果差，膜易成为细菌滋生的温床，严重减少膜的寿命及降低了膜的处理效果。
【发明内容】
[0004]根据现有技术的不足，本发明提供一种新型的高抗污染，使用寿命长，运行成本低的电驱动膜海水淡化工艺及其设备。
[0005]本发明所公开的一种电驱动膜海水淡化工艺，如下步骤:
[0006](1)海水储水箱中含盐量为32950-34650mg/L的海水经海水提升栗进入微滤装置中，保持进水速度在200-250L/h，停留时间为15-20min，出水浊度不超过0.1NTU后进入超滤膜装置；此时海水的含盐量为31940-32350mg/L，保持进水速度在195_200L/h，停留时间15_20min ；
[0007](2)经超滤膜装置处理，检测出水处的细菌和大肠杆菌含量，判断出水水质是否满足设定的电渗析进水水质要求；不满足设定水质要求则重复步骤(2)，满足设定水质要求则进行步骤⑶；
[0008](3)控制浓水提升栗、极水提升栗和淡水提升栗功率，将第一水箱中处理水的输出端分别通入浓水水箱、淡水水箱和极水水箱中，使浓水水箱、淡水水箱和极水水箱的流量在60-70L/h ；
[0009](4)调控整流器的电流密度为25-30mA/cm2，浓水循环栗将浓水水箱中的浓水、极水进水栗将极水水箱中的极水和淡水循环栗将淡水水箱中的淡水输入电驱动膜装置；使其经过电驱动膜装置处理后，将浓水回流至浓水水箱，将淡水回流至淡水水箱，将产出的极水直接排出；控制淡水水箱的出水含盐量在400mg/L以内后进入活性炭吸附装置；
[0010](5)活性炭吸附装置控制出水处的含盐量在400mg/L以内，通入饮水箱内，通过外置饮水龙头控制流放使用。
[0011 ] 步骤(4)的脱盐率优选为98.8-99.3 %。
[0012]—种电驱动膜海水淡化工艺所用的集成设备，该设备包括海水储水箱，海水储水箱的输出端依次连接有海水提升栗、微滤装置、超滤膜装置、反洗水栗和第一水箱；超滤膜装置的输出端将超滤浓水直接排放，超滤产水直接进入第一水箱；所述第一水箱设置有三路输出端，第一输出端依次连接有浓水提升栗、浓水水箱和浓水循环栗；浓水水箱的输出端将超滤浓水直接排放；第二输出端依次连接有极水提升栗、极水水箱和极水进水栗；第三输出端依次连接有淡水提升栗、淡水水箱和淡水循环栗；所述浓水循环栗、极水进水栗和淡水循环栗的输出端与整流器控制的电驱动膜装置相连；电驱动膜装置的输出端将浓水回流至浓水水箱，将淡水回流至淡水水箱，将产出的极水直接排出；所述的淡水水箱的输出端通过活性炭吸附装置与饮水箱相连，饮水箱外端设置有饮水龙头。
[0013]优选方案如下:
[0014]微滤装置的微滤膜孔径为0.02-10 μ m。
[0015]超滤膜装置的超滤膜为聚偏氟乙烯材质，表面聚合抗污染层，超滤膜孔径为0.01 μ mD
[0016]活性炭吸附装置中的活性炭材料粒度为4-30目，材质采用竹制材料，填充密度为0.50-0.65g/mL。
[0017]设备管路上设置有电磁阀。
[0018]设备采用PLC控制。
[0019]工作原理:海水从海水储水箱通过提升栗经过微滤装置，将粒径大于微滤膜孔径的颗粒和超大分子物质截留在膜面上，防止较大物质影响下一步的超滤效果；通过微滤装置的海水进入超滤膜装置中，对原海水中的胶体物质、大分子物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物等进行截留，超滤浓水直接排放，超滤产水进入第一水箱；第一水箱中的水一部分通过反洗水栗对超滤膜装置进行清洗，一部分通过浓水提升栗、极水提升栗和淡水提升栗分别进入浓水水箱、极水水箱和淡水水箱，其中，浓水水箱、极水水箱和淡水水箱中的水直接进入电驱动膜堆，堆膜中的电驱动膜为均相离子交换膜，电极采用高电流密度电极，通过整流器供电，电驱动膜膜堆分离出淡水、浓水和极水；浓水、淡水分别循环进入浓水水箱和淡水水箱，部分浓水从浓水水箱直接排放，极水从电驱动膜膜堆直接排放，淡水由淡水水箱进入活性炭吸附装置，通过活性炭进入饮水箱，即可通过饮用水龙头直接饮用。
[0020]其中，超滤膜采用材质为聚偏氟乙烯的高抗污染膜，可有效防止细菌、微生物的滞留滋生，并能够截留海水中的悬浮物、藻类和有害细菌等。膜的水透过系数多115L/m2.h.0.1MPa，具有较高的水通量，具有良好的断裂强度和断裂伸长，使用过程中不易出现断丝现象，具有良好的耐酸碱、耐有机溶剂、耐油脂、耐光老化等性能，因此可以使用多种方法反复清洗，以除去污染物，恢复膜通量，延长使用寿命。本发明采用的电驱动膜是均相离子交换膜，产水率和脱盐率稳定，频繁倒极电渗析系统还具有自动化程度高，经济效益显著等特点。
[0021]本发明的优点:在脱盐、浓缩、分离上可保持高电流效率，显著提高了膜分离技术的选择性和有效性，减少了漏电量和膜的浓差扩散，大大提高了电流效率。系统总脱盐率在98.8%以上，能耗在7kWh/t水左右，便于工业上推广应用。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明的结构示意图；
[0024]图中，1、海水储水箱，2、海水提升栗，3、微滤装置，4、超滤膜装置，5、反洗水栗，6、第一水箱，7、浓水提升栗，8、极水提升栗，9、淡水提升栗，10、浓水水箱，11、极水水箱，12、淡水水箱，13、浓水循环栗，14、极水进水栗，15、淡水循环栗，16、整流器，17、电驱动膜装置，18、活性炭吸附装置，19、饮水箱，20、饮水龙头，A、超滤浓水排放，B、极水排放。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述，但本发明并不局限于具体的实施例。
[0026]实施例1:
[0027]—种电驱动膜海水淡化工艺，步骤如下:
[0028](1)海水储水箱1中含盐量为32950mg/L的海水经海水提升栗2进入微滤装置3中，保持进水速度在250L/h，停留时间为15min，出水浊度不超过0.1NTU后进入超滤膜装置4 ;此时海水的含盐量为31940mg/L，保持进水速度在200L/h，停留时间15min ;
[0029](2)经超滤膜装置4处理，检测出水处的细菌和大肠杆菌含量，判断出水水质是否满足设定的电渗析进水水质要求；不满足设定水质要求则重复步骤(2)，满足设定水质要求则进行步骤(3);
[0030](3)控制浓水提升栗7、极水提升栗8和淡水提升栗9功率，将第一水箱6中处理水的输出端分别通入浓水水箱10、淡水水箱12和极水水箱11中，使浓水水箱10、淡水水箱12和极水水箱11的流量在60L/h ;
[0031 ] (4)调控整流器16的电流密度为25mA/cm2，浓水循环栗13将浓水水箱10中的浓水、极水进水栗14将极水水箱11中的极水和淡水循环栗15将淡水水箱12中的淡水输入电驱动膜装置17 ;使其经过电驱动膜装置17处理后，将浓水回流至浓水水箱10，将淡水回流至淡水水箱12，将产出的极水排放B ;控制淡水水箱12的出水含盐量在400mg/L以内后进入活性炭吸附装置18 ;步骤(4)的脱盐率为98.8%。
[0032](5)活性炭吸附装置18控制出水处的含盐量在400mg/L以内，通入饮水箱19内，通过外置饮水龙头20控制流放使用。
[0033]实施例2:
[0034]—种电驱动膜海水淡化工艺，步骤如下:
[0035](1)海水储水箱1中含盐量为34650mg/L的海水经海水提升栗2进入微滤装置3中，保持进水速度在200L/h，停留时间为20min，出水浊度不超过0.1NTU后进入超滤膜装置4 ;此时海水的含盐量为32350mg/L，保持进水速度在195L/h，停留时间20min ;
[0036](2)经超滤膜装