[发明专利]一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置及其方法

权利要求书

1.一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置，其特征在于包括第一淡水池（1）、阳离子选择性透过墙（2）、浓水池（3）、阴离子选择性透过墙（4）、第二淡水池（5）、浓缩水罐（6）、阀门（7）、三通阀（8）、流量计（9）、泵（10）、酸度计（11）、电导率仪（12）、气体检测装置（13）、压力表（14）、阳极板（15）和阴极板（16）；第一淡水池（1）、阳离子选择性透过墙（2）、浓水池（3）、离子选择性透过墙（4）、第二淡水池（5）顺次相连，进水经阀门（7）、酸度计（11）、电导率仪（12）分成二路，一路进水经阀门（7）、流量计（9）与第一淡水池（1）上部相连，另一路进水经进水经阀门（7）、浓缩水罐（6）、泵（10）与浓水池（3）底部相连，浓水池（3）上部经酸度计（11）、电导率仪（12）与浓缩水罐（6）相连，第一淡水池（1）底部与第二淡水池（5）底部相连，第二淡水池（5）上部经压力表（14）与气体检测装置（13）相连，，第二淡水池5）上部经酸度计（11）、电导率仪（12）与出水口相连，在第一淡水池（1）内设有阳极板（15），第二淡水池（5）内设有阴极板（16），阳极板（15）和阴极板（16）分别接入直流电源的正极和负极。

2.根据权利要求1所述的一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置，其特征在于所述的第一淡水池（1）、阳离子选择性透过墙（2）、浓水池（3）、阴离子选择性透过墙（4）、第二淡水池（5）组成一级海水淡化单元，所述的海水淡化单元为多级，所述的多级海水淡化单元为串联式或并联式，所述的多级串联式海水淡化单元从第二级海水淡化单元的第一淡水池（1）由第一海水淡化单元的第二淡水池（5）代替。

3.根据权利要求1所述的一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置，其特征在于所述的进水平行于离子选择性透过墙，旁路进水、旁路出水。

4.根据权利要求1所述的一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置，其特征在于所述的进水经过离子选择性透过墙在浓水池（3）得到足够浓度的矿盐浓溶液，这一浓溶液在浓缩水罐（6）结晶回收矿盐。

5.根据权利要求1所述的一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置， 其特征在于阳离子选择性透过墙（2）由键合了磺基、羧基、苯膦酸基、巯基、磷基和羟苯基、羧基和羟苯基、强酸性苯乙烯系基中至少一种的聚合物、表面带有大量硅羟基的硅藻土、分子筛中的至少一种堆砌组成，阴离子选择性透过墙（4）由键合了季胺基、伯胺基、仲胺基、叔胺基或丙烯酸系中至少一种的聚合物堆砌组成。

6.根据权利要求1所述的一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置， 其特征在于所述的阳极（15）材料为石墨、活性炭纤维毡、活性炭纤维布以及涂敷有RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一种导电金属，阴极（16）材料为不锈钢电极、石墨、活性炭纤维毡、活性炭纤维布以及涂敷有RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一种的导电金属，根据不同的需要，电极材料可制作成网状、孔状、丝栅状。

7.根据权利要求6所述的一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置， 其特征在于所述的涂敷有RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一种的导电金属的制备方法为，将RuO₂、IrO₂、TiO₂、MnO₂中至少一种涂覆在导电金属上，在200-300℃左右温度下烧结6 h。

8.一种使用如权利要求1所述装置的苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐方法，其特征在于阳极板（15）、阴极板（16）分别接入直流电源的正极和负极，在20V以上产生的直流电促使第一淡水池（1）、阳离子选择性透过墙（2）、浓水池（3）、阴离子选择性透过墙（4）、第二淡水池（5）内的水电离，产生大量的H⁺和OH^-；进水进入第一淡水池（1），在第一淡水池（1）中的阳离子在电迁移的作用下向阳离子选择性透过墙（2）迁移并被阳离子选择性透过墙（2）吸附，从第一淡水池（1）出来的溶液进入第二淡水池（5），在第二淡水池（5）中阴离子在电迁移的作用下向阴离子选择性透过墙（4）迁移并被阴离子交换树脂墙（4）吸附，第二淡水池（5）出来的水即为淡化水；再利用所产生的H⁺或OH^-对离子选择性透过墙进行再生，产生的H⁺向阳离子选择性透过墙（2）迁移，对阳离子选择性透过墙（2）进行再生，产生的OH^-向阴离子选择性透过墙（4）迁移对阴离子选择性透过墙（4）进行再生，使离子选择性透过墙恢复吸附性能，被交换下来的阳离子和阴离子迁移进入浓水池（3），随浓水循环液带出，浓缩水罐（6）中的离子浓度越来越高，经酸度计（11）、电导率仪（12）获得离子浓缩信息，通过加热结晶方法将浓缩物回收再利用。