[实用新型]一种反渗透海水淡化系统

说明书

技术领域

本实用新型属于海水淡化和水处理技术领域，涉及一种反渗透海水淡化系统。

背景技术

海水淡化是指脱除海水中的大部分盐分，使处理后的水符合用水（如生活用水、饮用水、锅炉补给水和其它工业用水等）标准的水处理技术的总称。发展至今，海水淡化的方法有多种，主要途径有两条，一是将水从海水中分离出来，以蒸馏法和反渗透法为代表；另一种方法是将盐从海水中分离出来，以离子交换法和电渗析法为代表。国际上特别是中东地区，海水淡化已成为获取淡水的重要方法之一。海水淡化发展较早的方法有蒸馏法和电渗析法，后来随着膜技术的发展，膜法海水淡化法也被人们所重视。目前世界上应用较为广泛的主要有反渗透(RO)、多级闪蒸(MSF)和多效蒸馏(MED)。反渗透(RO)海水淡化由于其设备的简易性及相对较低的投资和运行成本，市场日趋广阔。反渗透(RO)海水淡化是通过施加大于海水渗透压的压力利用反渗透膜从而将海水分离成淡化水和浓海水的一种技术。与蒸馏法的机理不同，反渗透海水淡化是纯物理过程，无加热步骤和相变。大型反渗透海水淡化主要由以下四个步骤组成：原水预处理、高压泵加压、反渗透膜分离及淡化水后处理。原水预处理、淡化水后处理以及反渗透膜化学清洗过程中都需使用酸和碱。

海水淡化虽然从很大程度上缓解了淡水缺乏的这个世界性难题，但是淡化后产生的大量浓海水仍然是人们需要重视并寻求解决方案的重点。浓海水不但含盐量高（含盐量大约为6%），且含有海水预处理过程中添加的一些药剂。如果排放不当，将会对近海及周边环境造成严重影响。浓海水中主要含有氯化钠、镁盐、钾盐和溴等化学资源，大量排放含有如此丰富资源的浓海水也是资源的浪费。因此，从环境和经济两个方面考虑，都应对浓海水进行合理利用，从而提高海水利用率并保护环境。

电渗析技术是指在电场力作用下离子通过选择性离子交换膜的膜分离过程，其核心部分为阴阳离子交换膜，即利用阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过的特性对溶液中离子进行选择性分离的技术。在电场力作用下，溶液中的阴阳离子发生定向迁移，从一部分水体迁移到另一部分水体，从而达到溶液分离、提纯和浓缩的目的。双极膜的出现，使电渗析的用途得到扩展。双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜复合而成的，在两层中间通常称为中间催化层。其原理为：在双极膜两侧加上电压时，溶液中的离子会发生定向迁移，与此同时水分子会透过阴阳离子交换膜进入到中间催化层，在两侧活性基团作用下发生电解生成氢离子和氢氧根离子，以此来充当电荷负载，消耗的水又通过周围溶液中的水向膜中间层渗透而得到补充。与常规电渗析相比，在双极膜作用下水解离速率被提高5千万倍以上，因此能耗大大降低，电渗析的应用范围也大大延伸。双极膜电渗析也属于电渗析应用范围，是通过将双极膜与离子交换膜相结合，组成不同的隔室（酸室、碱室和料液室），使其在酸碱制备领域有独特的优势。在一定的电压作用下，阴阳离子能分别通过阴阳离子交换膜，与双极膜产生的氢离子和氢氧根离子结合产生对应的酸和碱。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种反渗透海水淡化系统。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种反渗透海水淡化系统，所述反渗透海水淡化系统包括预处理单元、海水反渗透单元以及反渗透清洗单元，海水反渗透单元包括海水反渗透装置，所述反渗透清洗单元包括超滤装置和双极膜装置，所述预处理单元的出口通过管道连接至海水反渗透单元的海水反渗透装置的入口，海水反渗透装置的浓缩液出口通过管道连接至超滤装置的入口，超滤装置的出口通过管道连接至双极膜装置的入口，双极膜装置的碱液出口通过管道连接至海水反渗透装置的碱液入口，双极膜装置的酸液出口通过管道连接至海水反渗透装置的酸液入口。所述预处理单元用于去除海水中的悬浮颗粒及胶体，所述海水反渗透装置的产水供生活和生产用，所述超滤装置用于去除海水反渗透的浓缩液中的Ca²⁺和Mg²⁺。

优选地，海水反渗透装置的浓缩液出口与超滤装置的入口的连接管道上设置碱液入口。

优选地，海水反渗透装置的浓缩液出口与超滤装置的入口的连接管道上的碱液入口的下游设置CO₂的入口。

优选地，超滤装置的出口与双极膜装置的入口的连接管道上设置酸液入口。

优选地，所述双极膜装置的碱液出口通过管道连接至海水反渗透装置的浓缩液出口与超滤装置的入口的连接管道。

优选地，所述双极膜装置的酸液出口通过管道连接至超滤装置的出口与双极膜装置的入口的连接管道。