[发明专利]一种海水淡化装置

说明书

本发明公开了一种海水淡化装置，包括水车和楔形腔体，楔形腔体包括上层空腔和长斜顶面上铺设有碳纤维织物的下层楔形泡沫塑料块，楔形腔体的长斜顶表面的上方盖设有凸透玻璃并构成斜面空腔，楔形腔体的长斜顶表面的顶端设有与斜面空腔连通的导流槽，导流槽与水车相邻，在上层空腔内设有集水槽，集水槽的一侧设有用于将淡水导出的开孔。本发明利用太阳能作为蒸馏法的热源，通过精巧的结构设计聚焦太阳能并达到保温效果，高效率地产生太阳能蒸馏所需的高温水蒸气，实现海水淡化。本发明结构简单，制造容易，成本低廉，绿色环保，适合各种应用场景，能够极大地方便人们从海水中制取淡水。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种海水淡化装置。

背景技术

众所周知，地球71％的表面都被水覆盖，而能供人们生活用的淡水资源仅仅占全部水资源的2.5％，与其相对应的海水含量却占据了全部水资源的97.5％，随着世界人口增长、现代工业的高速发展，对水资源，特别是淡水资源的需求量越来越大。因此，淡水资源匮乏已经成为当今世界面临的非常严峻的全球性问题。

海水淡化是指利用海水脱盐，从海水中取得淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响。通过海水淡化方法获得淡水资源被认为是解决水资源匮乏问题的最佳途径。目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80％用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。

随之出现的海水淡化的方法也非常之多，其中被广泛应用且技术发展较成熟的方法有反渗透法、电渗析法以及蒸馏法。

反渗透法实现海水淡化，主要借用装置中的一种半透膜，使得膜两侧产生渗透压，再在盐水一侧施加外界压力，且该压力值要大于渗透压，于是，盐水中一部分水就反渗透到淡水一侧，从而实现分离出淡水的目的。具体过程为：先用增压泵把海水压到一端封闭的半透膜芯里，淡水穿过半透膜后进入淡水发生罐的淡水区；而盐份和其他大分子物质则留在半透膜表面附近，形成浓度很高的盐水；有些盐分子或其他大分子物质则堵在半透膜的孔眼上。由于淡水穿过半透膜后就会有海水压过来补充并把浓海水压向半透膜表面，这样使靠近半透膜表面的浓海水无法向外扩散。靠近半透膜表面海水的浓度越来越高，它严重阻碍了淡水穿过半透膜。我们知道只有水分子以一定的速度从半透膜孔眼中穿过才成为淡水；那些撞到半透膜壁上和撞到半透膜孔眼上的盐分子或其他大分子物质的一部分被弹了回来，另一部分盐分子或其他大分子物质则堵在半透膜的孔眼上。随着海水浓度的增高，盐分子和其他大分子物质撞到半透膜的孔眼的机会增加；少数撞入半透膜孔眼的盐分子和大分子物质没有弹回来，留在半透膜的孔眼上就会堵塞半透膜。这使得水分子撞入半透膜孔眼、并穿过去的机会就会减少。所以半透膜对海水的阻力越来越大，半透膜芯内的水压力越来越高、淡水的出水量越来越少。半透膜芯内的海水压力高到某一高值时，电气控制系统就会通过电磁阀断开增压泵，而转接高压泵。半透膜芯的出淡水量又得到恢复。而半透膜芯内的海水浓度进一步提高，半透膜芯内的水压也进一步提高。直到半透膜芯内的水压达到某一更高值时，电气控制系统才会通过电磁阀断开高压泵，通过海水回收电磁阀把海水进水管转接到能量回收器上。再通过能量回收器转接到增压泵的出口上，让其对其他半透膜芯内的海水施压；直到已接到能量回收器的那个半透膜芯内的水压与增压泵的出水压力相同时，电气控制系统才会通过海水回收电磁阀断开与能量回收器的连接。然后通过电磁阀把海水进水管接到浓海水管上，把半透膜芯内的浓海水排到大海里。最后是用清水泵抽取淡水，从淡水发生罐的淡水区那边加压反向冲洗半透膜；同时用高压鼓风机配合吹通半透膜的孔眼，并重新将这个半透膜芯接到增压泵的出口上。反渗透装置有多个淡水发生罐，所以增压泵和高压泵始终处于工作状态。用反渗透法生产淡水，只能生产出35％的淡水，排出的浓海水占65％。由于浓海水中盐的浓度没有达到可以用来提取食盐的浓度，只能被作为废水被送回大海，造成了巨大的浪费。而且，反渗透法海水淡化，淡水发生罐是间歇式工作，还需要周期性的用淡水反冲清洗半透膜，浪费淡水。因此，总的来看，反渗透法应用较早且技术相对成熟，但在淡化过程中，需要很高的外界压力，对配套设施要求较高，水和能源的浪费比较大，而且，装置容易结垢，设备维修比较麻烦，提高了淡化成本。