[发明专利]海水雾化冷冻制备低盐度农田灌溉用水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水雾化冷冻制备低盐度农田灌溉用水的方法，属于海水脱盐技术。

背景技术

淡水资源的短缺是全世界面临的严重问题之一，而我国北方环渤海地区作为全国重要的政治文化中心以及经济发达地区，更是严重缺水的地区。该地区的人均水资源量仅为全国人均水资源量的1/5。淡水资源的紧缺已经成为环渤海地区可持续发展的主要制约因素。而另一方面，该地区附近最大的水资源是大面积渤海海水。每年冬季气温剧降出现大面积的海冰，根据海冰形成机理，海冰含盐量远远低于海水含盐量，对海冰进行进一步简单处理便可以用于工农田生产及生活饮用。

目前，在冬季冰期，从渤海捞冰用来进行淡化的课题正在进行，且技术正逐步趋于成熟。但是打捞自然形成的海冰也存在一些问题和不足，如：需要用大型设备，离捞冰机较远的海冰打捞技术还不成熟，费时费力以及必须要在连续一周以上的冰冻天气之后才能形成海冰。

目前海冰淡化的方法有好几种，比如离心脱盐法，浸泡脱盐法，浸泡离心脱盐法，挤压脱盐法，微溶法以及重力脱盐法。这些方法当中，大都可以以较简单的方式，较高的效率以及较低的成本使得自然海冰的盐度减低到生活以及农田用水标准。由于海水在自然冻结过程中产生盐、水分离现象，大量盐分被排出冰体，所以海冰的含盐量大大低于海水的含盐量。通常渤海海水的含盐量为28％～32‰，海冰含盐量约为3‰～8‰，即海水经过自然冻结过程可除掉80％左右的盐分。如果对海冰作进一步的脱盐处理，以较低的成本去掉海冰中的盐分，得到淡水，进而有可能为环渤海地区可持续发展提供新的水资源。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种海水雾化冷冻制备低盐度农田灌溉用水的方法，该方法采用的设备简单，操作方便，能耗较低。

本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种海水雾化冷冻制备低盐度农田灌溉用水的方法，该方法采用的装置包括离心泵2及与离心泵连接雾化喷嘴3，冰粒收集网4，浓盐海水接受容器9。实现海水雾化冷冻制备低盐度农田灌溉用水，其特征在于包括以下过程：

1.首先在环境温度为-12℃--2℃通过离心泵2将海水输送到2-4m高处的经雾化喷嘴3喷出的海水滴，海水滴在下落过程中形成粗冰颗粒，通过冰粒收集网4收集粗冰颗粒5。

2.再将步骤1收集到的粗冰颗粒5放在尼龙网8上，在-4℃-0℃环境温度下以重力脱盐，脱盐时间为4h-8h。排除包含在粗冰粒5中的浓盐海水10得到初步脱盐海冰颗粒7。

3.将步骤2得到初步脱盐海冰颗粒加入离心机，并在环境温度为-4℃-0℃进行离心固液分离，排除含盐量较高的海水，得到低盐海冰颗粒。

4.将步骤3得到的低盐海冰颗粒在0℃以上的环境下融化，最终得到含盐量为0.8ppt-6ppt的农田灌溉用水。

本发明的优点在于，在冬季实施本发明过程，利用季节的低温条件达到节能的目的，另外操作过程简单方便，使用的设备造价低，它可以弥补在冬季打捞自然冰不足的情况下，以保证足够的冰源为主体的进行淡化过程的连续性。

附图说明：

图1为粗冰颗粒的制备过程示意图。

图2为粗冰颗粒在尼龙网上进行重力脱盐的示意图。

图中：1为过滤器；2为离心泵；3为雾化喷嘴；4为冰粒收集网；5为粗冰颗粒；6为海水水滴；7为初步脱盐海冰颗粒；8为尼龙网；9为浓盐海水接受容器；10为浓盐海水。

具体实施方式

在环境温度为-8.2℃和风速0.8m/s及空气湿度为90％的条件下，将盐度为25.5ppt的海水用离心泵输送到高度为4m，入口压力为0.17MPa的雾化喷嘴，海水经雾化喷嘴，以30°喷射角喷出海水，喷淋时间为2min，海水滴形成的粗冰颗粒5落在冰粒收集网4上。得到的粗冰颗粒5的质量为1509g，盐度为14.7ppt。将冰粒收集网4上的粗冰颗粒5加在铺设在浓盐海水接受器9上的尼龙网8上，在环境温度为-4℃下进行重力脱盐，脱盐时间为7h，得到初步脱盐海冰颗粒7，其质量为1250g，盐度为10.5ppt。然后将得到的初步海冰颗粒7取198.2g，放置在离心机内，在环境温度为0℃下离心20min，离心转速为4000r/min，排除含盐量较高的海水，最终得到低盐海冰颗粒76.7g。将得到的低盐海冰颗粒放置在环境温度为23℃的下，放置时间为1h，最终得到的农田灌溉用水为0.8ppt。

脱盐后各项指标均达到，GB-5084-85农田灌溉水质标准，GB-3838-88地面水环境质量标准和GB-5749-85生活饮用水卫生标准。

其中，原始海水的盐度为25.5ppt，使用的雾化喷嘴的生产厂家为美国喷雾公司，型号为1HH-SS7；用来接粗冰的尼龙网的网孔目数为100；用来进行重力脱盐的尼龙网的网孔目数为40；离心机生产厂家为北京雷勃尔离心机有限公司，型号为LDZ4-2；离心泵生产厂家为上海阳光泵业制造有限公司。