[发明专利]一种海水淡化方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种海水淡化方法和系统，主要用于海水淡化过程制备纯水。

背景技术

随着世界人口和经济的飞速发展，地球上的水资源呈现出日益匮乏的趋势，水资源危机成为制约社会发展进步的重要因素。目前地球上可直接使用的淡水资源仅占所有水资源的0.77%，而地球上的海水资源非常丰富，海洋占地球总面积的75%以上，因此对海水进行淡化处理以得到日常生活所需的淡水资源具有重要的意义。

传统的全膜法水处理设备是综合传统的膜法水处理过程而形成的，采用超、纳滤膜法过程进行海水淡化的前处理，反渗透作为脱盐的核心过程，电渗析作为后处理保证出水纯度。但是该种全膜法水处理设备能耗较高，且膜易污染。因此，需要研发一种新型的海水淡化技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种新型的海水淡化技术。

本发明的第一方面，提供一种海水淡化方法，包括以下步骤：

(a)对需要淡化的原料液进行正渗透处理，所述原料液中的水从正渗透膜的低渗透压侧透过膜进入低渗透压侧的汲取液中；

(b)将所述汲取液加压后进行反渗透处理，在反渗透膜的低压侧得到脱盐的淡水；

(c)对所述步骤(b)得到的脱盐的淡水进行膜蒸馏处理，水蒸汽透过膜，冷凝后得到纯化的淡水。

在另一优选例中，所述正渗透膜为醋酸纤维素正渗透膜、或聚酰胺复合正渗透膜，且所述正渗透膜为三层结构，包括依次设置的致密皮层、多孔支撑层和网格支撑层；和/或

反渗透膜为醋酸纤维素膜、聚酰肼膜、或聚酰胺膜，且所述反渗透膜表面微孔的直径为0.5～10nm；和/或

所述膜蒸馏采用疏水性微孔膜，所述疏水性微孔膜为聚丙烯聚四氟乙烯复合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、或聚四氟乙烯微孔膜。

本发明的第二方面，提供一种采用第一方面所述的方法进行海水淡化的系统，包括：原料液罐、汲取液罐、集水罐、正渗透膜组件、反渗透膜组件、膜蒸馏组件、蠕动泵、高压泵、加热器、冷凝器，其中，

所述原料液罐用于盛装需要淡化的原料液；

所述正渗透膜组件内部包含正渗透膜，且在所述正渗透膜的低渗透压侧，所述正渗透组件的第一进液管通过所述蠕动泵与所述原料液罐相接，第一出液管与所述原料液罐相连；所述蠕动泵将所述原料液罐内的原料液输入所述正渗透膜组件内；

所述汲取液罐用于盛装汲取液，所述汲取液罐在所述正渗透膜的高渗透压侧通过第二进液管、第二出液管与所述正渗透组件相连，且所述第二出液管上接有蠕动泵，使得所述的原料液和汲取液在所述的正渗透膜的两侧以错流的方式循环流动；

所述反渗透膜组件内装有反渗透膜，在所述反渗透膜的高渗透压侧，所述反渗透膜组件通过第三进液管、第三出液管与所述汲取液罐相接，且所述第三进液管上设置高压泵，汲取液经过所述高压泵进入到所述反渗透膜组件内部，经过反渗透后获得的浓缩的汲取液经所述第三出液管返回到所述汲取液罐中；

所述膜蒸馏组件内装有疏水性微孔膜，在所述疏水性微孔膜的热侧，所述膜蒸馏组件通过第四进液管与所述反渗透膜组件的低渗透压侧相接，通过第四出液管与所述汲取液罐相接，且在所述第四进液管上设置所述加热器，透过反渗透膜的溶液在所述第四进液管内经所述加热器加热后送入到所述膜蒸馏组件内，经膜蒸馏后浓缩的溶液经所述第四出液管返回到所述汲取液罐内；在所述疏水性微孔膜的冷侧，所述膜蒸馏组件通过第五进液管、第五出液管与所述集水罐相连，且在所述第五出液管上设置冷凝器，经膜蒸馏透过疏水性微孔膜的水蒸汽经冷凝成为水后进入到集水罐，所述水经第五进液管进入到所述疏水性微孔膜的冷侧，使得所述的透过反渗透膜的溶液和所述水在所述疏水性微孔膜的两侧以错流的方式循环流动。在另一优选例中，所述正渗透膜为醋酸纤维素正渗透膜、或聚酰胺复合正渗透膜，且所述正渗透膜为三层结构，包括依次设置的致密皮层、多孔支撑层和网格支撑层；和/或

所述疏水性微孔膜为聚丙烯聚四氟乙烯复合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、或聚四氟乙烯微孔膜。

在另一优选例中，所述反渗透膜为醋酸纤维素膜、聚酰肼膜、聚酰胺膜，且所述反渗透膜表面微孔的直径为0.5～10nm。

在另一优选例中，所述正渗透膜组件为板式、卷式、中空纤维式或管式。

在另一优选例中，所述反渗透膜组件为板式、卷式、中空纤维式或管式。

在另一优选例中，所述膜蒸馏组件为板式、卷式、中空纤维式或管式。