[发明专利]一种苦咸水淡化方法及其装置

权利要求书

1.一种苦咸水淡化方法，其特征在于包括以下步骤：（1）原水经过自清洗叠片过滤器处理后进入超滤装置，超滤产水经过反渗透高压泵输送进入反渗透装置；（2）反渗透浓水直接进入高离子选择性的纳滤装置，进行软化处理，选择性地去除反渗透浓水中非碳酸盐的成垢阴离子SO₄^2?，截留率≥96%；（3）反渗透浓水进入纳滤装置之前由能量回收装置将压力传递给纳滤进水，纳滤浓水经过能量回收装置将压力传递给纳滤进水后作为超滤装置的反冲洗用水回收利用，超滤浓水经达标检测后外排；（4）纳滤产水作为补充水与超滤产水混合后经反渗透高压泵输送进入反渗透装置；（5）反渗透产水经地下水混合装置掺入处理后的地下水后，流经方解石过滤床层补充人体所需的微量矿物元素，并调节产水pH值至弱碱性，过滤产水分别经过臭氧发生器杀菌消毒和活性炭装置吸附过滤，达到饮用水的水质标准，即为终端产品饮用水。

2.根据权利要求1所述的苦咸水淡化方法，其特征在于：所述的自清洗叠片过滤器采用一串相同精度的螺旋式叠片叠放在一起并用活塞压紧，螺旋式叠片之间的沟槽棱边形成多组交叉和不规则通路下的沟道过滤单元，过滤时，螺旋式叠片的进水空腔和不规则通路导致水的紊流，截留原水中的杂质，过滤盘面为20μm，去除原水中粒径>20μm的悬浮颗粒物和藻类。

3.根据权利要求1所述的苦咸水淡化方法，其特征在于：所述的超滤装置采用错流操作方式，超滤产水回收率>95%，超滤过程中程序控制运行周期30min，反冲洗45s，超滤装置采用亲水性好、耐污染且截留分子量较小的中空纤维或陶瓷超滤膜组件，超滤膜截留分子量为5000-50000道尔顿的物质，超滤膜的操作压力范围为0.03-0.3MPa，去除过滤水中的微量悬浮物大分子有机物藻类和细菌，得到超滤产水的SDI₁₅<2.0，浊度<0.1NTU。

4.根据权利要求1所述的苦咸水淡化方法，其特征在于：所述的反渗透装置采用一段式反渗透操作，多个压力容器并联，每个压力容器由一支或多支膜元件串联，反渗透装置使用苦咸水膜，其产水回收率≥80%，反渗透膜元件在含盐量为1.0-3.0g·L^?1的低盐度进水条件下，操作压力≤4.5MPa，对各价态无机离子的截留率均≥99.5%。

5.根据权利要求1所述的苦咸水淡化方法，其特征在于：所述的纳滤装置采用一段式纳滤操作，多个压力容器并联，每个压力容器由一支或多支纳滤膜元件串联，所述的纳滤膜元件对苦咸水中二价离子和一价离子的选择性为5-20，对SO₄^2?离子截留率≥98%，脱盐率<30%，纳滤装置操作压力≤1.7MPa，纳滤产水回收率≥60%。

6.根据权利要求1所述的苦咸水淡化方法，其特征在于：所述的超滤装置、纳滤装置和反渗透装置的操作温度范围为0-60℃。

7.根据权利要求1所述的苦咸水淡化方法，其特征在于：所述的反渗透产水经地下水混合装置掺入处理后的地下水后，达到镁、钠、硫酸根和余氯非碳酸盐硬度值的等级匹配，方解石过滤床层处理后的产水LSI值为正值，产水pH范围为7.5-8.5。

8.根据权利要求1所述的苦咸水淡化方法，其特征在于：所述的臭氧发生装置杀菌后余氯量为0.3-1.0mg·L^?1，所述的活性炭装置中活性炭空隙微孔比表面积的分配≥95%，活性炭装置处理后的终端产水中残余氯浓度<0.05mg·L^?1、总有机碳TOC<0.05mg·L^?1、挥发性有机物VOC_S<1.0×10^?2mg·L^?1。

9.一种苦咸水淡化装置，其特征在于包括原水箱、增压泵、自清洗叠片过滤器、超滤装置、反渗透高压泵、反渗透装置、地下水混合装置、方解石过滤床层、臭氧发生装置、活性炭装置、纳滤装置、能量回收装置、超滤反冲洗水箱、超滤反冲洗排放装置、终端产水箱和连接各部分的管路，原水箱的出水口与增压泵的进水口连接，增压泵的出水口与自清洗叠片过滤器的进水口连接，自清洗叠片过滤器的出水口与超滤装置的进水口连接，超滤装置的出水口与反渗透高压泵的进水口连接，反渗透高压泵的出水口与反渗透装置的进水口连接，反渗透装置的产水与地下水混合装置连接，该过程流经方解石过滤床层，地下水混合装置的出水口与臭氧发生装置的入水口连接，臭氧发生装置的出水口与活性炭装置的入水口连接，活性炭装置的出水口与终端产水箱连接，反渗透装置的浓水与纳滤装置的进水口连接，纳滤装置的产水口与反渗透高压泵的进水口连接，纳滤装置的浓水与能量回收装置的入水口连接，能量回收装置的出水口与超滤反冲洗水箱的入水口连接，超滤反冲洗水箱的出水口与超滤装置的反冲洗管路连接，超滤装置的反冲洗后用水与超滤反冲洗排放装置连接。