[发明专利]规模化海水淡化系统及工艺

说明书

本发明公开一种规模化海水淡化系统及工艺，包括顺序连接的海水预处理子系统、超滤子系统和除盐子系统，海水预处理子系统包括采用气水联合冲洗方式的重力式V型滤池；超滤子系统包括自清洗过滤装置和超滤单元，自清洗过滤装置采用自动控制技术自行过滤和反洗，超滤单元包括具有PLC自动控制系统的超滤装置；除盐子系统包括反渗透装置及能量回收装置，反渗透装置采用一级两段式设计以脱除海水中的盐离子；能量回收装置用于将反渗透装置产生的高压浓海水的压力能量进行回收再利用。进一步，还可包括后处理子系统和光伏发电子系统。通过该系统及工艺，可实现产水分质供水，并达到资源和能源最大化利用的效果。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种规模化海水淡化系统及工艺。

背景技术

匮乏的清洁淡水已经成为许多国家或地区最严重的水资源问题之一，而环境污染破坏加剧了这一资源的稀缺，目前，各国政府都高度重视海水淡化的发展，并采取了一系列措施推动海水淡化产业发展。但是海水淡化具有高耗能的缺点，而传统海水淡化技术，所需的主要动力来源于化石燃料。

目前，缺水区域(70％的人口)多集中在沿海120公里的地区和海岛地区，而这些区域往往淡水匮乏，对淡水资源有巨大的需求，由于海水淡化技术的进步，同时沿海地区也具有丰富的清洁新能源，且已具备新能源开发利用的自然条件，海水淡化技术逐渐成熟。目前已开发的海水淡化技术主要包括：压汽蒸馏(VC)、多级闪蒸技术(MSF)、多级蒸馏(MED)、反渗透技术(RO)、电渗析法(ED)等，而这些方法中的RO技术能耗低，耐高压、脱盐率高，被越来越多的运用于海水淡化工程中。此外，为了满足沿海地区尤其是沙漠化严重的沿海地区对水资源的需求，还可以将新能源与海水淡化相结合，不仅可以解决淡水匮乏，还可以减少传统能源开采带来的环境破坏问题。

发明内容

本发明针对现有海水淡化技术能耗高、维护困难等问题，提供了一种规模化海水淡化系统及工艺，采用“海水预处理+超滤+除盐+能量回收”等工艺技术对海水资源进行利用，以满足近海用水需求。

具体技术方案如下：

本发明公开一种规模化海水淡化系统，包括顺序连接的海水预处理子系统、超滤子系统和除盐子系统，其中：

海水预处理子系统包括重力式V型滤池，重力式V型滤池采用气水联合冲洗方式；

超滤子系统包括至少一组顺序连接的自清洗过滤装置和超滤单元；自清洗过滤装置采用自动控制技术自行过滤和反洗；超滤单元包括具有PLC自动控制系统的超滤装置，并配备辅助清洗装置和反洗装置，通过PLC自动控制系统将其内部的气动或电动阀门与外部连接热源的水泵联锁控制；

除盐子系统包括反渗透装置及能量回收装置，反渗透装置采用一级两段式设计以脱除海水中的盐离子，反渗透装置的高压泵采用变频控制；能量回收装置用于将反渗透装置产生的高压浓海水的压力能量进行回收，再利用到反渗透装置进水端对低压海水进行施压。

作为一种优选方案，海水预处理子系统还包括位于重力式V型滤池进水端的换热装置，换热装置在检测到海水进水温度低于预设值时启动运行，将海水先引入换热装置进行加热处理后再进入重力式V型滤池。

作为一种优选方案，换热装置为包括多块可拆卸的波纹形传热板片的板式换热器。

作为一种优选方案，重力式V型滤池的滤板为钢砼复合材质并采用整体浇筑，底模为具有凸凹槽的塑料板，并在底模上均匀布置滤头，以保证布气均匀；滤板上方的填料层采用粒径不均匀系数为1.2～1.3，颗粒粒径为0.8～1.2mm的石英砂；重力式V型滤池中与海水接触的金属材料均采用双相不锈钢2507材质，滤头采用ABS材质，密封材料采用氯丁橡胶。

作为一种优选方案，自清洗过滤装置为叠片式，采用PP材质滤芯，当进出水压差大于预设值时自动反洗，叠片采用聚丙烯材质；超滤装置采用内压式膜组件。