專利名稱：深井水柱壓差淡凈化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及深井水柱淡凈化設(shè)備。
原水淡(凈)化(包括海水淡化及苦水、咸水凈化)大量采用反滲透淡(凈)化膜法。該方法的流程為“輸水-預(yù)處理-高壓泵加壓-淡(凈)化-后處理-供水”。該流程中的“高壓泵加壓”這一環(huán)節(jié)的耗電將占據(jù)全流程成本的大部分，最高可達(dá)70～80％。據(jù)介紹美國(guó)的海水淡化成本每立方米達(dá)1．2美元，我國(guó)的海水淡化成本每立方米少則近10元，多則10幾元，最高可達(dá)20元。電費(fèi)成本太高是制約世界各國(guó)和地區(qū)大量開發(fā)利用海淡水的主要原因。
耗電量太大的主要原因是海水淡化采用反滲透膜工藝時(shí)，必須要將進(jìn)入淡化器的全部海水用電力水泵加壓到5MPa-6MPa(約50～60公斤力／平方厘米)，所產(chǎn)生的淡水量最高只有30％左右，而70％左右的濃液帶著巨大的能量全部被排走了。目前也有能量回收的，但還存在著兩個(gè)問題(1)能量回收裝置也需要投資成本和使用維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用；(2)能量的回收、轉(zhuǎn)換、再利用還要打很大折扣。所以還不能根本解決問題。
本實(shí)用新型的目的是提供一種深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，利用這種設(shè)備可顯著降低海水淡凈化成本。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，提供一種深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，該設(shè)備包括一從地面開挖下去的深井；一緊貼所述深井的壁安裝的深井壁防護(hù)層，所述防護(hù)層上端高出地面，并在高出地面的防護(hù)層的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的濃液水排放管；一安裝在所述深井壁防護(hù)層里的原水水柱及談凈化設(shè)備筒，所述設(shè)備筒上端高出所述防護(hù)層的上端，所述設(shè)備筒的外周壁與所述防護(hù)層的內(nèi)壁間存在一環(huán)形空間；一安裝在所述設(shè)備筒底部的淡凈水儲(chǔ)水罐，所述儲(chǔ)水罐通過大氣連通管與大氣連通；一密封安裝在所述儲(chǔ)水罐里的電動(dòng)機(jī)；一由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的淡凈水提升泵，所述提升泵分別連接有向儲(chǔ)水罐底部延伸的吸水管和向上延伸通過所述儲(chǔ)水罐并超出所述設(shè)備筒上端的淡凈水提升管；一淡凈水匯集管，所述匯集管的下端與所述儲(chǔ)水罐內(nèi)腔連通，所述匯集管的上端與所述大氣連通管連通；以及多個(gè)安裝在所述淡凈水儲(chǔ)水罐之上的淡凈化器，各談凈化器包括包裹著淡化膜的外殼，通過所述外殼進(jìn)入所述淡化膜的原水入口，位于淡化膜中間、并通向所述匯集管或儲(chǔ)水罐的產(chǎn)水管，以及連通所述外殼內(nèi)腔與所述環(huán)形空間的濃液流出口。
在所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備中，所述淡凈水提升泵安裝在所述儲(chǔ)水罐里。
在所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備中，所述淡凈水提升泵安裝在所述儲(chǔ)水罐外側(cè)。
在所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備中，所述淡凈化器是多級(jí)垂直串聯(lián)淡凈化器，它從上到下依次包括第一級(jí)淡凈化器、第二級(jí)淡凈化器和第三級(jí)淡凈化器，所述外殼包裹著各淡凈化器的外周和第三級(jí)淡凈化器的底端，所述原水入口位于第一級(jí)淡凈化器的上端，所述產(chǎn)水管依次通過各淡凈化器，所述濃液流出口位于所述外殼底部。
在所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備中，所述淡凈化器是平行串聯(lián)淡凈化器，它包括安裝在同一水平面上的至少兩個(gè)淡凈化器，各淡凈化器通過原水連通管依次連通，其中，第一個(gè)淡凈化器上設(shè)有所述原水入口，而最后一個(gè)淡凈化器上設(shè)有濃液流出口。
在所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備中，所述淡凈化器是單級(jí)淡凈化器，其中，所述原水入口設(shè)在各淡凈化器的上端，而濃液流出口設(shè)在各淡凈化器的下端。
在所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備中，還設(shè)置一向所述設(shè)備筒加壓的水力機(jī)械。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，由于本實(shí)用新型充分利用深井水柱的自然壓力作為淡凈化動(dòng)力，而不需要使用高壓泵加壓，因此只需傳統(tǒng)技術(shù)30％的電力就可獲得淡凈化了的優(yōu)質(zhì)水；由于電費(fèi)占據(jù)用傳統(tǒng)技術(shù)淡凈化原水的大部分成本，因此本實(shí)用新型的淡凈化技術(shù)可大大降低淡凈化原水的成本，一般可降低40％至50％的成本。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，以便更清楚地了解本實(shí)用新型的上述的和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的縱向剖視示意圖。
參看
圖1，它示意地顯示了本實(shí)用新型提供的一種深井水柱壓差淡凈化設(shè)備。在一從地面27開挖下去的深井4里設(shè)有緊貼深井4的壁安裝的深井壁防護(hù)層2，防護(hù)層2的上端高出地面，并在高出地面的防護(hù)層2的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的濃液水排放管26。在深井壁防護(hù)層2里安裝一原水水柱及談凈化設(shè)備筒3，設(shè)備筒3內(nèi)灌滿原水并形成原水水柱，設(shè)備筒3的上端高出防護(hù)層2的上端，且設(shè)備筒3的外周壁與所述防護(hù)層2的內(nèi)壁間存在一環(huán)形空間1。
在設(shè)備筒3的底部安裝一淡凈水儲(chǔ)水罐22，儲(chǔ)水罐22通過大氣連通管10與大氣連通。在儲(chǔ)水罐22里通過隔離板28密封安裝一電動(dòng)機(jī)23。此外，在儲(chǔ)水罐22的里面或外側(cè)還安裝一淡凈水提升泵24，它由電動(dòng)機(jī)23驅(qū)動(dòng)。提升泵24上分別連接有吸水管25和淡凈水提升管14，吸水管25向儲(chǔ)水罐22底部延伸，而淡凈水提升管14向上延伸通過儲(chǔ)水罐22并超出設(shè)備筒3的上端。一淡凈水匯集管21的下端與儲(chǔ)水罐22內(nèi)腔連通，而其上端與大氣連通管10連通。此外，在設(shè)備筒的深處、在淡凈水儲(chǔ)水罐22之上還安裝著淡凈化器。
淡凈化器可以只是多級(jí)垂直串聯(lián)淡凈化器，它從上到下依次包括第一級(jí)淡凈化器18、第二級(jí)淡凈化器19和第三級(jí)淡凈化器20。其中，外殼11包裹著各淡凈化器18、19和20的外周和第三級(jí)淡凈化器20的底端，原水入口13位于第一級(jí)淡凈化器18的上端，產(chǎn)水管15位于淡化膜中間并依次通過各淡凈化器18、19和20并通向匯集管21或儲(chǔ)水罐22，而濃液流出口12位于外殼11底部并通向環(huán)形空間1。
淡凈化器也可以只是平行串聯(lián)淡凈化器17，它包括安裝在同一水平面上的至少兩個(gè)淡凈化器(圖中顯示了兩個(gè))。其中，第一個(gè)淡凈化器29的外周和底端包裹著外殼11，第二個(gè)(或其它的)淡凈化器30的四周全包裹著外殼11。各淡凈化器通過原水連通管9依次連通。如此，原水入口13在第一個(gè)淡凈化器29的上端，產(chǎn)水管15位于各淡凈化器中的淡化膜中間并通向匯集管21或儲(chǔ)水罐22，而濃液流出口8設(shè)置在第二個(gè)(或其它的淡凈化器中的最后一個(gè))淡凈化器上并通向環(huán)形空間1。
各淡凈化器還可以是單級(jí)淡凈化器16，它包括安裝在同一水平面上的至少兩個(gè)淡凈化器(圖中顯示了兩個(gè))。其中，每一個(gè)淡凈化器16的外周和底端包裹著外殼11。如此，每一個(gè)淡凈化器16的上端是原水入口13，產(chǎn)水管15位于各淡凈化器16中的淡化膜中間并通向匯集管21或儲(chǔ)水罐22，而濃液流出口8設(shè)置在各外殼11的下端并通向環(huán)形空間1。
此外，在設(shè)備筒3里還可分別組合設(shè)置或同時(shí)設(shè)置單級(jí)淡凈化器16、平行串聯(lián)淡凈化器17和單級(jí)垂直串聯(lián)淡凈化器。
從
圖1中可看到，原水水柱面5高于濃液水排放口水面6，它們的高度差可用來克服淡凈化器內(nèi)部的流動(dòng)阻力和從濃液流出口7、8和12中流出濃液水的阻力。但為了更有利于克服以上兩項(xiàng)阻力，或因安裝位置的局限、而使原水水柱面5與濃液水排放口水面6高度差不夠時(shí)，還可設(shè)置一向所述設(shè)備筒3加壓的水力機(jī)械(未畫出)。
本實(shí)用新型的工作原理是，將原水放入設(shè)備筒3，由于各淡凈化器安裝在設(shè)備筒3的深處，承受著原水水柱的壓力，而儲(chǔ)水罐22通過連通管10與大氣連通，使儲(chǔ)水罐內(nèi)的壓力始終保持與大氣壓相同的壓力(0．098MPa)。由此使淡化膜外側(cè)處于深井水柱的壓力，淡化膜內(nèi)側(cè)的壓力幾乎與大氣壓相同，從而使淡化膜內(nèi)外形成很大的壓差，使原水(海水或苦咸水)獲得分離動(dòng)力。這樣，原水從各淡凈化器的原水入口13進(jìn)入，各淡凈化器的淡化膜在水柱壓力下透出淡(凈)水至產(chǎn)水管15，通過匯集管21或直接進(jìn)入儲(chǔ)水罐22，再用提升泵24提升到地面27以上以供使用。而鹽分被擋在淡化膜外側(cè)，變成濃縮了的濃液水，從各濃液流出口流入環(huán)形空間1，再?gòu)臐庖核欧殴?6排出。
權(quán)利要求1．一種深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括一從地面(27)開挖下去的深井(4)；一緊貼所述深井(4)的壁安裝的深井壁防護(hù)層(2)，所述防護(hù)層(2)上端高出地面，并在高出地面的防護(hù)層(2)的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的濃液水排放管(26)；一安裝在所述深井壁防護(hù)層(2)里的原水水柱及談凈化設(shè)備筒(3)，所述設(shè)備筒(3)上端高出所述防護(hù)層(2)的上端，所述設(shè)備筒(3)的外周壁與所述防護(hù)層(2)的內(nèi)壁間存在一環(huán)形空間(1)，形成濃液水通道；一安裝在所述設(shè)備筒(3)底部的淡凈水儲(chǔ)水罐(22)，所述儲(chǔ)水罐(22)通過大氣連通管(10)與大氣連通；一密封安裝在所述儲(chǔ)水罐(22)里的電動(dòng)機(jī)(23)；一由電動(dòng)機(jī)(23)驅(qū)動(dòng)的淡凈水提升泵(24)，所述提升泵(24)分別連接有向儲(chǔ)水罐(22)底部延伸的吸水管(25)和向上延伸通過所述儲(chǔ)水罐(22)并超出所述設(shè)備筒(3)上端的淡凈水提升管(14)；一淡凈水匯集管(21)，所述匯集管(21)的下端與所述儲(chǔ)水罐(22)內(nèi)腔連通，所述匯集管(21)的上端與所述大氣連通管(10)連通；以及多個(gè)安裝在所述淡凈水儲(chǔ)水罐(22)之上的淡凈化器，各談凈化器包括包裹著淡化膜的外殼(11)，通過所述外殼(11)進(jìn)入所述淡化膜的原水入口(13)，位于淡化膜中間、并通向所述匯集管(21)或儲(chǔ)水罐(22)的產(chǎn)水管(15)，以及連通所述外殼(11)內(nèi)腔與所述環(huán)形空間(1)的濃液流出口。
2．如權(quán)利要求1所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，其特征在于，所述淡凈水提升泵(24)安裝在所述儲(chǔ)水罐(22)里。
3．如權(quán)利要求1所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，其特征在于，所述淡凈水提升泵(24)安裝在所述儲(chǔ)水罐(22)外側(cè)。
4．如權(quán)利要求1所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，其特征在于，所述淡凈化器是多級(jí)垂直串聯(lián)淡凈化器，它從上到下依次包括第一級(jí)淡凈化器(18)、第二級(jí)淡凈化器(19)和第三級(jí)淡凈化器(20)，所述外殼(11)包裹著各淡凈化器(18，19，20)的外周和第三級(jí)淡凈化器(20)的底端，所述原水入口(13)位于第一級(jí)淡凈化器(18)的上端，所述產(chǎn)水管(15)依次通過各淡凈化器(18，19，20)，所述濃液流出口(12)位于所述外殼(11)底部。
5．如權(quán)利要求1所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，其特征在于，所述淡凈化器是平行串聯(lián)淡凈化器(17)，它包括安裝在同一水平面上的至少兩個(gè)淡凈化器，各淡凈化器通過原水連通管(9)依次連通，其中，第一個(gè)淡凈化器上設(shè)有所述原水入口(13)，而最后一個(gè)淡凈化器上設(shè)有濃液流出口(8)。
6．如權(quán)利要求1所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，其特征在于，所述淡凈化器是單級(jí)淡凈化器(16)，其中，所述原水入口(13)設(shè)在各淡凈化器(16)的上端，而濃液流出口(7)設(shè)在各淡凈化器(16)的下端。
7．如權(quán)利要求4-6之一所述的深井水柱壓差淡凈化設(shè)備，其特征在于，還設(shè)置一向所述設(shè)備筒(3)加壓的水力機(jī)械。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種深井水柱壓差淡凈化設(shè)備,其是將原水注入安裝在一深井(4)里的設(shè)備筒(3)里;利用深井水柱壓力與地面大氣壓力之間的壓差并利用安裝在所述設(shè)備筒深處的淡凈化器(16—20)對(duì)原水進(jìn)行淡凈化處理;使產(chǎn)生的淡凈水流入儲(chǔ)水罐(22)里,利用提升泵(24)將淡凈水抽出以供使用;而產(chǎn)生的濃液水通過排放管(26)排出。
文檔編號(hào)C02F1/44GK2429519SQ00217658
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期2000年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月18日
發(fā)明者顧志龍 申請(qǐng)人:顧志龍