專利名稱：海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng)田灌溉用水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng)田灌溉用水的方法，屬于海水 脫鹽技術(shù)。
背景技術(shù)：
淡水資源的短缺是全世界面臨的嚴(yán)重問(wèn)題之一，而我國(guó)北方環(huán)渤海地區(qū)作為 全國(guó)重要的政治文化中心以及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，更是嚴(yán)重缺水的地區(qū)。該地區(qū)的人 均水資源量?jī)H為全國(guó)人均水資源量的1/5。淡水資源的緊缺已經(jīng)成為環(huán)渤海地區(qū) 可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素。而另一方面，該地區(qū)附近最大的水資源是大面積渤 海海水。每年冬季氣溫劇降出現(xiàn)大面積的海冰，根據(jù)海冰形成機(jī)理，海冰含鹽量 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于海水含鹽量，對(duì)海冰進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)單處理便可以用于工農(nóng)田生產(chǎn)及生活 飲用。目前，在冬季冰期，從渤海撈冰用來(lái)進(jìn)行淡化的課題正在進(jìn)行，且技術(shù)正逐 步趨于成熟。但是打撈自然形成的海冰也存在一些問(wèn)題和不足，如需要用大型 設(shè)備，離撈冰機(jī)較遠(yuǎn)的海冰打撈技術(shù)還不成熟，費(fèi)時(shí)費(fèi)力以及必須要在連續(xù)一周 以上的冰凍天氣之后才能形成海冰。目前海冰淡化的方法有好幾種，比如離心脫鹽法，浸泡脫鹽法，浸泡離心脫 鹽法，擠壓脫鹽法，微溶法以及重力脫鹽法。這些方法當(dāng)中，大都可以以較簡(jiǎn)單 的方式，較高的效率以及較低的成本使得自然海冰的鹽度減低到生活以及農(nóng)田用 水標(biāo)準(zhǔn)。由于海水在自然凍結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生鹽、水分離現(xiàn)象，大量鹽分被排出冰體， 所以海冰的含鹽量大大低于海水的含鹽量。通常渤海海水的含鹽量為28%0~ 32%。，海冰含鹽量約為3%。 8%0，即海水經(jīng)過(guò)自然凍結(jié)過(guò)程可除掉80%左右的鹽 分。如果對(duì)海冰作進(jìn)一步的脫鹽處理，以較低的成本去掉海冰中的鹽分，得到淡 水，進(jìn)而有可能為環(huán)渤海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供新的水資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng)田灌溉用水的方法， 該方法采用的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，能耗較低。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的， 一種海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng) 田灌溉用水的方法，該方法采用的裝置包括離心泵2及與離心泵連接霧化噴嘴3， 冰粒收集網(wǎng)4，濃鹽海水接受容器9。實(shí)現(xiàn)海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng)田灌溉用水，其特征在于包括以下過(guò)程1. 首先在環(huán)境溫度為一12C——2'C通過(guò)離心泵2將海水輸送到2—4m高處 的經(jīng)霧化噴嘴3噴出的海水滴，海水滴在下落過(guò)程中形成粗冰顆粒，通過(guò)冰粒收 集網(wǎng)4收集粗冰顆粒5。2. 再將步驟1收集到的粗冰顆粒5放在尼龍網(wǎng)8上，在一4'C一(TC環(huán)境溫 度下以重力脫鹽，脫鹽時(shí)間為4h—8h。排除包含在粗冰粒5中的濃鹽海水10得 到初步脫鹽海冰顆粒7。3. 將步驟2得到初步脫鹽海冰顆粒加入離心機(jī)，并在環(huán)境溫度為一4'C一0 'C進(jìn)行離心固液分離，排除含鹽量較高的海水，得到低鹽海冰顆粒。4. 將步驟3得到的低鹽海冰顆粒在O'C以上的環(huán)境下融化，最終得到含鹽 量為0. 8ppt—6ppt的農(nóng)田灌溉用水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在冬季實(shí)施本發(fā)明過(guò)程，利用季節(jié)的低溫條件達(dá)到節(jié)能 的目的，另外操作過(guò)程簡(jiǎn)單方便，使用的設(shè)備造價(jià)低，它可以彌補(bǔ)在冬季打撈自 然冰不足的情況下，以保證足夠的冰源為主體的進(jìn)行淡化過(guò)程的連續(xù)性。


圖1為粗冰顆粒的制備過(guò)程示意圖。圖2為粗冰顆粒在尼龍網(wǎng)上進(jìn)行重力脫鹽的示意圖。圖中1為過(guò)濾器；2為離心泵；3為霧化噴嘴；4為粗冰收集網(wǎng)；5為粗 冰顆粒；6為海水水滴；7為初步脫鹽海冰顆粒；8為尼龍網(wǎng)；9為濃鹽海水接 受容器；IO為濃鹽海水。
具體實(shí)施方式
在環(huán)境溫度為一8.2'C和風(fēng)速0. 8m/s及空氣濕度為90%的條件下，將鹽度為 25. 5ppt的海水用離心泵輸送到高度為4m，入口壓力為0. 17MPa的霧化噴嘴，海 水經(jīng)霧化噴嘴，以30°噴射角噴出海水，噴淋時(shí)間為2min，海水滴形成的粗冰 顆粒5落在粗冰收集網(wǎng)4上。得到的粗冰顆粒5的質(zhì)量為1509g，鹽度為14. 7ppt。 將粗冰收集網(wǎng)4上的粗冰顆粒5加在鋪設(shè)在濃鹽海水接受器9上的尼龍網(wǎng)8上， 在環(huán)境溫度為一4'C下進(jìn)行重力脫鹽，脫鹽時(shí)間為7h，得到初步脫鹽海冰顆粒7， 其質(zhì)量為1250g，鹽度為10.5ppt。然后將得到的初步海冰顆粒7取198.2g，放 置在離心機(jī)內(nèi)，在環(huán)境溫度為(TC下離心20min，離心轉(zhuǎn)速為4000r/min，排除 含鹽量較高的海水，最終得到低鹽海冰顆粒76. 7g。將得到的低鹽海冰顆粒放置 在環(huán)境溫度為23'C的下，放置時(shí)間為lh，最終得到的農(nóng)田灌溉用水為0.8ppt。脫鹽后各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到，GB-5084-85農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，GB-3838-88地面 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和GB-5749-85生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。其中，原始海水的鹽度為25.5ppt,使用的霧化噴嘴的生產(chǎn)廠家為美國(guó)噴霧 公司，型號(hào)為1朋-SS7;用來(lái)接粗冰的尼龍網(wǎng)的網(wǎng)孔目數(shù)為100;用來(lái)進(jìn)行重力 脫鹽的尼龍網(wǎng)的網(wǎng)孔目數(shù)為40;離心機(jī)生產(chǎn)廠家為北京雷勃爾離心機(jī)有限公司， 型號(hào)為L(zhǎng)DZ4-2;離心泵生產(chǎn)廠家為上海陽(yáng)光泵業(yè)制造有限公司。
權(quán)利要求
1. 一種海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng)田灌溉用水的方法，該方法采用的裝置包括離心泵(2)及與離心泵連接霧化噴嘴(3)，冰粒收集網(wǎng)(4)，濃鹽海水接受容器(9)，實(shí)現(xiàn)海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng)田灌溉用水，其特征在于包括以下過(guò)程1).首先在環(huán)境溫度為-12℃--2℃通過(guò)離心泵(2)將海水輸送到2-4m高處的經(jīng)霧化噴嘴(3)噴出的海水滴，海水滴在下落過(guò)程中形成粗冰顆粒，通過(guò)冰粒收集網(wǎng)(4)收集粗冰顆粒(5)；2).再將步驟1)收集到的粗冰顆粒(5)放在尼龍網(wǎng)(8)上，在-4℃-0℃環(huán)境溫度下以重力脫鹽，脫鹽時(shí)間為4h-8h，排除包含在粗冰粒(5)中的濃鹽海水(10)得到初步脫鹽海冰顆粒(7)；3).將步驟2)得到初步脫鹽海冰顆粒加入離心機(jī)，并在環(huán)境溫度為-4℃-0℃進(jìn)行離心固液分離，排除含鹽量較高的海水，得到低鹽海冰顆粒；4).將步驟3)得到的低鹽海冰顆粒在0℃以上的環(huán)境下融化，最終得到含鹽量為0.8ppt-6ppt的農(nóng)田灌溉用水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種海水霧化冷凍制備低鹽度農(nóng)田灌溉用水的方法，屬于海水脫鹽技術(shù)。該方法過(guò)程包括在環(huán)境溫度為-12℃--2℃，海水通過(guò)離心泵送至霧化噴嘴噴出的海水滴形成粗冰顆粒；粗冰顆粒在-4℃-0℃環(huán)境溫度下以重力脫鹽后得到初步脫鹽海冰顆粒；將得初步脫鹽海冰顆粒加入離心機(jī)進(jìn)行離心脫鹽，得到低鹽海冰顆粒；低鹽海冰顆粒在0℃融化得到0.8ppt-6ppt的農(nóng)田灌溉用水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在冬季實(shí)施本發(fā)明過(guò)程，利用季節(jié)的低溫條件達(dá)到節(jié)能的目的，另外操作過(guò)程簡(jiǎn)單方便，使用的設(shè)備造價(jià)低，它可以彌補(bǔ)在冬季打撈自然冰不足的情況下，以保證足夠的冰源為主體的進(jìn)行淡化過(guò)程的連續(xù)性。
文檔編號(hào)C02F1/22GK101264949SQ20081005285
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者李憑力, 東 王, 王世昌, 解利昕 申請(qǐng)人:天津大學(xué)