專利名稱：一種與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水淡化領(lǐng)域，具體涉及一種與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法。
背景技術(shù)：
在經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，水的可持續(xù)利用問題日趨突出。水已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。利用海水資源進(jìn)行大規(guī)模的淡化處理，開辟新水源，已經(jīng)成為全世界的必然趨勢(shì)。海水淡化是指利用海水脫鹽以生產(chǎn)淡水的過程，海水淡化可以增加淡水總量，且不受時(shí)空和氣候影響，水質(zhì)好、價(jià)格漸趨合理，可以保障沿海居民飲用水和工業(yè)鍋爐補(bǔ)水等 穩(wěn)定供水。從20世紀(jì)50年代以后，海水淡化技術(shù)隨著水資源危機(jī)的加劇得到了加速發(fā)展，在已經(jīng)開發(fā)的二十多種淡化技術(shù)中，蒸餾法、電滲析法和反滲透法等都達(dá)到了工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的水平，并在世界各地廣泛應(yīng)用。但是現(xiàn)有技術(shù)中的各種海水淡化方法在提取出淡水后，都沒有對(duì)濃縮海水進(jìn)行再處理，這使得淡化后的濃縮海水中含有的大量稀有金屬物質(zhì)完全浪費(fèi)掉，間接導(dǎo)致了海水淡化的成本居高不下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，該海水淡化處理方法在提取淡水的基礎(chǔ)上，又對(duì)濃縮海水進(jìn)行了化學(xué)元素及稀有金屬提取，其將海水淡化與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工生產(chǎn)相結(jié)合，能夠合理利用資源，降低海水淡化的成本。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，其特征在于，包含以下步驟(I)應(yīng)用反滲透海水淡化系統(tǒng)，對(duì)海水進(jìn)行淡化處理，得到淡水和濃縮海水；所述反滲透海水淡化系統(tǒng)由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電；(2)將濃縮海水經(jīng)鉀離子篩處理，提取鉀離子；(3)采用空氣吹出法在濃縮海水中提取溴；(4)采用沉淀法在濃縮海水中提取鎂；(5)采用離子交換法在濃縮海水中提取鹽，得到精制鹽或液體鹽，以及制鹽后的淡鹵水；(6)將所述淡鹵水輸送至反滲透海水淡化系統(tǒng)。本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置在于，步驟(I)包含以下子步驟(2. I)采用潛水泵在海水井中取水，并將取出的海水輸送至盤式過濾器；所述潛水泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電；
(2.2)將經(jīng)盤式過濾器過濾去除雜質(zhì)后的海水輸送至凈化水池；(2. 3)采用增壓泵將凈化水池中的海水泵入超濾裝置，并向海水中加入阻垢劑；所述增壓泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電；(2. 4)海水經(jīng)超濾裝置分離后，得到濃縮海水和初級(jí)淡水；(2. 5)采用高壓泵將初級(jí)淡水泵入由反滲透膜組組成的反滲透器，經(jīng)過反滲透器處理后，得到淡水和濃縮水；(2. 6)將淡水輸送至淡化水箱，將濃縮水輸送至能量回收裝置進(jìn)行能量回收，同時(shí)得到濃縮海水。本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置在于，所述步驟(2. 6)之后還包括采用變頻供水泵將淡化水箱中的淡水依次泵至除異味裝置、除菌裝置和濾菌器，得到淡化凈水；所述變頻供水泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電。
本發(fā)明所述的與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，采用反滲透法進(jìn)行海水提淡，并對(duì)濃縮海水進(jìn)行化學(xué)元素及稀有金屬提取、回收，其采用離子篩法進(jìn)行提鉀(可用作鉀肥)、利用空氣吹出法提溴(得到溴素)、沉淀法制鎂(得到鎂漿和石膏)，最后采用離子交換法制鹽(得到精制鹽或液體鹽)；在海水淡化和副產(chǎn)物回收過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，可綜合利用制磚，從而做到了三廢零排放的目標(biāo)；在減少資源浪費(fèi)的同時(shí)，獲得了大量的副產(chǎn)品，間接降低了海水淡化的生產(chǎn)成本。同時(shí)本發(fā)明還采用風(fēng)能發(fā)電機(jī)組為反滲透海水淡化系統(tǒng)供電，其充分利用了價(jià)格便宜的可再生能源，進(jìn)一步的降低了海水淡化的生產(chǎn)成本。濃縮海水中富含鈉、鉀、溴、鎂、鋰等有用物質(zhì)，且多為陸地緊缺的礦物資源。由于在濃縮海水中這些化學(xué)組分的濃度約為普通海水濃度的2倍，因此，采用濃縮海水進(jìn)行微量元素提取，獲取相同化學(xué)資源的處理量僅為海水直接處理量的一半，本發(fā)明可顯著降低提取鈉、鉀、溴、鎂、鋰等有用物質(zhì)的成本。此外，利用濃縮海水進(jìn)行化學(xué)資源提取不需要另外設(shè)置取海水和加氯殺菌等預(yù)處理設(shè)備，可大大節(jié)約投資和工程造價(jià)，并且，海水淡化操作過程中產(chǎn)生的濃縮海水的溫度、流量參數(shù)穩(wěn)定，便于保證化學(xué)資源提取過程中的操作穩(wěn)定性。


圖I為本發(fā)明所述與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法的主流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I所示，本發(fā)明所述的與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，包含以下步驟(I)應(yīng)用反滲透海水淡化系統(tǒng)，對(duì)海水進(jìn)行淡化處理，得到淡水和濃縮海水；所述反滲透海水淡化系統(tǒng)由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電；具體的講，反滲透海水淡化系統(tǒng)對(duì)海水進(jìn)行淡化處理的方法為(2. I)采用潛水泵在海水井中取水，并將取出的海水輸送至盤式過濾器；所述潛水泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電；(2.2)將經(jīng)盤式過濾器過濾去除雜質(zhì)后的海水輸送至凈化水池；(2. 3)采用增壓泵將凈化水池中的海水泵入超濾裝置，并向海水中加入阻垢劑；所述增壓泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電；向海水中加入阻垢劑是為了防止結(jié)垢。(2. 4)海水經(jīng)超濾裝置分離后，得到濃縮海水和初級(jí)淡水；超濾裝置主要的作用是分離懸浮物大分子膠體、黏泥、微生物、有機(jī)物等能夠?qū)Ψ礉B透膜造成污堵的雜質(zhì)；本實(shí)施例中采用外壓式的中空纖維膜作為超濾裝置，中空纖維膜材質(zhì)采用PVDF，其表面活化層致密，支撐層為海綿狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有超強(qiáng)的耐氧化性能，能夠保證其耐壓、抗污染、使用壽命長，且能長期保證產(chǎn)水的水質(zhì)，對(duì)膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細(xì)菌、大分子有機(jī)物具有良好的分離能力。(2. 5)采用高壓泵將初級(jí)淡水泵入由反滲透膜組組成的反滲透器，經(jīng)過反滲透器 處理后，得到已經(jīng)去除了海水中大部分離子的淡水和濃縮水；反滲透膜組在壓力作用下，大部分水分子和微量離子透過反滲透膜，經(jīng)收集后成為淡水；水中的大部分鹽分和膠體、有機(jī)物等不能透過反滲透膜，殘留在濃縮水中。高壓泵的作用是為反滲透器提供足夠的進(jìn)水壓力，保證海水反滲透系統(tǒng)的正常運(yùn)行。(2. 6)將淡水輸送至淡化水箱，將濃縮水輸送至能量回收裝置進(jìn)行能量回收，同時(shí)得到濃縮海水。對(duì)于海水反滲透系統(tǒng)，由于排放的濃縮海水壓力很高，加以回收利用，則可以大大降低系統(tǒng)能耗，減少運(yùn)行費(fèi)用。將能量回收裝置設(shè)置在海水高壓泵出口，可以降低系統(tǒng)能耗，減少設(shè)備投資。本實(shí)施例中優(yōu)選采用美國PEI公司的能量回收裝置，其回收效率約為
62 — 80% o(2. 7)采用變頻供水泵將淡化水箱中的淡水依次泵至除異味裝置、除菌裝置和濾菌器，得到淡化凈水；所述變頻供水泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電。本發(fā)明中所述的風(fēng)能發(fā)電機(jī)組優(yōu)選采用非并網(wǎng)風(fēng)能發(fā)電的形式實(shí)現(xiàn)。目前風(fēng)電并網(wǎng)是世界上大規(guī)模風(fēng)電場的唯一應(yīng)用方式，其風(fēng)能利用主要按照“風(fēng)輪-發(fā)電機(jī)-電網(wǎng)-用戶”路線模式運(yùn)行，但是風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)電方式中風(fēng)能發(fā)電機(jī)的制造成本和風(fēng)電的價(jià)格都較高，本發(fā)明通過將風(fēng)電以直流電形式直接進(jìn)入海淡企業(yè)，而不并入電網(wǎng)，從而極大簡化了發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及輸變電線路上的電變所功能，從而提高了風(fēng)能利用率，降低了系統(tǒng)成本。當(dāng)然本發(fā)明中的風(fēng)能發(fā)電機(jī)組不局限于采用該種形式實(shí)現(xiàn)。海水淡化過程中產(chǎn)生的濃縮海水中含有大量稀有金屬物質(zhì)，若能實(shí)現(xiàn)回收利用，可進(jìn)一步降低水成本，防止排回大海，造成生態(tài)環(huán)境污染。為此，本發(fā)明又對(duì)濃縮海水進(jìn)行了如下處理(2)將濃縮海水經(jīng)鉀離子篩處理，提取鉀離子；提取出的鉀離子可用作鉀肥使用。(3)采用空氣吹出法在濃縮海水中提取溴，得到溴素。(4)采用沉淀法在濃縮海水中提取鎂，得到鎂漿和石膏。(5)采用離子交換法在濃縮海水中提取鹽，得到精制鹽或液體鹽，以及制鹽后的淡鹵水；(6)將所述淡鹵水輸送至反滲透海水淡化系統(tǒng)，再循環(huán)進(jìn)行淡化處理。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，本發(fā)明所述的海水淡化處理方法可以采用如下方式實(shí)現(xiàn)采用反滲透海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行海水淡化，將淡化后的濃縮海水送入化工小區(qū)進(jìn)行提鉀、提溴等操作之后存入鹵池；制鹽場再取鹵池中的鹵水進(jìn)行制鹽生產(chǎn)；再將制鹽后的淡鹵水輸送回到化工小區(qū)，進(jìn)行提取鎂、鉀、溴素等工序，循環(huán)進(jìn)行上述過程即可完成整個(gè)生產(chǎn)循環(huán)。該海水淡化處理方法一方面可產(chǎn)生不含病原菌和病毒的淡水，水質(zhì)滿足《國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85))要求。另一方面可有效回收淡化后濃縮海水中的副產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)三廢零排放的目標(biāo)。經(jīng)海水淡化后的淡水回收率達(dá)60%-70%，使鹽產(chǎn)品加工縮短了 2/3生產(chǎn)周期，提高了 70%的生產(chǎn)效率。 以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，皆應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，其特征在于，包含以下步驟 (1)應(yīng)用反滲透海水淡化系統(tǒng)，對(duì)海水進(jìn)行淡化處理，得到淡水和濃縮海水；所述反滲透海水淡化系統(tǒng)由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電； (2)將濃縮海水經(jīng)鉀離子篩處理，提取鉀離子； (3)采用空氣吹出法在濃縮海水中提取溴； (4)采用沉淀法在濃縮海水中提取鎂； (5)采用離子交換法在濃縮海水中提取鹽，得到精制鹽或液體鹽，以及制鹽后的淡鹵水； (6)將所述淡鹵水輸送至反滲透海水淡化系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，其特征在于，步驟(I)包含以下子步驟 (2. I)采用潛水泵在海水井中取水，并將取出的海水輸送至盤式過濾器；所述潛水泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電； (2.2)將經(jīng)盤式過濾器過濾去除雜質(zhì)后的海水輸送至凈化水池； (2. 3)采用增壓泵將凈化水池中的海水泵入超濾裝置，并向海水中加入阻垢劑；所述增壓泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電； (2. 4)海水經(jīng)超濾裝置分離后，得到濃縮海水和初級(jí)淡水； (2. 5)采用高壓泵將初級(jí)淡水泵入由反滲透膜組組成的反滲透器，經(jīng)過反滲透器處理后，得到淡水和濃縮水； (2. 6)將淡水輸送至淡化水箱，將濃縮水輸送至能量回收裝置進(jìn)行能量回收，同時(shí)得到濃縮海水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，其特征在于，所述步驟(2. 6)之后還包括采用變頻供水泵將淡化水箱中的淡水依次泵至除異味裝置、除菌裝置和濾菌器，得到淡化凈水；所述變頻供水泵由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，首先應(yīng)用反滲透海水淡化系統(tǒng)，對(duì)海水進(jìn)行淡化處理，得到淡水和濃縮海水；所述反滲透海水淡化系統(tǒng)由風(fēng)能發(fā)電機(jī)組供電；之后將濃縮海水經(jīng)鉀離子篩處理，提取鉀離子；采用空氣吹出法在濃縮海水中提取溴；采用沉淀法在濃縮海水中提取鎂；采用離子交換法在濃縮海水中提取鹽，得到精制鹽或液體鹽，以及制鹽后的淡鹵水；將所述淡鹵水輸送至反滲透海水淡化系統(tǒng)。本發(fā)明所述的與風(fēng)能發(fā)電和鹽業(yè)化工相結(jié)合的海水淡化處理方法，采用反滲透法進(jìn)行海水提淡，并對(duì)濃縮海水進(jìn)行化學(xué)元素及稀有金屬提取、回收，在減少資源浪費(fèi)的同時(shí)，獲得了大量的副產(chǎn)品，間接降低了海水淡化的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102757138SQ20121022198
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者林勇 申請(qǐng)人:溫州華力風(fēng)能開發(fā)有限公司