本發(fā)明屬于海水淡化
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種熱膜耦合海水淡化工藝。
背景技術(shù)：
：我國淡水資源短缺，特別是北方沿海地區(qū)是我國缺水最嚴(yán)重的地區(qū)之一，海水淡化是解決我國沿海城市水資源短缺的必然趨勢。目前，海水淡化技術(shù)已經(jīng)比較成熟，常用的海水淡化技術(shù)主要分為熱法和膜法，兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)和局限性。熱法是將海水加熱蒸發(fā)后得到蒸汽，然后再將蒸汽冷凝成淡水，其優(yōu)點(diǎn)是對原海水要求低，預(yù)處理簡單，淡化水含鹽量較低，局限性是海水淡化過程發(fā)生氣液兩相變化，對熱量需求大，海水利用率低、冷卻水?dāng)y帶熱量離開等；膜法是利用天然或人工合成的高分子薄膜，以外加能量或化學(xué)位差作為推動力，將海水中的鹽和水分離開得到淡水，其優(yōu)點(diǎn)是整個過程不發(fā)生相變，一般不需要加熱，能耗低，啟動和停機(jī)較簡單，局限性是海水溫度波動影響膜通量，對預(yù)處理要求嚴(yán)格，淡化水含鹽量較高等。根據(jù)熱法和膜法兩類海水淡化技術(shù)的特點(diǎn)分析，可知這兩類方法具有一定的互補(bǔ)性，通過熱膜耦合海水淡化技術(shù)，能將熱法和膜法海水淡化技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來。但是目前的熱膜耦合海水淡化技術(shù)大部分只是兩種方法的簡單組合，不是完全意義上的集成，不能充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，導(dǎo)致了能耗和成本較高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種低成本、高效、穩(wěn)定的熱膜耦合海水淡化工藝，將熱法和膜法海水淡化技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，充分發(fā)揮二者優(yōu)勢，將熱法和膜法海淡的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)，更合理的利用海水和熱量，從而降低海水淡化的投資成本和運(yùn)行成本。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種熱膜耦合海水淡化工藝，其特征在于，包括如下步驟：物料海水首先經(jīng)過預(yù)處理，去除海水中的懸浮物和膠體，絮體污泥排入污泥系統(tǒng)處理，清水分別進(jìn)入熱法海水淡化進(jìn)水池或膜法海水淡化進(jìn)水池；海水經(jīng)過所述熱法海水淡化進(jìn)水池出口流至低溫多效蒸餾海水淡化裝置，進(jìn)入熱法海水淡化程序，產(chǎn)生成品水、濃鹽水和冷卻排水，其中成品水使用，濃鹽水外排；根據(jù)熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量q1與膜法海水淡化進(jìn)水水量q2之間的不同關(guān)系，所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水來源不同：當(dāng)q1≥q2時，所述膜法海水淡化進(jìn)水池與所述低溫多效蒸餾海水淡化裝置連通，所述所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水全部來自熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水；當(dāng)q1＝0時，所述膜法海水淡化進(jìn)水池與混合絮凝沉淀池連通，所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水全部來自預(yù)處理后的新鮮海水；當(dāng)0＜q1＜q2時，所述膜法海水淡化進(jìn)水池分別與所述低溫多效蒸餾海水淡化裝置和所述混合絮凝沉淀池連通，所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水分別來自熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水和預(yù)處理后的新鮮海水；海水經(jīng)過所述膜法海水淡化進(jìn)水池出口流出，進(jìn)入膜法海水淡化程序，產(chǎn)生的成品水使用，產(chǎn)生的濃鹽水外排。優(yōu)選地，物料海水經(jīng)海水取水泵站由泵提升至所述混合絮凝沉淀池進(jìn)行預(yù)處理。優(yōu)選地，所述熱法海水淡化程序包括蒸發(fā)和冷凝。優(yōu)選地，所述膜法海水淡化程序包括砂濾、超濾和反滲透。優(yōu)選地，當(dāng)q1≠0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水直接使用；當(dāng)q1＝0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水流經(jīng)成品水換熱器后再使用。優(yōu)選地，當(dāng)q1≠0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水直接外排；當(dāng)q1＝0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水流經(jīng)濃鹽水換熱器后再外排。優(yōu)選地，當(dāng)q1≠0時，海水經(jīng)所述砂濾池流出后，直接進(jìn)入超濾裝置；當(dāng)q1＝0時，海水經(jīng)所述砂濾池流出后，通過所述濃鹽水換熱器和所述成品水換熱器，分別與熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水和濃鹽水進(jìn)行熱量交換，升溫后再進(jìn)入所述超濾裝置。優(yōu)選地，當(dāng)q1＞q2時，排出熱法海水淡化產(chǎn)生的多余冷卻排水。本方案具體包含以下步驟：1、物料海水首先經(jīng)海水提升泵提升至熱膜耦合海水淡化工程的預(yù)處理單元，即混合絮凝沉淀池，去除海水中懸浮物、膠體。經(jīng)沉淀澄清分離，絮體污泥排入污泥系統(tǒng)處理，清水分別進(jìn)入熱法海水淡化進(jìn)水池或膜法海水淡化進(jìn)水池。2、熱法海水淡化冷卻排水水量會隨著一年四季海水溫度的不同而變化，根據(jù)熱法海水淡化冷卻排水和膜法海水淡化進(jìn)水水量大小關(guān)系的不同，經(jīng)過預(yù)處理后的海水去向有以下幾種方式：(1)方式一：當(dāng)進(jìn)水海水溫度大于等于溫度拐點(diǎn)1時，熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量大于等于膜法海水淡化進(jìn)水水量時的方式(其中溫度拐點(diǎn)1指熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量等于膜法海水淡化進(jìn)水水量時的海水溫度)。如圖2所示，預(yù)處理后的海水從熱法海水淡化進(jìn)水池經(jīng)泵提升進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置(lt-med)，海水經(jīng)蒸發(fā)冷凝后產(chǎn)生成品水、濃鹽水、冷卻排水三股水流。開啟第九閥門9，關(guān)閉第七閥門7，成品水進(jìn)入熱法海水淡化成品水箱。開啟第八閥門8，關(guān)閉第六閥門6，濃鹽水外送至鹽場。由于熱法海水淡化單元產(chǎn)生的冷卻排水水量大于等于膜法海水淡化進(jìn)水水量，開啟第二閥門2和第三閥門3，關(guān)閉第一閥門1，這樣一部分熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水進(jìn)入膜法海水淡化進(jìn)水池，作為膜法海水淡化的進(jìn)水使用，多余的冷卻水外排。熱法海水淡化冷卻排水從膜法海水淡化進(jìn)水池經(jīng)泵提升進(jìn)入膜法海水淡化單元的砂濾池，開啟第四閥門4，關(guān)閉第五閥門5，經(jīng)超濾、反滲透裝置處理后，產(chǎn)生的成品水進(jìn)入膜法海水淡化成品水箱，濃鹽水外送至鹽場。(2)方式二：當(dāng)進(jìn)水海水溫度小于等于溫度拐點(diǎn)2時，熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量為零時的方式(其中溫度拐點(diǎn)2指熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量為零時的海水最高溫度)。如圖3所示，預(yù)處理后的海水一部分進(jìn)入熱法海水淡化進(jìn)水池，經(jīng)泵提升進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置(lt-med)，海水經(jīng)蒸發(fā)冷凝后產(chǎn)生成品水、濃鹽水兩股水流，開啟第七閥門7，關(guān)閉第九閥門9，成品水進(jìn)入熱法海水淡化成品水箱。開啟第六閥門6，關(guān)閉第八閥門8，濃鹽水外送至鹽場。由于熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量為零，沒有外排冷卻水，關(guān)閉第二閥門2和第三閥門3，開啟第一閥門1，預(yù)處理后的另一部分海水進(jìn)入膜法海水淡化進(jìn)水池，經(jīng)泵提升后送至砂濾池，關(guān)閉第四閥門4，開啟第五閥門5，過濾出水通過換熱器與熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水和濃鹽水進(jìn)行熱量交換，升溫后的海水經(jīng)超濾、反滲透裝置處理后，產(chǎn)生的成品水進(jìn)入膜法海水淡化成品水箱，濃鹽水外送至鹽場。具體流程圖如圖3所示。(3)方式三：當(dāng)進(jìn)水海水溫度大于溫度拐點(diǎn)2小于溫度拐點(diǎn)1時，熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量大于零小于膜法海水淡化進(jìn)水水量時的方式如圖4所示，預(yù)處理后的海水從熱法海水淡化進(jìn)水池經(jīng)泵提升進(jìn)入低溫多效蒸餾海水淡化裝置(lt-med)，海水經(jīng)蒸發(fā)冷凝后產(chǎn)生成品水、濃鹽水、冷卻排水三股水流。開啟第九閥門9，關(guān)閉第七閥門7，成品水進(jìn)入熱法海水淡化成品水箱。開啟第八閥門8，關(guān)閉第六閥門6，濃鹽水外送至鹽場。由于熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量小于膜法海水淡化進(jìn)水水量，開啟第二閥門2，關(guān)閉第三閥門3，熱法海水淡化冷卻排水全部進(jìn)入膜法海水淡化進(jìn)水池，作為膜法海水淡化進(jìn)水使用。開啟第一閥門1，膜法海水淡化進(jìn)水不足部分的水量由預(yù)處理后的新鮮海水補(bǔ)充，在膜法海水淡化進(jìn)水池中與熱法海水淡化冷卻排水混合之后，保持合適的溫度，經(jīng)泵提升至砂濾池。開啟第四閥門4，關(guān)閉第五閥門5，經(jīng)超濾、反滲透裝置處理后，產(chǎn)生成品水進(jìn)入膜法海水淡化成品水箱，濃鹽水外送至鹽場。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、熱法與膜法海水淡化有機(jī)結(jié)合，充分利用熱法海水淡化冷卻排水或成品水及濃鹽水?dāng)y帶的熱量，達(dá)到節(jié)能降耗、降低投資成本和運(yùn)行成本的目的；2、將熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻水排水直接用作膜法海水淡化進(jìn)水使用，大大減少了海水的取水量和排水量，降低了能耗，節(jié)約了投資成本和運(yùn)行成本。3、熱法和膜法海水淡化共用一套預(yù)處理裝置，大大降低了投資成本和運(yùn)行成本。4、膜法、熱法海水淡化分別設(shè)立單獨(dú)的成品水箱，可根據(jù)熱法、膜法海水淡化產(chǎn)生的成品水水質(zhì)，分別外供或進(jìn)行一定比例混合，操作靈活，可滿足不同用水需求。附圖說明圖1為本發(fā)明熱膜耦合海水淡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明熱膜耦合海水淡化工藝方式一的流程圖。圖3是本發(fā)明熱膜耦合海水淡化工藝方式二的流程圖。圖4是本發(fā)明熱膜耦合海水淡化工藝方式三的流程圖。其中：1第一閥門；2第二閥門；3第三閥門；4第四閥門；5第五閥門；6第六閥門；7第七閥門；8第八閥門；9第九閥門；11熱法成品水；12熱法濃鹽水；13熱法冷卻排水；21膜法成品水；22膜法濃鹽水。具體實施方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示的一種熱膜耦合海水淡化工藝，一種熱膜耦合海水淡化工藝，其特征在于，包括如下步驟：物料海水首先經(jīng)過預(yù)處理，去除海水中的懸浮物和膠體，絮體污泥排入污泥系統(tǒng)處理，清水分別進(jìn)入熱法海水淡化進(jìn)水池或膜法海水淡化進(jìn)水池；海水經(jīng)過所述熱法海水淡化進(jìn)水池出口流至低溫多效蒸餾海水淡化裝置，進(jìn)入熱法海水淡化程序，產(chǎn)生成品水、濃鹽水和冷卻排水，其中成品水使用，濃鹽水外排；根據(jù)熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量q1與膜法海水淡化進(jìn)水水量q2之間的不同關(guān)系，所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水來源不同：當(dāng)q1≥q2時，所述膜法海水淡化進(jìn)水池與所述低溫多效蒸餾海水淡化裝置連通，所述所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水全部來自熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水；當(dāng)q1＝0時，所述膜法海水淡化進(jìn)水池與混合絮凝沉淀池連通，所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水全部來自預(yù)處理后的新鮮海水；當(dāng)0＜q1＜q2時，所述膜法海水淡化進(jìn)水池分別與所述低溫多效蒸餾海水淡化裝置和所述混合絮凝沉淀池連通，所述膜法海水淡化進(jìn)水池的進(jìn)水分別來自熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水和預(yù)處理后的新鮮海水；海水經(jīng)過所述膜法海水淡化進(jìn)水池出口流出，進(jìn)入膜法海水淡化程序，產(chǎn)生的成品水使用，產(chǎn)生的濃鹽水外排。在更加優(yōu)選的實施例中，物料海水經(jīng)海水取水泵站由泵提升至所述混合絮凝沉淀池進(jìn)行預(yù)處理。在更加優(yōu)選的實施例中，所述熱法海水淡化程序包括蒸發(fā)和冷凝。在更加優(yōu)選的實施例中，所述膜法海水淡化程序包括砂濾、超濾和反滲透。在更加優(yōu)選的實施例中，當(dāng)q1≠0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水直接使用；當(dāng)q1＝0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水流經(jīng)成品水換熱器后再使用。在更加優(yōu)選的實施例中，當(dāng)q1≠0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水直接外排；當(dāng)q1＝0時，熱法海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水流經(jīng)濃鹽水換熱器后再外排。在更加優(yōu)選的實施例中，當(dāng)q1≠0時，海水經(jīng)所述砂濾池流出后，直接進(jìn)入超濾裝置；當(dāng)q1＝0時，海水經(jīng)所述砂濾池流出后，通過所述濃鹽水換熱器和所述成品水換熱器，分別與熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水和濃鹽水進(jìn)行熱量交換，升溫后再進(jìn)入所述超濾裝置。在更加優(yōu)選的實施例中，當(dāng)q1＞q2時，排出熱法海水淡化產(chǎn)生的多余冷卻排水。在某一具體的實施例中，采用本發(fā)明的熱膜耦合海水淡化工藝對某海水樣本進(jìn)行淡化，如表1、表2分別所示海水淡化進(jìn)水、出水水質(zhì)指標(biāo)。表1本實施例海水淡化進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)序號項目名稱單位工藝指標(biāo)1平均水溫℃12.42ph值8.163鹽度‰34.7564domg/l7.605codmnmg/l1.456石油類mg/l0.0257懸浮物mg/l106.3表2本實施例海水淡化出水水質(zhì)指標(biāo)序號項目單位熱法海水淡化成品水膜法海水淡化成品水1tdsmg/l≤5≤20物料海水首先經(jīng)海水提升泵提升至熱膜耦合海水淡化工程的預(yù)處理單元，即混合絮凝沉淀池，去除海水中懸浮物、膠體。經(jīng)沉淀澄清分離，絮體污泥排入污泥系統(tǒng)處理，清水分別進(jìn)入熱法海水淡化進(jìn)水池或膜法海水淡化進(jìn)水池。根據(jù)海水的實際溫度，經(jīng)過預(yù)處理后的海水去向有以下幾種方式：方式一：如圖2所示，當(dāng)進(jìn)水海水溫度大于等于20℃時(其中20℃指本實施例條件下熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量等于膜法海水淡化進(jìn)水水量時的海水溫度)，預(yù)處理后的海水從熱法海水淡化進(jìn)水池經(jīng)泵提升進(jìn)入熱水直驅(qū)-低溫多效蒸餾海水淡化裝置，海水經(jīng)蒸發(fā)冷凝后產(chǎn)生成品水11、濃鹽水12、冷卻排水13三股水流，其中成品水11進(jìn)入熱法海水淡化成品水箱，濃鹽水12外送至鹽場。此時熱法海水淡化單元產(chǎn)生的冷卻排水13水量大于等于膜法海水淡化進(jìn)水水量，這樣一部分熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水13進(jìn)入膜法海水淡化進(jìn)水池，作為膜法海水淡化的進(jìn)水使用，多余的冷卻排水13外排。熱法海水淡化冷卻排水13從膜法海水淡化進(jìn)水池經(jīng)泵提升進(jìn)入膜法海水淡化單元的砂濾池，之后經(jīng)超濾、反滲透裝置處理后，產(chǎn)生的成品水21進(jìn)入膜法海水淡化成品水箱，濃鹽水22外送至鹽場。方式二：如圖3所示，當(dāng)進(jìn)水海水溫度小于等于3℃時(其中3℃指本實施例條件下熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水水量為零時的海水溫度)，預(yù)處理后的海水一部分進(jìn)入熱法海水淡化進(jìn)水池，經(jīng)泵提升進(jìn)入熱水直驅(qū)-低溫多效蒸餾海水淡化裝置，海水經(jīng)蒸發(fā)冷凝后產(chǎn)生成品水11、濃鹽水12兩股水流，其中成品水11進(jìn)入熱法海水淡化成品水箱，濃鹽水12外送至鹽場。此時熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻水水量為零，沒有外排冷卻水。預(yù)處理后的另一部分海水進(jìn)入膜法海水淡化進(jìn)水池，經(jīng)泵提升后送至砂濾池，過濾出水通過換熱器與熱法海水淡化產(chǎn)生的成品水11和濃鹽水12進(jìn)行熱量交換，升溫后的海水經(jīng)超濾、反滲透裝置處理后，產(chǎn)生的成品水21進(jìn)入膜法海水淡化成品水箱，濃鹽水22外送至鹽場。方式三：如圖4所示，當(dāng)進(jìn)水海水溫度大于3℃小于20℃時，預(yù)處理后的海水從熱法海水淡化進(jìn)水池經(jīng)泵提升進(jìn)入熱水直驅(qū)-低溫多效蒸餾海水淡化裝置，海水經(jīng)蒸發(fā)冷凝后產(chǎn)生成品水11、濃鹽水12、冷卻排水13三股水流，其中成品水11進(jìn)入成品水箱，濃鹽水12外送至鹽場。此時熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水13水量小于膜法海水淡化進(jìn)水水量，熱法海水淡化冷卻排水13全部進(jìn)入膜法海水淡化進(jìn)水池，作為膜法海水淡化進(jìn)水使用，膜法海水淡化進(jìn)水不足部分的水量由預(yù)處理后的新鮮海水補(bǔ)充，在膜法海水淡化進(jìn)水池中與熱法海水淡化冷卻排水13混合之后，保持合適的溫度，經(jīng)泵提升至砂濾池，之后經(jīng)超濾、反滲透裝置處理后，產(chǎn)生成品水21進(jìn)入膜法海水淡化成品水箱，濃鹽水22外送至鹽場。此方式將熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻排水作為膜法海水淡化部分進(jìn)水，可以減少60000t/d的新鮮海水取水量和排水量；熱法海水淡化產(chǎn)生的冷卻水作為膜法海水淡化進(jìn)水，可以使膜法海淡進(jìn)水溫度達(dá)到30℃～35℃，使反滲透膜達(dá)到較好的通透性，同時滲透壓降低，反滲透進(jìn)水泵壓力比此時新鮮海水(水溫15℃)直接進(jìn)入反滲透膜時可以減少約100m，電耗降低20％左右。以上三種方式都是在膜法海水淡化單元和熱法海水淡化單元中分別設(shè)立單獨(dú)的成品水箱，這樣可以根據(jù)熱法海水淡化和膜法海水淡化產(chǎn)生的成品水水質(zhì)不同，分別外供或進(jìn)行一定比例混合，操作靈活，可以滿足不同用水需求。以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12