海水淡化水矿化一体化系统及海水淡化水矿化一体化系统的使用方法

摘要

本发明是海水淡化水矿化一体化系统及海水淡化水矿化一体化系统的使用方法。经海水蓄水池沉淀、净化去除海水中的杂质后的海水淡化水通过输送管路与矿化室上部的进水管相连接，矿化室由矿化室前室、矿化室后室和过度室组成，通过矿化室隔板和矿化室底板分割成矿化室前室、矿化室后室和过度室，过度前室和过度后室之间设置过度室连接管，矿化室底部设置矿化室主体支撑脚，矿化室主体支撑脚支撑矿化室和跌宕室，矿化室上部的一侧设置进水管进入矿化室前室的上部，另一侧设置矿化室出水管进入跌宕室。本发明结构合理，设计科学，使用方便，制作简单，占地面积小，简化操作运行过程，把膜曝气与矿化有机地结合在一起，提高了矿化效果，缩短矿化时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化水领域的矿化设备，尤其涉及一种海水淡化水矿化一体化系统及海水淡化水矿化一体化系统的使用方法。

背景技术

近年来海水淡化在全球发展迅速，成为很多缺水国家和城市的重要水源，但是大多研究仅限于淡化工艺和设备等领域，直到本世纪初才开始关注海水淡化水进入管网的安全问题。海水淡化水具有较强的腐蚀性，不能直接进入市政管网，也不能直接作为生活用水，要进入市政管网并作为生活用水的必要补充，必须经过后处理。

目前，对海水淡化水的矿化技术主要有两种：接触式矿化法和加药式矿化法。接触式矿化法：把酸化的淡化水和富含碳酸钙的填料进行充分接触，并把碳酸钙溶解到水中的过程。接触式矿化法出水浊度低、离子非常丰富、缓冲能力强，且接触式矿化法所需原料价格低廉；但是接触式矿化法也存在着矿化效果不理想、水力停留时间长等问题。

加药式矿化法：通过加入一定量的矿化原料并调节PH，以达到提高淡化水中硬度和碱度的方法。加药式矿化法具有速度快、占地小等优点，但同时也存在矿化出水浊度大、原料及运行成本高等缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述海水淡化水的矿化技术中的问题，提供一种海水淡化水矿化一体化系统及海水淡化水矿化一体化系统的使用方法。

海水淡化水的矿化技术需要引入其它一些方法联合开发、设计新型装置，二氧化碳酸化海水淡化水技术应用到接触式矿化装置中，二氧化碳从以直接酸化海水淡化水改为通过中空纤维膜曝入海水淡化水矿化塔内，缩短海水淡化水在矿化罐中的水力停留时间，提高二氧化碳的利用率与海水淡化水的矿化效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

由矿化室和跌宕室组成，矿化室内通过隔离膜盒组件曝入二氧化碳气体，二氧化碳与矿化填料和海水淡化水接触反应，海水淡化水的钙离子含量及碱度升高，跌宕室实施跌宕，去除海水淡化水中的二氧化碳，增加海水淡化水中氧的含量，pH值提高到7以上，提升出水的稳定性及安全性。

本发明主要包括两大部分：矿化室部分、跌宕室部分。矿化室部分分为两个矿化室，进水管连接着第一矿化室(上部进水，下部出水)，设置矿化填料层，并在矿化填料层内设置着膜曝气单元，矿化室的底部设置矿化室底板，矿化室底板上设置通孔，第二矿化室内安设矿化填料层(下部进水，上部出水)，在矿化填料层内设置着膜曝气单元。

经海水蓄水池沉淀、净化去除海水中的杂质后的海水淡化水通过输送管路与矿化室上部的进水管相连接，矿化室由矿化室前室、矿化室后室和过度室组成，矿化室整体呈箱体状，矿化室采用不锈钢金属材质制作，矿化室的箱体为封闭状，通过矿化室隔板和矿化室底板分割成矿化室前室、矿化室后室和过度室，矿化室隔板和矿化室底板采用不锈钢金属材质制作，过度室在矿化室的底部，用矿化室底板分割而成，过度室采用不锈钢金属材质制作，过度室的上面为矿化室的矿化室前室和矿化室后室，矿化室底板上设置通孔，与矿化室前室和矿化室后室相连通，过度室的中间分割开，构成过度前室和过度后室，过度前室和过度后室之间设置过度室连接管，连通过度前室和过度后室，过度室和过度室连接管采用不锈钢金属材质制作，矿化室底部设置矿化室主体支撑脚，矿化室主体支撑脚支撑矿化室和跌宕室。

本发明海水淡化水进入矿化室时，先进入第一矿化室，再进入第二矿化室，海水淡化水在矿化室内通过膜组件曝入二氧化碳气体，曝入的二氧化碳与矿化填料和海水淡化水进行接触反应，海水淡化水的钙离子含量及碱度升高，矿化室由矿化室前室、矿化室后室和过度室构成，采用矿化室隔板和矿化室底板分割成矿化室前室、矿化室后室和过度室，矿化室的下面为过度室，过度室是把矿化室前室矿化后的海水淡化水过渡到矿化室后室，再度进行矿化作业，通过过度室形成矿化室前室上进下出，矿化室后室下进上出，海水淡化水在矿化室内形成U形运行。

过度室的矿化室底板上面是矿化室前室和矿化室后室，矿化室前室和矿化室后室内设置矿化填料层，矿化填料层主要采用方解石材质填充，在填充的矿化填料层中设置隔离膜盒，矿化室前室和矿化室后室分别至少设置3个隔离膜盒，隔离膜盒采用不锈钢金属材质制作，每个隔离膜盒安设进气管，进气管与矿化室箱体外相连通，进气管通过管路与二氧化碳气罐相连接，用泵送方式输入到隔离膜盒内曝气，隔离膜盒内安设中空纤维膜，隔离膜盒的端部安设密封橡胶垫，密封橡胶垫采用胶塑材质或聚氨酯材质制作，防止隔离膜盒端部泄露。

本发明在矿化室前室和矿化室后室内设置矿化填料层，在矿化填料层中安设隔离膜盒，隔离膜盒内安设中空纤维，从进气管泵送输入二氧化碳气体曝气，二氧化碳气体与海水淡化水接触反应并相融合，提升海水淡化水的钙离子含量和碱度。

矿化室上部的一侧设置进水管，海水淡化水从矿化室的进水管进入矿化室前室的上部，海水淡化水向下运动到矿化室底板，即海水淡化水是上进下出。

矿化室上部的另一侧设置矿化室出水管，海水淡化水从矿化室下部的矿化室底板的通孔进入矿化室后室，海水淡化水向上运动到矿化室上部的矿化室出水管引出，即海水淡化水是下进上出。

本发明海水淡化水进入矿化室，在矿化室前室中海水淡化水是上进下出，海水淡化水由上向下运行，通过过度室进入矿化室后室后海水淡化水是下进上出，海水淡化水由下向上运行，构成矿化过程。

矿化部分发生的反应：

矿化室出水管与跌宕室上端部相连接，至少设置5根矿化室出水管，经矿化室矿化后的海水淡化水通过矿化室出水管流入跌宕室，跌宕室整体呈箱体状，跌宕室采用不锈钢金属材质制作，跌宕室内由上至下设置跌宕板，跌宕板整体呈L形，跌宕板上下阶梯状相对安设，跌宕板的奇数板与跌宕板的偶数板相对安设，下部的跌宕板承接上部的跌宕板，跌宕板采用金属材质或塑料材质制作，海水淡化水从跌宕室上部落下，每一块跌宕板承接上一块跌宕板落下的海水淡化水，逐块下落，形成跌宕下落，海水淡化水在跌宕室内大量的去除海水淡化水中未反应的二氧化碳，增加海水淡化水中的含氧量，经过跌宕后的海水淡化水pH值能大幅提高到7左右。

本发明经过矿化的海水淡化水进入跌宕室，跌宕室(上部进水，下部出水)在中间设置L型跌宕板，跌宕板离跌宕室壁面有一定距离。经过跌宕过程海水淡化水中的二氧化碳得到去除，并增加水中氧的含量，跌宕后的出水pH值你那个提高到7以上，这使得出水的稳定性及安全性的到大幅提升。

跌宕室下部设置出水管，出水管收集跌宕下落的海水淡化水，由出水管引出海水淡化水，出水管通过管道与集水池相连接，引出的海水淡化水送入集水池待用。

本发明跌宕下落的海水淡化水在跌宕室的下部出水管引出，出水管与管道相连接，输送到集水池待用。

经海水蓄水池沉淀、净化去除海水中的杂质后的海水淡化水通过输送管路把海水淡化水输送到矿化室，海水淡化从矿化室上部的进水管流入矿化室的矿化室前室的上部，海水淡化水流经矿化室前室内设置的矿化填料层由上向下运动，海水淡化水在从上向下运动的过程中海水淡化水与矿化填料层的填料实施矿化，实施矿化的同时，从安设在矿化填料层中的隔离膜盒的进气管向矿化室前室的矿化填料层曝气，从二氧化碳气罐泵送向隔离膜盒输入二氧化碳气体，海水淡化水与二氧化碳气体接触反应，提升海水淡化水的钙离子含量和碱度。

当海水淡化水流经每组隔离膜盒时，隔离膜盒内的中空纤维膜向流经矿化填料层的海水淡化水释放二氧化碳气体，实施曝气，曝入的二氧化碳与矿化填料和海水淡化水接触反应，提升海水淡化水的钙离子含量和碱度。

海水淡化水从进水管进入矿化室前室，随着海水淡化水自身的重力向下运动，穿过矿化室前室底部的矿化室底板的通孔进入过度室的过度前室，随着过度前室内海水淡化水的不断流入，过度前室内海水淡化水从过度室连接管流入过度后室，海水淡化水在过度后室内蓄积，海水淡化水的水位不断升高，矿化室前室的海水淡化水不断进入过度前室，过度前室的海水淡化水的水压不断升高，推动过度后室的海水淡化水穿过矿化室底板的通孔进入矿化室后室向上运动，海水淡化水流经矿化室后室内设置的矿化填料层由下向上运动，海水淡化水在从下向上运动的过程中海水淡化水与矿化填料层的填料实施矿化，实施矿化的同时，从安设在矿化填料层中的隔离膜盒的进气管向矿化室前室的矿化填料层曝气，从二氧化碳气罐泵送向隔离膜盒输入二氧化碳气体，海水淡化水与二氧化碳气体接触反应，再度提升海水淡化水的钙离子含量和碱度。

当海水淡化水上升到矿化室后室的顶部从矿化室出水管流出进入跌宕室的上部，经矿化室矿化后的海水淡化水通过矿化室出水管流入跌宕室，经矿化后的海水淡化水从跌宕室的上部落下，跌宕室内由上至下设置跌宕板，落下的海水淡化水随着跌宕板逐块下落，形成跌宕下落，海水淡化水在跌宕室内大量的去除海水淡化水中未反应的二氧化碳，增加海水淡化水中的含氧量，经过跌宕后的海水淡化水pH值能大幅提高到7左右。

当海水淡化水运动到跌宕室的下部，经跌宕后的海水淡化水从跌宕室下部设置的出水管引出，出水管通过管道与集水池相连接，引出的海水淡化水送入集水池待用。

本发明是海水淡化水矿化一体化系统及海水淡化水矿化一体化系统的使用方法。结构合理，设计科学，使用方便，制作简单，占地面积小，简化操作运行过程，把膜曝气与矿化有机地结合在一起，解决了传统矿化装置所存在的缺点，提高了海水淡化水的矿化效果，缩短了海水淡化水的矿化时间。通过中空纤维膜曝入矿化室，增加了二氧化碳在矿化室内的反应接触面积，提高了二氧化碳的利用效率；二氧化碳都是以分子态进入矿化室内，分子态的二氧化碳在矿化室得到充分的反应，提高了海水的矿化效果；矿化室内二氧化碳气体得到充分的利用，经过跌宕室提高出水的pH值，海水淡化水的安全性进一步提升；矿化室内设置两个矿化室，增加了海水淡化水在矿化室内的行程，提高了海水淡化水的矿化效率。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明详细说明。

图1海水淡化水矿化一体化系统的示意图

图2海水淡化水矿化一体化系统的俯视示意图

图3海水淡化水矿化一体化系统的隔离膜盒的剖视示意图

1进水管，2矿化室，3矿化填料层，4隔离膜盒，5矿化室隔板，6跌宕隔板，7矿化室出水管，8跌宕板，9出水管，10进气管，11密封橡胶垫，12中空纤维膜，13过度室，14过度室连接管，15填料隔离板，16矿化室主体支撑脚，17矿化室前室，18矿化室后室，19过度前室，20过度后室。

具体实施方式

实施例1

由矿化室(2)和跌宕室(6)组成，矿化室(2)内通过隔离膜盒(4)组件曝入二氧化碳气体，二氧化碳与矿化填料和海水淡化水接触反应，海水淡化水的钙离子含量及碱度升高，跌宕室(6)实施跌宕，去除海水淡化水中的二氧化碳，增加海水淡化水中氧的含量，pH值提高到7以上，提升出水的稳定性及安全性。

经海水蓄水池沉淀、净化去除海水中的杂质后的海水淡化水通过输送管路与矿化室(2)上部的进水管(1)相连接，矿化室(2)由矿化室前室(17)、矿化室后室(18)和过度室(13)组成，矿化室(2)整体呈箱体状，矿化室(2)采用不锈钢金属材质制作，矿化室(2)的箱体为封闭状，通过矿化室隔板(5)和矿化室底板(15)分割成矿化室前室(17)、矿化室后室(18)和过度室(13)，矿化室隔板(5)和矿化室底板(15)采用不锈钢金属材质制作，过度室(13)在矿化室(2)的底部，用矿化室底板(15)分割而成，过度室(13)采用不锈钢金属材质制作，过度室(13)的上面为矿化室(2)的矿化室前室(17)和矿化室后室(18)，矿化室底板(15)上设置通孔，与矿化室前室(17)和矿化室后室(18)相连通，过度室(13)的中间分割开，构成过度前室(19)和过度后室(20)，过度前室(19)和过度后室(20)之间设置过度室连接管(14)，连通过度前室(19)和过度后室(20)，过度室(13)和过度室连接管(14)采用不锈钢金属材质制作，矿化室(2)底部设置矿化室主体支撑脚(16)，矿化室主体支撑脚(16)支撑矿化室(2)和跌宕室(6)，如图1、图2所示。

实施例2

过度室(13)的矿化室底板(15)上面是矿化室前室(17)和矿化室后室(18)，矿化室前室(17)和矿化室后室(18)内设置矿化填料层(3)，矿化填料层(3)主要采用方解石材质填充，在填充的矿化填料层(3)中设置隔离膜盒(4)，矿化室前室(17)和矿化室后室(18)分别至少设置3个隔离膜盒(4)，隔离膜盒(4)采用不锈钢金属材质制作，每个隔离膜盒(4)安设进气管(10)，进气管(10)与矿化室(2)箱体外相连通，进气管(10)通过管路与二氧化碳气罐相连接，用泵送方式输入到隔离膜盒(4)内曝气，隔离膜盒(4)内安设中空纤维膜(12)，隔离膜盒(4)的端部安设密封橡胶垫(11)，密封橡胶垫(11)采用胶塑材质或聚氨酯材质制作，防止隔离膜盒(4)端部泄露，如图1、图2、图3所示。

实施例3

矿化室(2)上部的一侧设置进水管(1)，海水淡化水从矿化室(2)的进水管(1)进入矿化室前室(17)的上部，海水淡化水向下运动到矿化室底板(15)，即海水淡化水是上进下出。

矿化室(2)上部的另一侧设置矿化室出水管(7)，海水淡化水从矿化室(2)下部的矿化室底板(15)的通孔进入矿化室后室(18)，海水淡化水向上运动到矿化室(2)上部的矿化室出水管(7)引出，即海水淡化水是下进上出，如图1、图2所示。

实施例4

矿化室出水管(7)与跌宕室(6)上端部相连接，至少设置5根矿化室出水管(7)，经矿化室(2)矿化后的海水淡化水通过矿化室出水管(7)流入跌宕室(6)，跌宕室(6)整体呈箱体状，跌宕室(6)采用不锈钢金属材质制作，跌宕室(6)内由上至下设置跌宕板(8)，跌宕板(8)整体呈L形，跌宕板(8)上下阶梯状相对安设，跌宕板(8)的奇数板与跌宕板(8)的偶数板相对安设，下部的跌宕板(8)承接上部的跌宕板(8)，跌宕板(8)采用金属材质或塑料材质制作，海水淡化水从跌宕室(6)上部落下，每一块跌宕板(8)承接上一块跌宕板(8)落下的海水淡化水，逐块下落，形成跌宕下落，海水淡化水在跌宕室(6)内大量的去除海水淡化水中未反应的二氧化碳，增加海水淡化水中的含氧量，经过跌宕后的海水淡化水pH值能大幅提高到7左右，如图1、图2所示。

实施例5

跌宕室(6)下部设置出水管(9)，出水管(9)收集跌宕下落的海水淡化水，由出水管(9)引出海水淡化水，出水管(9)通过管道与集水池相连接，引出的海水淡化水送入集水池待用，如图1、图2、图3所示。

实施例6

经海水蓄水池沉淀、净化去除海水中的杂质后的海水淡化水通过输送管路把海水淡化水输送到矿化室(2)，海水淡化从矿化室(2)上部的进水管(1)流入矿化室(2)的矿化室前室(17)的上部，海水淡化水流经矿化室前室(17)内设置的矿化填料层(3)由上向下运动，海水淡化水在从上向下运动的过程中海水淡化水与矿化填料层(3)的填料实施矿化，实施矿化的同时，从安设在矿化填料层(3)中的隔离膜盒(4)的进气管(10)向矿化室前室(17)的矿化填料层(3)曝气，从二氧化碳气罐泵送向隔离膜盒(4)输入二氧化碳气体，海水淡化水与二氧化碳气体接触反应，提升海水淡化水的钙离子含量和碱度，如图1、图2、图3所示。

实施例7

当海水淡化水流经每组隔离膜盒(4)时，隔离膜盒(4)内的中空纤维膜(12)向流经矿化填料层(3)的海水淡化水释放二氧化碳气体，实施曝气，曝入的二氧化碳与矿化填料和海水淡化水接触反应，提升海水淡化水的钙离子含量和碱度。

海水淡化水从进水管(1)进入矿化室前室(17)，随着海水淡化水自身的重力向下运动，穿过矿化室前室(17)底部的矿化室底板(15)的通孔进入过度室(13)的过度前室(19)，随着过度前室(19)内海水淡化水的不断流入，过度前室(19)内海水淡化水从过度室连接管(14)流入过度后室(20)，海水淡化水在过度后室(20)内蓄积，海水淡化水的水位不断升高，矿化室前室(17)的海水淡化水不断进入过度前室(19)，过度前室(19)的海水淡化水的水压不断升高，推动过度后室(20)的海水淡化水穿过矿化室底板(15)的通孔进入矿化室后室(18)向上运动，海水淡化水流经矿化室后室(18)内设置的矿化填料层(3)由下向上运动，海水淡化水在从下向上运动的过程中海水淡化水与矿化填料层(3)的填料实施矿化，实施矿化的同时，从安设在矿化填料层(3)中的隔离膜盒(4)的进气管(10)向矿化室前室(17) 的矿化填料层(3)曝气，从二氧化碳气罐泵送向隔离膜盒(4)输入二氧化碳气体，海水淡化水与二氧化碳气体接触反应，再度提升海水淡化水的钙离子含量和碱度，如图1、图2、图3所示。

实施例8

当海水淡化水上升到矿化室后室(18)的顶部从矿化室出水管(7)流出进入跌宕室(6)的上部，经矿化室(2)矿化后的海水淡化水通过矿化室出水管(7)流入跌宕室(6)，经矿化后的海水淡化水从跌宕室(6)的上部落下，跌宕室(6)内由上至下设置跌宕板(8)，落下的海水淡化水随着跌宕板(8)逐块下落，形成跌宕下落，海水淡化水在跌宕室(6)内大量的去除海水淡化水中未反应的二氧化碳，增加海水淡化水中的含氧量，经过跌宕后的海水淡化水pH值能大幅提高到7左右，如图1、图2、图3所示。

实施例9

当海水淡化水运动到跌宕室(6)的下部，经跌宕后的海水淡化水从跌宕室(6)下部设置的出水管(9)引出，出水管(9)通过管道与集水池相连接，引出的海水淡化水送入集水池待用，如图1、图2、图3所示。