专利名称：一种海砂淡化方法
技术领域：
本发明涉及海砂淡化方法。
背景技术：
国内外很早就有海砂用于建筑，日本建筑用砂90%以上是海砂。我国浙江省宁波市研制了海砂淡化成套定型设备，海砂经过淡化处理后砂中氯盐含量平均为0. 01%。我国 浙江省宁波市采用的是将首先将海砂倒入清洗池中浸渍，然后放到料仓中，机械转动带动 料仓反复入水池冲洗，从而降低海砂氯离子含量的方法，这种方法存在前期投入大、运行费 用高、用水量大等缺点。现在世界各国有关海砂除盐的技术种类可分为散水自然清洗法、自然放置法、机 械法。散水自然清洗法Im3海砂大约用0. 2t的淡水进行清洗，清洗设备比较简单，这种 方法处理过的海砂质量较为一般。自然放置法是将海砂堆积到一定厚度，自然堆放数月或几年，根据季节至少需要 两个月时间。利用取样化验含盐量合格后使用。此方法节省，但费时，效果不一，不能解决 应急需要。难以满足施工速度的需求。经过反复试验，发现海砂氯离子含量减少的速率与浸渍的时间有关系。浸渍初期， 海砂氯离子含量减少的速度较快，随时间的增加，氯离子含量减少的速度越来越慢，直至氯 离子含量不再减少。在这一过程中，浸渍海砂空隙中的水氯离子含量逐渐增大。以往的方法因浸渍而氯离子含量增加的水是在自重力作用下自然排出海砂体，但 由于海砂表面的吸附作用，自重力太小，大量因浸渍而氯离子含量增大的水分难以排出。不 仅增加了海砂氯离子含量，还增加了为再次浸渍而注入淡水的氯离子含量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种海砂淡化方法。本发明的方案步骤为①先将海砂放入淡化池反滤体层上，平铺后注入海水或淡水至砂体面以上，浸渍 半小时以上，淡化池结构为池下部设置有反滤体层，反滤体层中布设有排管，排管的引出管 穿过池壁后固定连通一个下位阀门，淡水池上部设置有上位阀门，该步骤是上位阀门注水 浸渍，下位阀门关闭；②浸渍完成后，上位阀门二次注水，注水量以不小于砂体表面至浸渍水上表面之 间的容积量，同时应满足不小于砂体表面以上5cm高度容积量的注水量要求，注水完成后 打开下位阀门排水，直至水排完为止。本发明第二种方案其步骤是①先将海砂放入淡化池反滤体层上，平铺后注入海水或淡水至砂体面以上，浸渍 半小时以上，淡化池结构为池下部设置有反滤体层，反滤体层中布设有排管，排管的引出管穿过池壁后固定连通一个下位阀门，淡水池上部设置有上位阀门，该步骤是上位阀门注水 浸渍，下位阀门关闭；②浸渍完成后，将下位阀门作为进水阀开阀，往淡化池注水，注水量要大于海砂体 下表面至上位阀门高度之间的容积量，使浸渍水及注入水从作为溢流口的上位阀门排出；③溢流作业结束后，下位阀门停止注水，改为排水，直至排空。本发明的优点在于
1、氯离子含量较高的水排出机理不同以往浸渍方法中因浸渍而氯离子含量增加 的水是在重力作用下自然排出海砂体，但由于海砂表面的吸附作用，这种排出方法并不彻 底，海砂体内还留下大量的因浸渍而氯离子含量增大的水分。本发明的方法通过在已浸渍 过的海砂上部或下部注入海水或淡水的方法，附加一个水压力挤压因浸渍而氯离子含量增 大的水排出；同时利用水分子之间的亲和性，淡水或混入部分因浸渍而氯离子含量增大的 浸渍水的低氯离子含量水迅速与吸附在海砂表面的因浸渍海砂而氯离子含量增大的水分 融合并将其逐步挤压、剥离出海砂体。2、淡化装置不同自然放置法采用自然堆放，没有设置半封闭的淡化池；其它个 别方法有设置半封闭的水池，但底部设置不多于2个排水孔，为防止管道堵塞孔口不大于 孔口断面2 3倍面积范围内设置反滤体；本发明设计的半封闭淡化池同时具备容纳海砂 及浸渍水的功能，底部或低水头部均勻而全面设置的反滤体层，其下根据需要均勻而全面 设置排水孔。
图1为本发明淡化池结构示意图。图2为本发明第二方案淡化池结构示意图。
具体实施例方式本发明淡水池(1)反滤体层(3)结构为反滤体层(3)的排管(5)结构为与引出 管连通的大水管与若干排小水管连通，若干排小水管出水口均布在反滤体层(3)空间内， 颗粒大小不同的砂、碎石、卵石铺设在池底将排管(5)埋设其中，构成反滤体层(3)，颗粒大 小不同的砂、碎石、卵石自上而下颗粒逐级增大。反滤体层(3)由上滤层及下隔层组成，上滤层结构为四周固定在池壁上密布多孔 的衬板上铺设有颗粒大小不同的砂、碎石、卵石，颗粒大小不同的砂、碎石、卵石自上而下颗 粒逐级增大；衬板下表面与池底上表面之间形成一个间隔空间的下隔层，下隔层内腔中铺 设着排管(5)，排管(5)结构为与引出管连通的大水管与若干排小水管连通，若干排小水 管出水口均布在反滤体层(3)空间内。反滤体层(3)上表面还设置有土工布层。下位阀门(4)通过三通与水源阀门、排水阀门连通，水源阀门另一端与水源管连 通，排水阀门另一端与排水管连通。上位阀门(2)通过三通与水源阀门、排水阀门连通，水源阀门另一端与水源管连 通，排水阀门另一端与排水管连通。浸渍时可用海水或淡水，因为海水中含盐度未饱和，仍可化盐。当然用淡水更佳，在淡水缺乏的环境下可节约淡水。实施方法一1.将海砂填入淡化池(1)下部，根据需要确定铺填高度，用机械摊平，关闭下位阀门(4)，然后往淡化池(1)注入淡水，淡水覆盖海砂体顶部(也可以先往淡化池(1)中注入 淡水，然后填入海砂，淡水覆盖海砂体顶部)。根据需要确定淹没高度。2.浸渍一定时间(不低于半小时)后，将淡水迅速注入淡化池(1)，注入淡水量应 以不小于海砂体面上因浸渍海砂而氯离子含量增大的浸渍水水量，并且至少足以淹没海砂 表面5cm，由于原来注入淡水池中的淡水经过一段时间浸渍海砂，氯离子含量已经增加。为 降低海砂体空隙中水的氯离子含量(最好是先将下位阀门(4)打开，使浸渍水水位降低到 低于海砂体上表面，这样因浸渍海砂而氯离子含量增大的浸渍水不容易混入淡水中)，使水 淹没海砂，打开排水下位阀门(4)，在水压力的作用下，淡水或混入部分因浸渍而氯离子含 量增大浸渍水的淡水迅速地向下渗流，均勻且全面地将由于浸渍海砂一段时间而氯离子量 增大的浸渍水挤压出海砂的空隙，冲洗海砂表面的氯离子，使海砂氯离子含量大幅降低，同 时实现浸渍海砂水体的更新。排水过程中，经过一段时间浸渍而有所咸化的水得以排出、更替。3.因浸渍海砂而氯离子含量增大的浸渍水排除后，关闭下位阀门(4)，继续注入 使淡水覆盖海砂体顶部，继续浸渍，而后重复步骤2的操作；这样进行一至数次，经淡化的海砂就符合国家建筑用砂标准氯离子含量的要求。 由于我国各地海砂氯离子含量不同，国家建筑用砂不同级别的砂氯离子含量标准不同，具 体次数可以根据海砂的具体情况、使用要求和浸渍时间进行确定。实施方法二 1.将海砂填入淡化池(1)下部，根据需要确定铺填高度，用机械摊平，往淡化池 (1)注入淡水，然后关闭下位阀门(4)，淡水覆盖海砂体顶部(也可以先往淡化池(1)中注 入淡水，然后填入海砂，淡水覆盖海砂体顶部)。根据需要确定淹没高度。2.浸渍一定时间后，打开下位阀门(4)，从下位阀门(4)注入淡水，使水从淡化池 (1)顶部排出，在水压力的作用下，淡水或混入部分因浸渍而氯离子含量增大浸渍水的淡水 迅速地向上渗流，均勻且全面地将由于浸渍海砂一段时间而氯离子量增大的浸渍水挤压出 海砂的空隙，并使浸渍水流出淡化池(1)，冲洗海砂表面的氯离子，使海砂氯离子含量大幅 降低，同时实现浸渍海砂水体的更新。排水过程中，经过一段时间浸渍而有所咸化的水得以排出、更替。3.继续浸渍，而后重复步骤2的操作；这样进行一至数次，经淡化的海砂就符合国家建筑用砂标准氯离子含量的要求。 由于我国各地海砂氯离子含量不同，国家建筑用砂不同级别的砂氯离子含量标准不同，具 体次数可以根据海砂的具体情况、使用要求和浸渍时间进行确定。而后打开下位阀门(4)，使淡化池(1)中的水排干。实施方法三如果注入淡化池(1)的海砂之前已经进行了浸渍，同时海砂是连同浸渍水一起倒 入淡化池(1)中；或者采用其它办法使海砂表面附带的可溶氯化物溶解到附带的水中，此 时可以减少实施方法一或者实施方法二的浸渍过程，直接用淡水将氯离子含量较高的水强制挤压出海砂体。经处理的海砂氯化物含量指标就可以达到了国家建筑用砂标准。本发明巧妙地将浸渍和冲洗海砂结合起来，首先进行海砂浸渍，使附着在海砂的 氯化物溶化或脱离海砂表面，利用砂渗透性大的原理，在海砂体上下游人为附加水压力，使 淡水依次逐步渗流经过海砂体，挤压因浸渍而氯离子含量增大的浸渍水，将其逐步挤压出 海砂体，并对海砂表面的氯离子形成反复冲洗，形成多次浸渍与冲洗相结合，从而达到淡化 海砂的效果，本方案巧妙利用水压力，克服了自然排出法的缺点，提高了海砂淡化效果和效 率，可以节约大量淡水，达到事半功倍的效果。本发明所研制的海砂淡化装置需要购置的机 电设备少，具有前期投入少、运行费用低等的优点。按照本发明的淡化方法和淡化装置，对取自福建省宁德市的海砂进行了处理，该海砂氯离子含量为0. 14%，经过8小时浸渍，注入淡水排出浸渍水。经过淡化处理后的海砂 氯化物小于0. 01%的国家建筑用砂一级标准。
权利要求
一种海砂淡化方法，其特征在于本发明方案步骤为①先将海砂放入淡化池(1)反滤体层(3)上，平铺后注入海水或淡水至砂体面以上，浸渍半小时以上，淡化池(1)结构为池下部设置有反滤体层(3)，反滤体层(3)中布设有排管(5)，排管(5)的引出管穿过池壁后固定连通一个下位阀门(4)，淡水池上部设置有上位阀门(2)，该步骤是上位阀门(2)注水浸渍，下位阀门(4)关闭；②浸渍完成后，上位阀门(2)二次注水，注水量以不小于砂体表面至浸渍水上表面之间的容积量，同时应满足不小于砂体表面以上5cm高度容积量的注水量要求，注水完成后打开下位阀门(4)排水，直至水排完为止。
2.根据权利要求1所述的一种海砂淡化方法，其特征在于反滤体层(3)的排管(5)结 构为与引出管连通的大水管与若干排小水管连通，若干排小水管出水口均布在反滤体层 (3)空间内，颗粒大小不同的砂、碎石、卵石铺设在池底将排管(5)埋设其中，构成反滤体层 (3)，颗粒大小不同的砂、碎石、卵石自上而下颗粒逐级增大。
3.根据权利要求1所述的一种海砂淡化方法，其特征在于反滤体层(3)由上滤层及 下隔层组成，上滤层结构为四周固定在池壁上密布多孔的衬板上铺设有颗粒大小不同的 砂、碎石、卵石，颗粒大小不同的砂、碎石、卵石自上而下颗粒逐级增大；衬板下表面与池底 上表面之间形成一个间隔空间的下隔层，下隔层内腔中铺设着排管(5)，排管(5)结构为 与引出管连通的大水管与若干排小水管连通，若干排小水管出水口均布在反滤体层(3)空 间内。
4.根据权利要求2或3所述的一种海砂淡化方法，其特征在于反滤体层(3)上表面 还设置有土工布层。
5. 一种海砂淡化方法，其特征在于本发明方案步骤为①先将海砂放入淡化池(1)反滤体层(3)上，平铺后注入海水或淡水至砂体面以上，浸 渍半小时以上，淡化池(1)结构为池下部设置有反滤体层(3)，反滤体层(3)中布设有排管 (5)，排管(5)的引出管穿过池壁后固定连通一个下位阀门(4)，淡水池上部设置有上位阀 门(2)，该步骤是上位阀门(2)注水浸渍，下位阀门(4)关闭；②浸渍完成后，将下位阀门(4)作为进水阀开阀，往淡化池(1)注水，注水量要大于海 砂体下表面至上位阀门(2)高度之间的容积量，使浸渍水及注入水从作为溢流口的上位阀 门(2)排出；③溢流作业结束后，下位阀门(4)停止注水，改为排水，直至排空。
6.根据权利要求5所述的一种海砂淡化方法，其特征在于反滤体层(3)由上滤层及 下隔层组成，上滤层结构为四周固定在池壁上密布多孔的衬板上铺设有颗粒大小不同的 砂、碎石、卵石，颗粒大小不同的砂、碎石、卵石自上而下颗粒逐级增大；衬板下表面与池底 上表面之间形成一个间隔空间的下隔层，下隔层内腔中铺设着排管(5)，排管(5)结构为 与引出管连通的大水管与若干排小水管连通，若干排小水管出水口均布在反滤体层(3)空 间内。
7.根据权利要求5所述的一种海砂淡化方法，其特征在于反滤体层(3)由上滤层及 下隔层组成，上滤层结构为四周固定在池壁上密布多孔的衬板上铺设有颗粒大小不同的 砂、碎石、卵石，颗粒大小不同的砂、碎石、卵石自上而下颗粒逐级增大；衬板下表面与池底 上表面之间形成一个间隔空间的下隔层，下隔层内腔中铺设着排管(5)，排管(5)结构为与引出管连通的大水管与若干排小水管连通，若干排小水管出水口均布在反滤体层(3)空 间内。
8.根据权利要求6或7所述的一种海砂淡化方法，其特征在于反滤体层(3)上表面还设置有土工布层。
全文摘要
一种海砂淡化方法，涉及海砂淡化方法。步骤为①先将海砂放入淡化池反滤体层上，浸渍半小时以上，淡化池结构为池下部设置有反滤体层，反滤体层中布设有排管，淡水池上部设置有上、下位阀门，该步骤是上位阀门注水浸渍，下位阀门关闭；②浸渍完成后，上位阀门二次注水，注水量不小于砂体表面以上5cm高度容积量的注水量要求，注水完成后打开下位阀门排水，二次注水也可以由下位阀门注水，上位阀门排出。通过在已浸渍过的海砂上部或下部注入海水或淡水的方法，附加一个水压力挤压因浸渍而氯离子含量增大的水排出；设置半封闭的淡化池、反滤体；同时具备容纳海砂及浸渍水的功能。
文档编号C04B14/06GK101805137SQ201010130850
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者陈慧玲 申请人:陈慧玲