全膜法海水淡化及浓盐水综合利用系统的制作方法

本发明涉及海水淡化领域，特别是涉及一种全膜法海水淡化及浓盐水综合利用系统。

背景技术：

近几年，我国海水淡化产业得到了快速发展，在一定程度上缓解了我国部分地区水资源日益短缺的问题。但是随着海水淡化产业的不断发展，淡化副产浓盐水排放问题越来越得到人们的重视，目前，大部分的淡化浓盐水都直接排入海洋，由于浓盐水其含盐量比海水高1～3倍，直接排海会对海洋造成很大的污染，对当地的海洋生态造成一定的破坏。而利用盐田对其进行日晒制盐，由于土地的需求也制约着海水淡化产业的发展。

为了减少浓盐水对海洋的污染，同时有效的利用浓海水中的化学元素，采用零排放技术，对海水进行淡化，并对浓盐水提取化工产品，成为降低对海洋生态影响的有效方法。但是目前对浓盐水的浓缩工艺需要消耗大量的能耗，严重制约着浓盐水的利用。

技术实现要素：

为了实现海水淡化的零排放，本发明提供一种全膜法海水淡化及浓盐水综合利用系统，采用零排放技术提取化工产品，并且在过滤过程中综合运用能耗，降低了海水淡化技术的综合运行成本。

为此，本发明的技术方案在于：

一种全膜法海水淡化及浓盐水综合利用系统，包括通过管道连接的海水淡化装置和浓缩装置；

所述海水淡化装置包括用管道连接的反渗透预处理装置、一级反渗透装置和淡化水池；所述淡化水池与所述一级反渗透装置的滤过水出水口相连接；所述一级反渗透装置的浓盐水的出水口与所述浓缩装置相连；

所述浓缩装置包括一级纳滤装置、二级纳滤装置和MVR结晶器；所述一级反渗透装置的浓盐水的出水口与所述一级纳滤装置的进水口连接；所述一级纳滤装置的浓缩水的出水口与MVR结晶器的进水口连接；所述一级纳滤装置的滤过水的出水口与所述二级纳滤装置的进水口连接；所述二级纳滤装置的滤过水的出水口与所述一级反渗透装置的进水口相连；所述二级纳滤装置的浓缩水的出水口与MVR结晶器的进水口连接。

进一步，所述MVR结晶器得到的产品经制盐及盐化工装置得到不同的化工产品。

制盐及盐化工装置，包括依次连接的制盐设备，氯化钾设备，硫酸镁设备，溴素设备，氯化镁设备。采用多效蒸发，兑卤法，空气吹出，单效蒸发等系统制取氯化钠，氯化钾，硫酸镁，溴素和氯化镁等化工产品。

优选，所述反渗透预处理装置包括依次连接的热交换装置、管道过滤器、超滤装置、超滤水池和保安过滤器。

优选，所述一级反渗透装置为一级两段式反渗透装置，能够将海水回收率提高到64％～67％，浓盐水可浓缩至9波美度及以上。

所述反渗透装置包括一段高压泵，一段RO膜组件，二段增压泵，二段RO膜组件，能量回收装置和淡化水池；

优选地，所述MVR结晶器的进入端连接能量回收装置的一端，所述能量回收装置的另一端连接在所述一级反渗透装置的进水口端。再优选，浓盐水进入MVR结晶器之前，经管道连接进入能量回收装置，所述能量回收装置与RO进水端高压泵一体成型。

一级纳滤装置及二级纳滤装置出来的浓盐水经能量回收装置，将其携带的压力能转送给一级反渗透装置的高压泵的机械能，一级NF装置回收率设置为62％～70％。

所述一级NF装置的透过水通过管道连接进入二级纳滤装置，首先经过二级NF高压泵，对透过水进行增压，然后进入NF膜装置。经分离浓缩后，二级NF装置浓水浓度达到15波美度，通过浓水管道与一级NF浓水管道相连，进入MVR结晶器。

所述二级NF装置的透过水通过管道连接回流至海水淡化RO装置进水管。二级NF装置回收率设置为75％～85％。

优选地，所述一级纳滤装置和二级纳滤装置可设置为一段，两段或多段设置。

通过浓缩装置所述技术方案，可以将原先RO浓盐水直接进入MVR结晶器,吨水能耗从17kw·h降低为8kw·h，极大降低海淡零排放工艺的能耗成本。

本发明可以达到的技术效果是：

1)整体实现海水资源利用的“零排放”效果，在获得淡化水的同时，对浓盐水进行了综合利用，得到了各种化工产品，提高了海水的利用率，整体降低了海水淡化的运行成本，并可获得产业化收益。

2)浓盐水的综合利用避免了浓盐水外排对海洋生态环境系统的影响，保护了环境。

3)海水淡化的浓盐水经过纳滤和反渗透循环组合系统，将浓盐水浓度从9波美度浓缩到15波美度，极大提高了浓盐水含盐量，降低了后续制盐设备的处理水量，降低了能耗。

4)采用全膜法进行海水淡化及浓缩，具有自动化程度高，占地小，分离效率高等优点。

附图说明

图1为本发明提供的全膜法海水淡化及浓盐水综合利用系统的结构图；

图2为图1中海水淡化装置的结构示意图；

图3为图1中浓缩装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。

如图1～3所示，一种全膜法海水淡化及浓盐水综合利用系统，包括通过管道连接的海水淡化装置和浓缩装置；

所述海水淡化装置包括用管道连接的反渗透预处理装置、一级反渗透装置和淡化水池；所述淡化水池与所述一级反渗透装置的滤过水出水口相连接；所述一级反渗透装置的浓盐水的出水口与所述浓缩装置相连；

所述浓缩装置包括一级纳滤装置、二级纳滤装置和MVR结晶器(Mechanical Vapor Recompression Crystallizer)；所述一级反渗透装置的浓盐水的出水口与所述一级纳滤装置的进水口连接；所述一级纳滤装置的浓缩水的出水口与MVR结晶器的进水口连接；所述一级纳滤装置的滤过水的出水口与所述二级纳滤装置的进水口连接；所述二级纳滤装置的滤过水的出水口与所述一级反渗透装置的进水口相连；所述二级纳滤装置的浓缩水的出水口与MVR结晶器的进水口连接。

进一步，所述MVR结晶器得到的产品经制盐及盐化工装置得到不同的化工产品。制盐及盐化工装置，包括依次连接的制盐设备，氯化钾设备，硫酸镁设备，溴素设备，氯化镁设备。采用多效蒸发，兑卤法，空气吹出，单效蒸发等系统制取氯化钠，氯化钾，硫酸镁，溴素和氯化镁等化工产品。

优选，所述反渗透预处理装置包括依次连接的热交换装置、管道过滤器、超滤装置、超滤水池和保安过滤器。

优选，所述一级反渗透装置为一级两段式反渗透装置，能够将海水回收率提高到64％～67％，浓盐水可浓缩至9波美度及以上。

所述海水经过热交换装置，将温度提高到适宜温度，(25℃左右)，能够很好的提高膜组件的处理水量，提高系统的产水量，特别是冬季水温较低时，能够保证系统稳定运行。

所述管道过滤器、超滤装置、保安过滤器为反渗透预处理装置，用于去除水中的悬浮物，胶体，大颗粒物质等水中杂质，防止反渗透膜结构受到破坏，保证反渗透稳定运行。

所述反渗透装置包括一段高压泵，一段RO膜组件，二段增压泵，二段RO膜组件，能量回收装置和淡化水池；

优选地，所述MVR结晶器的进入端连接能量回收装置的一端，所述能量回收装置的另一端连接在所述一级反渗透装置的进水口端。再优选，浓盐水进入MVR结晶器之前，经管道连接进入能量回收装置，所述能量回收装置与RO进水端高压泵一体成型。

一级纳滤装置及二级纳滤装置出来的浓盐水经能量会输装置，将其携带的压力转送给一级反渗透装置的高压泵的机械能，一级NF装置回收率设置为62％～70％。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，二级纳滤装置为一级二段纳滤装置。所述一级NF装置的透过水通过管道连接进入一级二段纳滤装置，首先经过一级二段NF高压泵，对透过水进行增压，然后进入NF膜装置。经分离浓缩后，一级二段NF装置浓水浓度达到15波美度，通过浓水管道与一级NF浓水管道相连，进入MVR结晶器。所述一级二段NF装置的透过水通过管道连接回流至海水淡化RO装置进水管。一级二段NF装置回收率设置为75％～85％。

优选地，所述一级NF装置可设置为一段，两段或多段设置。

通过浓缩装置所述技术方案，可以将原先RO浓盐水直接进入MVR结晶器,吨水能耗从17kw·h降低为8kw·h，极大降低海淡零排放工艺的能耗成本。

该全膜法海水淡化及浓盐水综合利用系统的工作原理如下：海水进入海水淡化系统，经处理，滤过水(淡水)供给淡化水用户使用，浓盐水进入浓缩装置，将浓盐水的浓度提高到15波美度以上时，进入MVR结晶器，得到浓盐浆，浓盐浆进入制盐及盐化工装置，得到化工产品。具体而言，海水进入热交换装置，使海水温度维持在25℃左右，进入管道过滤器、超滤，滤过水进入超滤水池待用，超滤水经保安过滤器，经增压后进入一级反渗透装置，经反渗透过滤后的滤过水即淡水，进入淡化水池，供给淡化水用户使用；经反渗透浓缩后的浓盐水进入一级纳滤装置，经一级纳滤装置的浓盐水浓度达到15波美度以上，经能量转换装置，将压力传输到一级反渗透装置，节省能源，经MVR结晶器，得到浓盐浆，浓盐浆进入制盐及盐化工装置，得到化工产品。一级纳滤装置的滤过水进入一级二段纳滤装置，滤过水均进入一级反渗透的进水管，浓缩水经能量转换装置，将压力传输到一级反渗透装置，节省能源，经MVR结晶器，得到浓盐浆，浓盐浆进入制盐及盐化工装置，得到化工产品。