专利名称：一种将海水淡化厂海水淡化后的浓海水用于游泳馆的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海水淡化后浓海水的利用装置,尤其涉及将海水淡化厂海水淡化后的浓海水用于游泳馆的装置，属于海洋资源的综合开发利用领域。
背景技术：
虽然我国疆域辽阔，但在世界范围内属于淡水资源比较匮乏的国家，虽然淡水资源总量位居世界第六位，但由于人口众多，导致人均拥有量仅为2200立方米，仅为全世界人均水平的四分之一。更为严重的是，我国淡水资源分布、降水量分布严重不均，人口相对稀少的西南部分降雨量大，其降雨量及淡水资源保有量远远超过人口密集、工业发达的东部地区。为了解决淡水资源分布不均及总体短缺的局面，人们采取了多种方法，例如对淡水资源的综合利用、节约利用等手段。而濒海国家，则将更多的注意力转移到海水淡化技术上，以在一定程度上解决淡水资源短缺的问题。目前，有些沿海国家的淡化水总量已经占到本国淡水使用量的70%以上，这有力地促进了海水淡化技术的发展及深入研究。而我国的海水淡化事业目前正处在蓬勃发展的初级阶段，占我国淡水使用量的比例很小，但发展的力度很大，前景良好，预计到2015年，我国海水淡化能力总体上将达到220万至260万立方米/日，对沿海缺水地区新增淡水供水量的贡献率达到15%以上。目前海水淡化技术中，绝大部分采用膜法进行海水淡化，例如电渗析法、反渗透膜等。在这些处理过程中，每生产I立方米淡水的同时,会副产出1-1.5立方米的浓海水。除非另有指明或规定，本文自始至终所提及的“浓海水”是指海水经淡化技术处理而提取淡水后，海水被浓缩一倍左右的部 分。与淡化前的海水相比，淡化后得到的该浓海水的特性在于盐含量更高(比淡化前的海水高出1.5倍左右)、纯净无毒。从其所含物质的角度而言，它既非废水更非污水。对于浓海水的后处理而言，目前海水淡化厂的最普通手段是将其重新排放入海，但这无疑造成了资源的严重浪费。而如何开发该浓海水的后续处理和更高附加值的利用，如何充分利用浓海水资源为人类生产、生活服务，业已成为目前广泛关注的问题和科研关注的焦点。目前，已对浓海水的综合利用进行了大量研究，例如提取其中的钾盐、钠盐、镁盐以及溴素等，这一方面对其进行了有用物质的综合回收利用，但另一方面也在这些提取过程中产生了一定程度的污染和废水排放。如何在不产生污染的前提下，对浓海水进行清洁的利用，也是海洋资源开发领域面临的一个课题。对于沿海地区而言，海水晒盐是一项传统产业，由于占地面积广、经济效益差、受气候影响大、劳动条件艰苦等诸多原因，目前在我国一些沿海省份晒盐产量正逐年下滑，盐田面积也日益萎缩。而采用浓海水晒盐，尤其其含盐量更高，相同单位体积的海水含有更多的盐，因此可以提高盐田产量，同时通过对盐田进行合理改造，还可以进一步提高产盐的品质。但由于气候原因，在冬令时节日照强度的降低和时间的缩短，导致盐田产盐量很低，所以在冬季期间，盐田通常都处于闲置状态。因此，如何科学改造盐田，提高盐田使用率、增加盐农收入、提高盐农生产积极性，也是目前沿海地区尤其是涉及海水制盐的地区所需要关注的问题。随着经济的发展和人民生活水平的日益提高，对体育、文化、娱乐设施的需求越来越大，游泳场馆便是重要的组成部分。但目前的游泳场馆主要存在着如下问题和/或缺陷:1、所使用的淡水循环时间长，对人体健康不适合。由于游泳场馆淡水使用量大,而淡水成本在我国东部淡水缺乏地区又相对较高，因此不得不循环往复使用，而在循环使用过程中为了净化水质，需要向水中多次投入大量杀菌剂和/或漂白剂，例如净化水质的硫酸铜等，这些物质虽然被控制在一定浓度范围内，但长期接触会对人体皮肤、黏膜组织造成一定程度的损害。2、场馆开放的季节性强，冬季一般都会停止使用。游泳场馆通常都是在炎热的夏令时节开放，进入冬令时节后，由于天气寒冷，导致加热场馆用水需要更高能耗，经济效益微薄。因此上述场馆通常都会选择闭馆歇业。一方面，大众的精神需求无法得到满足，另一方面这些场所又不得不在无法有效利用资源的窘况下停止运营。基于这些理由，如能提供大量清洁廉价的水源，并使水温在冬令时节保持在20°C以上，则势必能够很好解决上述问题，实现大众与营业者之间的“双赢”，并能产生非常可观的经济效益和社会效益。综上所述，在淡水资源相对匮乏的东部沿海地区，存在着以下几点亟待解决的问题:(I)浓海水直接排海，造成了严重的资源浪费；(2)海水滩晒制盐经济效益相对差，土地利用季候性强，不能最大程度地加以利用；(3)游泳池和海洋乐园耗用淡水量大，循环使用期长，水质中杀菌消毒成分对泳者眼睛和皮肤产生不适；(4)游泳馆开放的时限季节性强，若冬季开放，则需要大量的辅助热量，增大了成本并提高了消费者的耗费。
发明内容
从上述的缺陷出发，本发明针对通过海水淡化获得淡水的海岛或沿海地区进行了调研和考察，以图实现海水淡化后浓海水资源的综合利用、盐田和太阳能的有效利用，并解决游泳场馆用水量大、用水成本高、循环水质差、季候性开放等长期普遍存在的难题。本发明人通过潜心研究，在付出了大量创造性劳动后，成功地解决上述公知难题。具体言之，本发明的技术方案是依托海水淡化厂排出的纯净无毒的大规模浓海水为周边的游泳馆提供廉价水源，在冬令时节利用闲置的盐田进行日晒加热海水淡化后得到的浓海水，使游泳场馆在天气晴朗的条件下获得廉价的适合游泳的浓海水，从而达到了照常开放营业的良好运营之目的。除非另有指明 或规定，本文自始至终所提及的“浓海水”是指海水经淡化技术处理提取淡水后被浓缩的海水。为实现上述目的，本发明提供了将海水淡化厂淡化海水后的浓海水用于游泳馆的装置，该装置包括:加热系统，储热系统；其中海水淡化厂与所述加热系统之间安装有注入阀门，所述加热系统通过管道连接所述储热系统和游泳馆，所述储热系统与游泳馆以管道相连，在游泳馆和加热系统之间设置有循环泵。在使用时，海水淡化厂通过注入阀门将浓海水注入到所述加热系统中，注满后关闭注入阀门，在该加热系统中将浓海水进行加热升温；然后，将加热后的浓海水通过管道注入到所述储热系统和游泳馆中，所述储热系统与游泳馆以管道相连，在游泳馆和加热系统之间使用循环泵进行循环换热。更具体而言，本发明提供了将海水淡化厂淡化海水后的浓海水用于游泳馆的装置，该装置包括:1.加热系统；2.储热系统。其中，所述加热系统是在盐田中铺设有加热管道，将海水淡化厂淡化海水后的浓海水经注入阀门注入到这些加热管道中，并通过日晒(即太阳光能)进行加热升温；将加热升温后的浓海水通过管道注入到所述储热系统和游泳馆中，所述储热系统与游泳馆以管道相连以便于将储热系统中的浓海水注入到游泳馆中，在游泳馆和加热系统之间使用循环泵进行循环换热，以使游泳馆中的水温保持在适宜游泳的温度。进一步地，所 述加热系统是在盐田中铺设有加热管道，为了充分利用盐田为了晒盐而筑起的围坝，而优选沿着围坝的方向平行铺设加热管道。其中所述加热管道优选为更易于吸收太阳光热量的深颜色管道，例如黑色。可使用黑色管道如橡胶导热管，优选为黑色硅橡胶导热管。当该管道的长度不足时，可多根管道进行顺次连接，直至达到所需的长度如100-300米，包括110米、120米、130米、140米、150米、160 米、170 米、180 米、190 米、200 米、210 米、220 米、230 米、240 米、250 米、260 米、270米、280米、290米和300米，所述连接方式并无特别的限制，只要能顺次相连即可，示例性地可使用零部件连接中常规使用的双通进行连接，例如可使用塑料双通，更进一步地，其材质例如可为PVC(聚氯乙烯)、PE (聚乙烯)或PP (聚丙烯)等。 为了更好地对管道中的浓海水进行加热升温并加强其储热能力，可在管道下面铺设隔热层，即管道直接置于隔热层之上。更进一步地，可在盐田围坝的内表面与管道之间夹持有隔热层，以最大程度的进行保温和加强储热。所述隔热层可使用具有隔热功能的任何材料，例如挤塑板、普通泡沫板、硬泡聚氨酯或岩棉。优选地，在所述隔热层之上或之下，更优选同时在上面和下面铺设防水层，即此时加热管道直接置于上层防水层上，该防水层下为隔热层，该隔热层下为下层防水层。所述防水层可为SBS自粘防水层、APP防水层、PVC防水层、PET自粘防水层、APF自粘防水层等；优选SBS自粘防水层、PET自粘防水层或APF自粘防水层。为了更快地进行加热升温，以及确保在更低的冬天温度下也能实现浓海水的保温和储热，可进一步地在上述浓海水加热管道的顶部架设保温塑料大棚，以防止冷风带走浓海水管道的热量。所述大棚的支撑结构可由多组水平或支弧形撑架组成，为了防止雨水积累而优选支弧形撑架。撑架的材质并无特别的限制，只要其具有一定的强度即可，例如为铁材、钢材等，但为了成本考虑和架设方便考虑，可选用更为轻便的玻璃纤维材料、PVC(聚氯乙烯)棒等。在该撑架上固定有保温塑料薄膜，示例性地，所述保温塑料薄膜可选用聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜，优选为聚乙烯薄膜。为了防止雨水流入围坝中降低管道内浓海水的温度，在盐田之间可设有溢水口，雨水经溢水口最终流至盐田外。所述储热系统是能够用来储存加热后浓海水热量、实现浓海水保温的装置，其形状并无特别的限制，但从设计、施工和容积效率的角度出发，可使用立式储罐式结构。而为了实现保温储热的目的，对其保温性能具有较高要求，例如从内到外可顺次为:防腐层、罐壁、保温层、保护层。该储热系统具有良好的保温和储热性能，即便是在冬季日夜温差大的情况下，也能保证夜间浓海水在该储热系统中的降温不超过3°C，优选不超过2°C。当长时间不使用时，则可将储罐中的浓海水通过管道排放入海。为了更详细地描述各个要素和/或元件，如下对这些功能层进行具体的详细说明，但应理解，这只是解释性的示例性例举，而非对其构成任何限制，且本发明的保护范围更非局限于此。因为浓海水盐度较高，长期使用具有一定的腐蚀性，因此所述储罐的内部涂有防
腐层。 该防腐层的具体种类并没有特别的限制，只要其具有防腐功能即可。例如其可为:⑴热喷塑层，厚度为l_4mm，所用喷塑材料可为P0(聚烯烃)、PE(聚乙烯)、聚四氟乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯化聚醚或尼龙系列，优选为PE ;还可使用钢衬塑/衬玻璃，但考虑到价格因素，其应用性没有喷塑强；(2)涂层，涂层厚度根据涂层材料而定，例如所述涂层的总厚度可为0.15-0.6mm中任一值，例如可为
0.15mm、或者0.2mm、或者0.3mm、或者0.4mm、或者0.5mm、或者0.6mm,所述涂层可由一层或多层组成，但其中的面漆[即与浓海水接触的涂层]绝不能含有对人体产生伤害的成分。如下给出了一种由三层物料构成所述涂层的方案:底漆，为聚苯胺；中间漆，为环氧云铁中间漆；面漆，为丙烯酸聚氨酯。所述防腐层优选为热喷塑层。该储热罐的罐壁材质通常可为金属或混凝土，优选为混凝土。保温层位于罐壁的外表面上，并包覆整个储热罐，以起到对储热罐保温的功效。其材料没有特别的限定，只要能提供保温性能即可。示例性地，可为岩棉、聚氨酯或泡沫塑料，优选为岩棉或聚氨酯，最优选为岩棉。保温层的厚度并没有特别的限制，示例性地可为
5-10cm,例如5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm,并可根据所处地区一年中的最低温度进行适当地增大和减小，以尽可能地提高保温性能。保护层用来保护储罐免于外力冲击、雨水浸蚀内部的保温层等，因此其应具有防水性、抗老化等性能。示例性地，可为镀锌铁皮或彩钢板等，或者为常用的薄铁皮。其中，所述海水淡化厂通过注入阀门将浓海水注入到所述加热系统中，注满后关闭注入阀门，通过日晒进行加热升温；加热后的浓海水通过管道注入到所述储热系统和游泳馆中，所述储热系统与游泳馆以管道相连，在游泳馆和加热系统之间使用循环泵进行循环换热。所述加热系统和所述储热系统与游泳池之间均以管线相连，并设置有阀门以实现浓海水的加入和/或循环。通过使用本发明的所述装置，可充分有效地利用海水淡化后的浓海水，并可实现浓海水的加热升温和储热保温，在气温很低的季节，可将海水淡化后浓海水用于游泳馆。例如当所述加热管道为热导率不低于0.6ff/m.K的黑色橡胶加热管时，其热导率与浓海水的热导率接近，黑色橡胶加热管厚度为2毫米，浓海水层的传热厚度为5厘米，即便是在冬季，也足以使管道内水温>20°C，而通过在所述黑色橡胶加热管的上面架设高保温塑料薄膜大棚，以及在所述黑色橡胶加热管的下面铺设保温层等各种保温措施，可进一步使得水温达到更高温度如彡40°C。当盐田加热管道中浓海水温度在20°C以上而不高于40°C时，可开启循环泵，使浓海水在加热管道和池水之间进行循环换热，以保持游泳馆内温度达到适宜游泳的温度。而当盐田加热管道中浓海水温度达到更高温度如彡40°C时，则可将其分为两部分，一部分通过循环泵实现与游泳馆内池水的循环换热以保持游泳馆内水温适宜游泳，另一部分则通过管道注入并储存于储热系统中，以备池水温度过低、快速换热时使用。通过使用根据本发明的海水淡化后浓海水的利用装置，可将盐田加热、储罐储存并保温有机地结合起来，从而最大限度地利用了海水淡化的浓海水，并在气温较低时节时将其用于游泳馆，一方面满足了人 民群众的精神文化需求，另一方面合理利用了闲置盐田和海水淡化后的浓海水，取得了非常可观的经济效益。
图1是本发明带有隔热层和玻璃纤维支撑架保温大棚的改造后盐田加热系统示意图，其中浓海水在黑色橡胶管道内进行加热升温。图2是本发明黑色橡胶管道在端口处使用PVC双通进行连接的示意图。图3是本发明改造后盐田的侧视图。图4是本发明带有围坝的改造后盐田的侧视图。图5是作为本发明储热系统的储罐的剖面示意图。图6是本发明图5中储罐位置I处的局部放大示意图。图7是本发明海水淡化后浓海水的综合利用流程示意图。其中，在这些图中，各个标号分别指代如下具体含义、元件和/或部件。10.盐田20.注水阀门100.加热管道110.隔热层 120.双通200.支撑结构130.PVC接头 210.保温塑料薄膜310.盐田围坝410.保护层 420.保温层430.罐壁440.防腐层
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行进一步的详细描述，但应当理解，这只是对本发明技术方案做出的示例性描述，其意图是用来解释/阐述本发明的实施方式与过程，而非用来限制本发明。依托我国东部沿海某淡水缺乏城市的海水淡化厂，如下实施根据本发明的技术方案，该海水淡化厂日产淡化水2万吨，大约产生3万吨左右的浓海水，其含盐量为淡化前海水含盐量的2倍左右，约为5%重量。一种将海水淡化厂海水淡化后的浓海水用于游泳馆的装置，参见图7，包括:加热系统和储热系统，其中，海水淡化厂与所述加热系统之间安装有注入阀门20，加热系统通过管道连接储热系统和游泳馆泳池，储热系统与游泳馆泳池以管道相连，在游泳馆泳池和加热系统之间设置有循环泵。下面对该实施方式中的加热系统和储热系统进行详细说明。1.加热系统盐田的结构参见图1、图2、图3和图4，具体如下:盐田10的基本结构参数:盐田总面积为60-100亩，单块盐田面积为IOmX 20m，盐田围坝310的深度80cm (即围坝深度为80cm)。在每块盐田上都设有四个支撑架，以架构起保温塑料大棚。所述支撑结构200选用复合玻璃纤维作为材料；保温塑料薄膜210选用材质为PE(聚乙烯)、厚度为6-12丝(I丝=0.0lmm)的薄膜。铺设在盐田中的加热管道100为黑色橡胶管道，直径为20cm，紧密排列，相互之间的连接双通120为塑料双通，其带有PVC接头130，加热管道的下面以及其与围坝之间铺设有隔热层110，隔热层为硬泡聚氨酯；所述黑色橡胶管道下铺设三层，从上到下依次为SBS自粘防水层、岩棉(为隔热层)和PET自粘防水层(未显示)。2、储热系统储热系统为储量3000m 3的立式储罐，其结构参见图5和图6。其中，保护层410为镀锌铁皮，保温层420为8-lOcm厚的岩棉或6-8cm厚的聚氨酯泡沫聚氨酯，罐壁430为混凝土，防腐层440为热喷塑层，喷塑材料选用聚乙烯，厚度为l_4mm。待黑色橡胶管道中的浓海水加热到一定温度如20_30°C时，则将其注入到游泳馆的游泳池中并通过循环泵进行循环换热以保持游泳馆内水温达到适宜游泳的温度，比如20-30 V，示例性的可以为21°C、23°C、25 °C、26°C、27 °C、28 V，当其温度远高于20 V，例如达到40-50°C时，则可将其分流一部分到储罐中以备急时之需。而当时间临近傍晚或阴天时，由于盐田加热管道中的浓海水温度已不能达到合适的温度如20°C，此时停止加热管道与池水之间的循环换热，池水温度依靠浓海水自身的热量维持在20-30°C，或者将储罐中的适量水注入到游泳池中，从而维持游泳池的合适水温，以保证整个游泳馆的正常运营。针对该东部城市而言，其一年中的日照强度分布如下表所示:
权利要求
1.一种将海水淡化厂海水淡化后的浓海水用于游泳馆的装置，其包括: 加热系统， 储热系统；其中，海水淡化厂与所述加热系统之间安装有注入阀门，所述加热系统通过管道连接所述储热系统和游泳馆，所述储热系统与游泳馆以管道相连，在游泳馆和加热系统之间设置有循环泵。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于: 所述加热系统是在盐田中铺设有加热管道，并且通过太阳光能将来自海水淡化厂的浓海水加热，所述加热管道为热导率不低于0.6ff/m.K的黑色橡胶加热管。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于: 所述加热管道下面铺设隔热层。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于: 所述隔热层的上面和/或下面铺设有防水层。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于: 所述隔热层为挤塑板、普通泡沫板、硬泡聚氨酯或岩棉。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于: 所述防水层为SBS自粘防水层、APP防水层、PVC防水层、PET自粘防水层或APF自粘防水层。
7.如权利要求2-6任一项所述的装置，其特征在于: 在所述加热管道的顶部架设保温塑料薄膜大棚，所述保温塑料薄膜选自聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜或聚碳酸酯薄膜。
8.如权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于: 所述储热系统为立式储罐。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于: 所述立式储罐外面包覆有保温层，其罐体内壁设有防腐层，所述保温层外面包覆有保护层。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于: 所述保温层为岩棉、聚氨酯或泡沫塑料。
全文摘要
本发明涉及一种将海水淡化厂淡化海水后的浓海水用于游泳馆的装置，其包括加热系统以及储热系统。其中，所述海水淡化厂通过注入阀门将浓海水注入到所述加热系统中，注满后关闭注入阀门；加热后的浓海水通过管道注入到所述储热系统和游泳馆中，所述储热系统与游泳馆以管道相连，在游泳馆和所述加热系统之间使用循环泵进行循环换热。通过使用该装置，可充分有效地利用海水淡化后的浓海水，并可实现浓海水的加热升温和储热保温，有利于加快发展海洋第三产业。
文档编号C02F1/02GK103121727SQ20131004276
公开日2013年5月29日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者竺柏康, 王东光, 李翠翠, 陶亨聪, 张仁坤 申请人:浙江海洋学院