一种风力海水淡化装置

1.本发明涉及水处理技术领域，具体地，涉及一种海水淡化装置，尤其是一种风力海水淡化装置。


背景技术：

2.未来海洋工程装备呈现作业环境复杂化、装备规模大型化以及水下装备广泛应用的趋势。其中，大力发展海上风电装备、海洋牧场及其装备产业已成为世界主要海洋国家海洋渔业发展的重要战略选择，也是我国海洋渔业发展的主攻方向之一。所以，淡水资源在发展海洋产业中不可或缺，海水淡化技术大有发展前景。一方面，目前反渗透海水淡化技术虽然已经得到了广泛应用，但由于该技术需要电力供给，在一些深远海海洋牧场、海岛电力直接供应比较困难。另一方面，传统技术利用海上风能和太阳能进行海水淡化，需要多级能量转化，不仅造价昂贵，而且结构复杂，难以推广应用。
3.现有海水淡化技术电力直接供应困难，且风光电转化成本高。因此，有必要设计一种风力海水淡化装置，减少能量多级转化，低成本解决海洋工程装备领域的淡水需求问题，进而推动我国海工装备制造技术不断进步，为提升制造工业经济效益、建设海工装备制造强国提供保障。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种风力海水淡化装置，该装置可直接利用风能实现海水淡化，全过程只有机械能转化，避免了风电多级转化，降低造价成本，可用于近海、深远海海洋牧场及远洋轮船等海洋产业，低成本解决海洋工程装备领域的淡水需求问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种风力海水淡化装置，包括导管塔架，所述导管塔架上端设有用于缓存海水的第一储罐和风叶；
7.所述第一储罐的进水端通过第一管线连接柱塞泵的出水端，所述柱塞泵的输入端通过柱塞杆与风叶的固定轴传动连接，所述柱塞泵的进水端连接抽水软管，所述抽水软管另一端伸入海水内部，这里通过风力来带动柱塞泵工作，从而完成抽水作业；
8.所述第一储罐的出水端连接用于对海水净化从而完成淡化的净化组件；
9.所述净化组件的出水端通过第四管线连接用于存储淡水的第二储罐，通过上述装置，可利用风能转为机械能，利用机械能抽取海水，并实现原海水的二级过滤得到生活用水。
10.作为本发明进一步的方案：所述净化组件包括一级预处理过滤器和二级反渗透膜过滤器，一级预处理过滤器的出水端与二级反渗透膜过滤器的进水端连接；
11.一级预处理过滤器，用于将原海水过滤得到预处理后的海水；
12.二级反渗透膜过滤器，用于将预处理后的海水淡化得到生活用水
13.作为本发明进一步的方案：所述一级预处理过滤器包括设置在其进水端的第二管
线和设置在其出水端的第三管线，所述一级预处理过滤器内部自上而下依次设有多介质过滤器、活性炭过滤器以及0.5μm微滤过滤器，多介质过滤器、活性炭过滤器以及0.5μm微滤过滤器之间通过管线依次连接；
14.多介质过滤器，用于加入杀菌剂、絮凝剂，通过混凝除去原海水中的胶体、悬浮颗粒杂质，实现杀菌和除浊；
15.活性炭过滤器，用于加入硫酸、阻垢剂，防止钙、镁沉淀以及实现酸碱度调节；
16.0.5μm微滤过滤器，用于过滤进入二级反渗透膜过滤器前的海水中直径大于0.5μm的颗粒杂质。
17.作为本发明进一步的方案：所述导管塔架包括第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板、第四支撑板、第五支撑板，且上述支撑板均设置有定位销，分别用于固定所述柱塞泵、第一储罐、一级预处理过滤器、二级反渗透膜过滤器、第二储罐。
18.作为本发明进一步的方案：位于海水内部的抽水软管端部设有过滤嘴。
19.作为本发明进一步的方案：第二储罐上还设有溢流口，从而避免淡水过多回流的问题。
20.作为本发明进一步的方案：第二储罐底部外侧设有出水软管。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可利用风能转为机械能，利用机械能抽取海水、预处理及反渗透供压，实现原海水的多级过滤得到生活用水。该装置结构简单，易于实现，工作过程不需要电能转化，能够有效降低造价成本，可应用于海洋牧场等远近海工程。
附图说明
22.图1为根据本发明一实施方式的风力海水淡化装置的示意图；
23.图2为根据本发明一实施方式的一级预处理过滤器的示意图。
24.其中：10导管塔架；11第一支撑板；12第二支撑板；13第三支撑板；14第四支撑板；15第五支撑板；
25.20风叶；31柱塞杆；32柱塞泵；
26.41第一管线；42抽水软管；43第一储罐；
27.51第二管线；52一级预处理过滤器；521多介质过滤器；522活性炭过滤器；523 0.5μm微滤过滤器；
28.61第三管线；62二级反渗透膜过滤器；71第四管线；72第二储罐；73出水软管。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1-2，本发明实施例中，一种风力海水淡化装置，包括：导管塔架10，用于支撑固定该装置；风叶20，用于将风能转化为机械能；柱塞泵32，用于以所述的机械能作为动力抽取原海水；第一储罐43，用于储存所述的原海水；一级预处理过滤器52，用于将原海
水过滤得到预处理后的海水；二级反渗透膜过滤器62，用于将预处理后的海水淡化得到生活用水；第二储罐72，用于存储所述生活海水。通过上述装置，可利用风能转为机械能，利用机械能抽取海水，并实现原海水的二级过滤得到生活用水。
31.所述导管塔架10上端通过轴承与所述风叶20连接；所述柱塞泵32通过柱塞杆31与所述风叶20铰接；所述第一储罐43上端通过第一管线41与所述柱塞泵32连接，且设置有抽水软管42；所述一级预处理过滤器52上端通过第二管线51与所述第一储罐43下端连接；所述二级反渗透膜过滤器62上端通过第三管线61与所述一级预处理过滤器52下端连接；所述第二储罐72上端通过第四管线71与所述二级反渗透膜过滤器62下端连接，且下端设置有出水软管73。
32.在图1和图2所示实施例中，一级预处理过滤器52包含：多介质过滤器521，用于加入杀菌剂、絮凝剂，通过混凝除去原海水中的胶体、悬浮颗粒等杂质，实现杀菌和除浊；活性炭过滤器522，用于加入硫酸、阻垢剂，防止钙、镁沉淀以及实现酸碱度调节；0.5μm微滤过滤器523，用于过滤进入二级反渗透膜过滤器前的海水中直径大于0.5μm的颗粒杂质；并由上到下通过管线依次连接。
33.当然，图1中还示出了一些阀门，例如在第一管线41、第二管线51、第三管线61、第四管线71、抽水软管42和出水软管73上设置有阀门，这些阀门的功能是显而易见的，在此不再赘述。
34.在利用风力进行海水淡化时，首先，利用风力带动风叶转动将风能转化为风叶的机械能，风叶转动通过柱塞杆使得活塞泵工作，通过活塞泵将海水抽取进入第一储罐。其次，储存在第一储罐的海水通过柱塞泵加压和重力作用进入到一级预处理过滤器；通过一级预处理过滤器的多介质过滤器，实现原海水的杀菌和除浊；然后通过一级预处理过滤器的活性炭过滤器，有效防止原海水中钙、镁沉淀以及酸碱度调节；最后通过一级预处理过滤器的0.5μm微滤过滤器，阻挡原海水中直径大于0.5μm的颗粒杂质；通过以上一级过滤得到预处理后的海水。最后，预处理后的海水通过柱塞泵加压和重力作用继续进入到二级反渗透膜过滤器，预处理后的海水通过基于反渗透膜技术的二级过滤得到生活用水。
35.通过本发明，可直接利用风能实现海水淡化，全过程只有机械能转化，避免了风电多级转化，降低造价成本，低成本解决海洋工程装备领域的淡水需求问题。本发明提供的风力海水淡化装置结构简单、易于实现、工作原理科学，具有较高的可行性与海水淡化效率。
36.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。