申请日2017.04.21
公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号C02F1/12; C02F1/14; C02F103/08
摘要
一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，实现同步回收淡水和盐分，可用于海水及苦咸水的中小规模淡化处理，还适用于处理反渗透产生的浓水。装置包括超声雾化系统、太阳能蒸发系统、低温冷凝系统、光伏发电系统;光伏发电系统为其他系统提供电能。超声雾化系统将高盐水雾化为小液滴，进入太阳能蒸发系统;小液滴具有巨大比表面积可使其在太阳能蒸发系统中迅速气化，液滴中盐分析出为盐分小颗粒;盐分小颗粒撞击挡板，以惯性除尘原理被捕集;热蒸汽进入低温冷凝系统，半导体制冷片使仿生凝水板进入低温状态，使热蒸汽在凝水板上迅速凝结成淡水，流入储水箱。全过程无任何不利影响，盐分去除率高，结构简单，高效地处理高盐水。
权利要求书
1.一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，可以实现同步回收淡水和盐分，不仅可用于海水及苦咸水的中小规模淡化处理，还特别适用于处理反渗透装置产生的浓水，
全套装置包括超声雾化系统、太阳能蒸发系统、低温冷凝系统、光伏发电系统;其中光伏发电系统为其他系统提供电能，超声雾化系统将高盐水雾化为小液滴，进入太阳能蒸发系统;小液滴具有的巨大比表面积可使其在太阳能蒸发系统中迅速气化，液滴中盐分析出为盐分小颗粒;这些盐分小颗粒在气流作用下撞击挡板，以惯性除尘的原理被捕集;热蒸气通过连接管进入低温冷凝系统，半导体制冷片使仿生凝水板进入低温状态，使热蒸气在凝水板上迅速凝结成淡水，流入储水箱。
2.根据权利要求1所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，其中光伏发电系统为其他系统提供所需要的电能，全过程不需要额外消耗能量。
3.根据权利要求1所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，太阳能蒸发系统中蒸发槽里设有多个挡板以形成折流，延长雾滴的流动路程，通过反复改变气流方向使盐分颗粒以惯性除尘的原理而被充分捕集。
4.根据权利要求1所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，太阳能蒸发系统中蒸发槽底部设有集盐斗，当盐粒达到一定高度，打开旋钮，使盐分颗粒排出收集。
5.根据权利要求1所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，低温冷凝系统中通过半导体制冷片使仿生凝水板温度降低，迅速冷凝热蒸气。
6.根据权利要求1所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，仿生凝水板是在基板上粘附上微小玻璃珠，形成的强疏水表面上的亲水中心，玻璃珠大小为0.4--0.6mm，颗粒间距为0.5--1.5mm。
说明书
一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置
技术领域
本发明涉及高盐水处理装置，尤其涉及一种利用超声雾化结合太阳能蒸发，可同步回收淡水和盐分的高盐水处理装置。适用于海水(苦咸水)的淡化，特别适用于膜处理制备淡水后的浓水处理。
背景技术
淡水资源缺乏已经成为不争的事实，尤其是工业技术现代化，仅有的淡水资源也遭到了很大程度的破坏。目前，人类可以直接利用的淡水取自地下水、湖泊淡水和河流水，随着环境的日益恶化，这些淡水资源也逐渐匮乏，尤其是在一些干旱地区和海岛地区。干旱地区是由于地表和浅层地下水过少而造成的缺水，而海岛和沿海地区是由于周边海水过多，周围水域含盐量大，导致淡水资源不足。因此，海水淡化必将是解决人类缺水问题的重要手段。
随着水资源的紧缺问题的加重，反渗透技术日趋广泛地应用于海水和苦咸水淡化、纯水制备、废水处理等领域，由此产生的反渗透浓水问题也会越来越严重。尤其是反渗透技术在工业废水处理方面已经得到普遍应用，主要包括电渡废水处理、印染废水处理、造纸废水处理、含油废水处理、煤矿废水处理、钢铁废水处理等，这些行业经反渗透处理后产生大量高浓度废水，而常用处理方法未能很好地利用反渗透浓水，都未能从实质上减少浓缩液的排放量，造成了水资源的浪费，且浓水中多含有危害人类健康和生态环境的难生物降解有机物质，其污染问题亟待解决。
我国西部地区地广人稀，干旱缺水且太阳能丰富，人口密度小，淡水资源需求量也相对较小且分散，因此，淡水制备设备必须满足体积小、重量轻的特点，而且要保证足够且稳定的产水量和优良的产水水质。
有研究表明，沙漠甲壳虫可利用其由亲水突起和疏水基底组成的特殊背部表面收集空气中的水分，使其能在炎热干旱环境中生存下来，这一沙漠动物的取水方式，为解决人类淡水匮乏提供新思路，制作类似甲虫背部的表面结构，不仅可缓解人类的日常淡水短缺，尤其可为某些特殊环境(如沙漠、海岛、军队野外作战、轮船航行等)提供淡水，而且，也能作为某些冷凝器的表面，以提升系统性能。
通过强化高盐水的蒸发、利用可再生能源和仿生凝水材料，可以高效、经济地解决一些地区的淡水稀缺问题，同时也可以用于高浓度废水的最终处理。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水淡化装置，该装置利用超声雾化、惯性除尘和仿生学原理对高盐度水进行淡化，同步回收水中的盐水和淡水。其具体技术方案如下：
一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置，可以实现同步回收淡水和盐分。全套装置包括超声雾化系统、太阳能蒸发系统、低温冷凝系统、光伏发电系统;其中光伏发电系统为其他系统提供电能。超声雾化系统将高盐水雾化为小液滴，进入太阳能蒸发系统;小液滴具有的巨大比表面积可使其在太阳能蒸发系统中迅速气化，液滴中盐分析出为盐分小颗粒;这些盐分小颗粒在气流作用下撞击挡板，以惯性除尘的原理被捕集;热蒸汽通过连接管进入低温冷凝系统，半导体制冷片使仿生凝水板进入低温状态，使热蒸汽在凝水板上迅速凝结成淡水，流入储水箱。
作为优选，所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置的蒸发槽中设有隔板，使热蒸汽绕隔板做反复的折流运动，增加运动路程，使盐分颗粒以惯性除尘原理而去除得更彻底。
作为优选，所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水处理装置的蒸发槽底部设有集盐斗，当盐颗粒积累到一定程度，可开启闸门而排出盐分。
作为优选，所述一种利用超声雾化结合太阳能蒸发高盐水处理装置的仿生凝水板由疏水性的表面上设有亲水性突起，蒸气在亲水突起上迅速凝结成水，水滴不断涨大，从亲水突起上滚落到疏水的光滑表面，到达集水槽被收集。经过实验验证此种材料具有很好的凝水效果。
因此，本发明具有以下优点：
1.本发明提供一种利用超声雾化结合太阳能蒸发的高盐水淡化装置，利用超声雾化、惯性除尘、仿生凝水等原理以及清洁的可再生能源，充分把握了高盐水的三相转化，全过程不对环境产生任何不利影响，且能同步回收盐分和淡水，盐分去除率高，结构简单，可以环保、高效地实现高盐水的淡化。
2.结构独立简单，节能环保，利用该装置对海水进行淡化在不对环境产生任何不利影响的情况下获得海水中的淡水资源。