一种全海式深层海水综合开发利用工作船的制作方法

1.本发明属于海水开发技术领域，尤其涉及一种全海式深层海水综合开发利用工作船。


背景技术：

2.地球总储水量约为14亿立方千米，其中海水占比97％，陆地水占比3％，除去不能利用的陆地深层地下水，可供人类实际利用的水资源只占地球总储水量的0.3％左右。而我国海岸线绵长，海域广阔，海水抽取在解决水资源短缺中发挥着越来越大的作用。
3.深层海水是约海平面200米以下的海水，海洋是地球最大的矿场，矿物质主要来源是来自陆地岩层受到雨水冲刷而融入海中，或是海底火山直接将矿物质喷散至海水中。
4.在整个海洋中，深层海水大约占93％。深层海水含有大量氮、磷、硅等无机营养盐。由于光照不充足，生活在深层海水中的生物几乎不会发生光合作用，浮游生物所必需的氮、磷、硅等无机营养盐，未经消耗即被蓄积在海水之中。
5.数千年的沉淀、深海高压及深海低温作用，导致深层海水长时间与表层海水相分离，各种成分相对稳定，使得深层海水具有矿物质丰富、无污染病原等优点。在日本二十几年的开发与应用下甚至将深层水称之为“神水”。因此深层海水很可能会是未来“生物营养元最后的处女地”。
6.目前人们对于海水资源的利用大多局限在表层海水，对深层海水的利用极少，至今尚未有全海式抽取深层海水并进行过滤、反渗透、结晶、有益物质添加、非接触式无菌罐装等流程制作成可饮用水、饮料及加工副产品的方法及装置系统。
7.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种全海式深层海水综合开发利用工作船，结构简单，设计合理，操作便捷，把深层海水原液制作成可饮用水，在满足水质标准的前提下，得到比陆地水和海洋表层水无机盐及矿物质成分更加丰富、无污染病原、水质更好的深海饮用水，适用范围广，具有较好的经济效益。
9.为了实现上述目的，本发明提供的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，包括用于抽取海平面200m以下的深层海水的工作船本体，所述工作船本体包括依次连通的复合软管、离心泵、多介质过滤器、中间过滤器、反渗透处理机组、高盐海水储水装置、结晶器装置、矿物质液储备装置、混合液储备装置和非接触式饮用水无菌罐装设备，以及淡化水储水装置、添加剂系统和非接触式饮料无菌罐装设备；所述反渗透处理机组通过淡化水储水装置与混合液储备装置相连通，所述混合液储备装置依次与添加剂系统和非接触式饮料无菌罐装设备相连通；所述工作船还包括柴油发电系统、风力发电系统；
10.优选的，所述复合抽水软管前端套设有配重筒，以减少波流等载荷导致的复合抽水软管的偏斜度，所述复合软管有支撑装置使复合软管与收放绞车连接，以达到支撑复合
软管的目的，降低复合软管下放、回收时的摩擦，保障复合软管的安全；
11.优选的，所述多介质过滤器包括细砂过滤器和无烟煤过滤器，用于对抽取的海水进行过滤，继而得到深层海水一次加工液，过滤介质选择石英砂颗粒和无烟煤颗粒；
12.优选的，所述中间过滤器包括电化学装置、加药装置和保安过滤器，所述电化学装置包括电极棒和高能电源控制器；所述电极棒可与管壁表面产生电容效应，以提升胶体离子的表面电荷，使其稳定悬浮于水中、防止其结块或在管道表面形成生物膜；所述加药装置用于向水中加入杀菌剂和阻垢剂；所述保安过滤器为滤芯式保安过滤器，可防止颗粒进入反渗透处理机组中，该保安过滤器具有自清洁功能；
13.优选的，所述反渗透处理机组中包括高压泵、变频器、膜元件、控制器，其特征在于，所述反渗透处理机组具备自清洁功能，以清洗机组中的悬浮物质或难溶物质，且高压泵排量、扬程等根据实际情况合理选用；反渗透后可得到淡化水和高盐海水，并分别储存在淡化水储水装置和高盐海水储水装置中；
14.优选的，所述混合液储备装置，可把淡化水储水装置中的淡化水和矿物质液储备装置中的矿物质液按比例混合，得到混合液并储存在混合液储备装置中。
15.优选的，所述非接触式饮用水无菌罐装设备，可对混合液储备装置中的混合液进行无菌罐装，得到罐装饮用水。
16.优选的，所述添加剂系统，可在此系统对混合液加入甜味剂、维生素、食用色素等必要组分，得到调配液。
17.优选的，所述非接触式饮料无菌罐装设备，可通过输送管线把调配液输送到此无菌罐装设备中，并对其进行无菌罐装，得到饮料罐装液；
18.优选的，所述发电系统包括柴油发电装置和风力发电装置，其特征在于：所述风力发电装置具有升降滑道，可根据实际情况进行高度调节，且风电叶轮可折叠，以减小恶劣海况下的迎风力矩；
19.优选的，所述工作船还包括系泊系统，所述系泊系统包括锚泊定位装置及动力定位装置，锚泊定位装置及动力定位装置可分别或共同对平台进行定位；工作船底部对称设有动力装置，可为航行或定位提供动力，所述工作船动力装置的旁侧分别设有工作船锚泊定位装置。
20.本发明提供的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，具有如下有益效果：本发明通过将复合软管、离心泵、多介质过滤器、中间过滤器、反渗透处理机组、高盐海水储水装置、结晶器装置、矿物质液储备装置、混合液储备装置、非接触式饮用水无菌罐装设备、淡化水储水装置、添加剂系统和非接触式饮料无菌罐装设备，按本发明限定的特定连接关系组合在一起，形成一种全海式深层海水综合开发利用工作船，将深层海水进行过滤、反渗透、结晶、有益物质添加和非接触式无菌罐装等流程，把深层海水加工成含有丰富的矿物质、无机盐及对人体有益的微量元素，在满足水质标准的前提下，得到比陆地水和海洋表层水无机盐及矿物质成分更加丰富、无污染病原、水质更好的深海饮用水或者功能性饮料，并到深层海盐等加工副产品。此外，深层海水抽取后亦可用于矿物质提取、食品加工、化妆品、保健卫生用品制造、生物医学等多项相关产业上，适用范围广，具有较好的经济效益。
附图说明
21.图1为本发明提供的一种全海式深层海水综合开发利用工作船的结构示意图。图2为风力发电系统正视图；图3为风力发电系统侧视图；
22.图中：
23.1.复合软管2.配重筒3.复合软管支撑装置4.复合软管收放绞车5.离心泵6.多介质过滤器7.中间介质过滤器8.反渗透处理机组9.淡化水储水装置10.高盐海水储水装置11.结晶器装置12.矿物质液储备装置13.混合液储备装置14.非接触式饮用水无菌罐装设备15.添加剂系统16.非接触式饮料无菌罐装设备17.吊机18.生活楼19.直升机坪20.动力定位装置21.风力发电系统22.柴油发电机系统
具体实施方式
24.下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。
28.如图1所示，为本发明提供的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，包括用于抽取海平面200m以下的深层海水的工作船本体，工作船本体包括依次连通的复合软管1、离心泵5、多介质过滤器6、中间过滤器7、反渗透处理机组8、高盐海水储水装置10、结晶器装置11、矿物质液储备装置12、混合液储备装置13和非接触式饮用水无菌罐装设备14，以及淡化水储水装置9、添加剂系统15和非接触式饮料无菌罐装设备16；反渗透处理机组8通过淡化水储水装置9与混合液储备装置13相连通，混合液储备装置13依次与添加剂系统15和非接触式饮料无菌罐装设备16相连通。复合软管1前端套设有配重筒2且通过支撑装置3与复合软管收放绞车4连接。
29.本发明的工作原理：首先，通过复合软管收放绞车4将套设有配重筒2的复合软管1通过复合软管支撑装置3下放至目标水深，开启离心泵5抽取目标水深的深层海水并输送至多介质过滤器6和中间过滤器7，过滤除深层海水原液中的微小粒子、悬浮物以及胶状物等对人体无益或者有害的杂质；然后，反渗透处理机组8对过滤后的海水进行反渗透，得到淡化水和高盐海水，并分别输送至淡化水储水装置9和高盐海水储水装置10中，通过结晶器装置11对高盐海水进行结晶作业，进而得到深层海水矿物质液和深层海盐，将矿物质液输送至矿物质液储备装置12，得到的深层海盐对其进行制备包装，以供后续利用；将装置9中的淡化水、装置12中的矿物质液，按比例混合，得到混合液并储存在混合液储备装置13中；之后，通过非接触式饮用水无菌罐装设备14进行无菌罐装，得到富含各种有益成分、可供人们饮用的深海矿物质水；此外，也可将装置13中的混合液输送至添加剂系统15中，并在装置15中加入甜味剂、维生素、食用色素等食品添加剂，得到调配液，最后，将调配液输送至非接触式饮料无菌罐装设备16进行非接触式无菌罐装，得到不同口味的饮料产品。
30.如图2、图3所示，所述工作船上配有风力辅助发电系统，且风力发电系统为可升降式，风电叶轮亦可根据实际情况折叠。由于深层海水远离大陆，工作船海上航行期间需要大量用电，而海上风力资源丰富，且风力发电系统建造周期短，装机规模灵活，运行及维护成本低廉。在风力充足的海域，风力发电装置可为工作船提供可再生、清洁的电力能源，辅助柴油发电机为工作船提供电力。
31.在正常环境状态下，所述工作船采用锚泊定位装置进行定位；在恶劣海况的条件
下，所述动力定位装置与锚泊定位装置共同对所述工作船进行定位。
32.本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，包括用于抽取海平面200m以下的深层海水的工作船本体，所述工作船本体包括依次连通的复合软管、离心泵、多介质过滤器、中间过滤器、反渗透处理机组、高盐海水储水装置、结晶器装置、矿物质液储备装置、混合液储备装置和非接触式饮用水无菌罐装设备，以及淡化水储水装置、添加剂系统和非接触式饮料无菌罐装设备；所述反渗透处理机组通过淡化水储水装置与混合液储备装置相连通，所述混合液储备装置依次与添加剂系统和非接触式饮料无菌罐装设备相连通；所述工作船还包括柴油发电系统、风力发电系统。2.根据权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，所述复合抽水软管前端套设有配重筒，以减少波流等载荷导致的复合抽水软管的偏斜度，且有支撑装置使复合软管与收放绞车连接，以达到支撑复合软管的目的，降低复合软管下放、回收时的摩擦，保障复合软管的安全。3.根据权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，所述多介质过滤器包括细砂过滤器和无烟煤过滤器，用于对抽取的海水进行过滤，继而得到深层海水一次加工液，过滤介质选择石英砂颗粒和无烟煤颗粒。4.根据权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，所述中间过滤器包括电化学装置、加药装置和保安过滤器，所述电化学装置包括电极棒和高能电源控制器；所述电极棒可与管壁表面产生电容效应，以提升胶体离子的表面电荷，使其稳定悬浮于水中、防止其结块或在管道表面形成生物膜；所述加药装置用于向水中加入杀菌剂和阻垢剂；所述保安过滤器为滤芯式保安过滤器，可防止颗粒进入反渗透处理机组中，该保安过滤器具有自清洁功能。5.根据权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，所述反渗透处理机组中包括高压泵、变频器、膜元件、控制器，其特征在于，所述反渗透处理机组具备自清洁功能，以清洗机组中的悬浮物质或难溶物质，且高压泵排量、扬程等根据实际情况合理选用；反渗透后可得到淡化水和高盐海水，并分别储存在淡化水储水装置和高盐海水储水装置中。6.如权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于：所述混合液储备装置，可把淡化水储水装置中的淡化水和矿物质液储备装置中的矿物质液按比例混合，得到混合液并储存在混合液储备装置中。7.如权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于：所述非接触式饮用水无菌罐装设备，可对混合液储备装置中的混合液进行无菌罐装，得到罐装饮用水。8.如权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于：所述添加剂系统，可在此系统对混合液加入甜味剂、维生素、食用色素等必要组分，得到调配液。9.如权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于：所述非接触式饮料无菌罐装设备，可通过输送管线把调配液输送到此无菌罐装设备中，并对其进行无菌罐装，得到饮料罐装液。10.根据权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，所述发电系统包括柴油发电装置和风力发电装置，其特征在于：所述风力发电装置具有升降滑道，可根据实际情况进行高度调节，且风电叶轮可折叠，以减小恶劣海况下的迎风力矩。
11.根据权利要求1所述的一种全海式深层海水综合开发利用工作船，其特征在于，所述工作船还包括系泊系统，所述系泊系统包括锚泊定位装置及动力定位装置，锚泊定位装置及动力定位装置可分别或共同对平台进行定位；工作船底部对称设有动力装置，可为航行或定位提供动力，所述工作船动力装置的旁侧分别设有工作船锚泊定位装置。

技术总结
本发明公开了一种全海式深层海水综合开发利用工作船，包括用于抽取海平面200m以下的深层海水的工作船本体，工作船本体包括依次连通的复合软管、离心泵、多介质过滤器、中间介质过滤器、反渗透处理机组、高盐海水储水装置、结晶器装置、矿物质液储备装置、混合液储备装置和非接触式饮用水无菌罐装设备，以及淡化水储水装置、添加剂系统和非接触式饮料无菌罐装设备；反渗透处理机组通过淡化水储水装置与混合液储备装置相连通，混合液储备装置依次与添加剂系统和非接触式饮料无菌罐装设备相连通；本发明具有结构简单，设计合理，运行便捷，把深层海水原液制作成无机盐及矿物质成分丰富且无污染病原的可饮用水，适用范围广，具有较好的经济效益。经济效益。经济效益。


技术研发人员：高嵩 黄梓卿 冯歌飏
受保护的技术使用者：深海元素（北京）企业管理中心（有限合伙）
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/4/5