海水淡化的方法:蒸發(fā)法是海水淡化最簡(jiǎn)單的方法,就是將海水加熱蒸發(fā),再將水蒸氣冷卻,提取淡水。太陽(yáng)能蒸餾淡化裝置就是使用這種方法。
太陽(yáng)能蒸餾淡化裝置,像一座座矮小的房子,屋頂用玻璃或透明塑料板組成,可以使陽(yáng)光透過(guò),照射在海水上。海水變熱蒸發(fā),水蒸氣上升后,碰到玻璃會(huì )凝結成水滴,收集到兩旁的淡水槽中。
蒸發(fā)法還有許多種,目前世界90%的海水淡化裝置是由多級閃急蒸發(fā)法生產(chǎn)的。閃急蒸發(fā)法是給加熱了的海水施加高壓,然后突然降壓,使水在瞬間蒸發(fā)的方法。所謂多級就是把許多蒸餾器串聯(lián)起來(lái),讓壓力下降幾次使水蒸發(fā)。
離子交換樹(shù)脂,我們對它已不太陌生,它就是科學(xué)家手中的一根魔杖,用它放在海水中,它可以像海綿吸水那樣,吸附出海水中的鹽分,使海水變成淡水。
用離子交換樹(shù)脂使海水淡化的方法叫離子交換法,這種方法適應于海洋上的遇難人員應急之用。
海水淡化還有一種方法是電滲析法,就是在海水淡化裝置中插入兩根電極,在兩極之間放入一種特種薄膜。這樣就把海水淡化裝置隔成三室,一個(gè)叫陽(yáng)極室,一個(gè)叫陰極室,一個(gè)叫中間室。當接通電源后,奇跡就會(huì )發(fā)生,海水中的鹽分會(huì )向兩個(gè)電極“靠”去,使得兩個(gè)極室的海水愈來(lái)愈濃,而中間室的海水逐漸被淡化。這種方法適用于中小型淡化廠(chǎng),我國西沙永興島上的海水淡化站,是目前世界上最大的電滲析淡化裝置,每天生產(chǎn)淡水20多噸。
在自然界有這樣一種膜,它只能透過(guò)水分子,不能透過(guò)其他物質(zhì),科學(xué)家把這種膜叫做半透膜。動(dòng)植物的細胞膜都是半透膜,如干大豆放在水中浸泡后會(huì )膨脹,就是因為水通過(guò)細胞向干果內部滲透的結果。
利用半透膜可以淡化海水,這種方法叫反滲透法。用人造半透膜把水和海水分開(kāi)。海水是鹽水溶液,水分子會(huì )透過(guò)膜滲透到海水中,使海水稀釋?zhuān)⑶耶a(chǎn)生一種壓力,叫滲透壓。然后,向海水加一個(gè)壓力,大于滲透壓,這時(shí),海水中的水分子就會(huì )被擠出海水,透過(guò)半透膜,到純水這邊來(lái)。
反滲透法脫鹽效率高。近年來(lái),各國都在研究、推廣應用,是一種前途誘人的方法。在1978年到1982年期間,世界已建成21家日產(chǎn)300噸以上的反滲透海水淡化廠(chǎng)。
向海洋要水,一些國家生發(fā)奇想,把漂浮在南太平洋的南極冰山,用船拖來(lái),讓它融化掉,供人類(lèi)利用。一座小冰山可供幾十萬(wàn)人的城市用一年,初步試施,已取得成功。
有了海水淡化技術(shù),海洋就成了人類(lèi)取之不盡、用之不竭的淡水庫。
蒸餾法:蒸餾淡化進(jìn)程的實(shí)質(zhì)就是水蒸氣的構成進(jìn)程,其原理好像海水受熱蒸騰構成云,云在必定條件下遇冷構成雨,而雨是不帶咸味的.根據所用動(dòng)力、設備、流程不一樣首要可分設備蒸餾法、蒸汽緊縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等.
冷凍法:冷凍法,即冷凍海水使之結冰,在液態(tài)淡水成為固態(tài)冰的一起鹽被別離出去.冷凍法與蒸餾法都有難以克服的壞處,其間蒸餾法會(huì )耗費很多的動(dòng)力并在儀器里發(fā)生很多的鍋垢,而所得到的淡水卻并不多;而冷凍法一樣要耗費很多動(dòng)力。
太陽(yáng)能法:人類(lèi)前期運用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化,首要是運用太陽(yáng)能進(jìn)行蒸餾,所以前期的太陽(yáng)能海水淡化設備通常都稱(chēng)為太陽(yáng)能蒸餾器.餾體系被動(dòng)式太陽(yáng)能蒸餾體系的比如就是盤(pán)式太陽(yáng)能蒸餾器,太陽(yáng)能具有安全、環(huán)保等利益,將太陽(yáng)能收集與脫鹽技能兩個(gè)體系聯(lián)系是一種可繼續打開(kāi)的海水淡化技能。
擴展資料:
電滲析淡化法是使用一種特別制造的薄膜實(shí)現的。在電力作用下,海水中鹽類(lèi)的正離子穿過(guò)陽(yáng)膜跑向陰極方向,不能穿過(guò)陰膜而留下來(lái);負離子穿過(guò)陰膜跑向陽(yáng)極方向,不能穿過(guò)陽(yáng)膜而留下來(lái)。這樣,鹽類(lèi)離子被交換走的管道中的海水就成了淡水,而鹽類(lèi)離子留下來(lái)的管道里的海水就成了被濃縮了的鹵水。 反滲透淡化法更加絕妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只讓淡水通過(guò),不讓鹽分通過(guò)。
百度百科--海水淡化
世界上淡水資源不足,已成為人們日益關(guān)切的問(wèn)題。淡水在地球上本來(lái)就十分有限,它只占地球總水量的不到3%,而且,其中約2/3囤積在高山和極地的厚厚冰雪中,近1/3深埋在地層里,而真正能被我們利用的淡水,只占地球總水量的0.26%左右。就是這占有極小份額的淡水資源,今天還正面臨著(zhù)來(lái)自人類(lèi)的嚴重污染。除了節約和保護現有的淡水資源以外,人們自然想到怎樣開(kāi)辟新的更充足的水源,而占地球總水量達97%的海水當然成為首選的目標。海水又咸又苦,既不能喝,也不能用。
如果用海水灌溉農作物,會(huì )使它們迅速死亡;如果用海水燒鍋爐,就會(huì )使鍋爐壁結成鍋垢而影響傳熱,甚至引起爆炸……因此,若想利用海水,就必須將海水進(jìn)行淡化處理。
當前人們已掌握了幾種海水淡化方法。
一種是蒸溜法。即把海水加熱,變成蒸汽,然后使蒸汽冷卻變成淡水。一次蒸餾不行,還可以蒸餾多次。蒸餾法的缺點(diǎn)是要消耗較多的能量。如果利用工業(yè)余熱,特別是核電廠(chǎng)的高溫余熱來(lái)加熱海水,就可以節省燃料,降低淡化的成本。
再一種是電滲析法。它依靠?jì)煞N薄膜——陽(yáng)離子膜和陰離子膜,經(jīng)過(guò)通電把海水里的鹽類(lèi)分解成為陽(yáng)離子和陰離子,并且分別通過(guò)薄膜遷移到另一邊,剩下的便是不含鹽的淡水。雖然電滲析法耗能相對較少,但是不能除去海水中不帶電荷的雜質(zhì)。
第三種是反滲透法。利用一種薄薄的具有多孔結構的反滲透膜作為核心部件,在加壓條件下,薄膜只讓水通過(guò),而把鹽類(lèi)物質(zhì)拒絕于薄膜外,這樣淡水和鹽類(lèi)就分開(kāi)了。反滲透法不僅分離效率高,能量消耗少,而且設備簡(jiǎn)單,所以備受人們的歡迎,成為當今世界各國最廣泛使用的海水淡化技術(shù)。據統計,1994年,世界上用此法日產(chǎn)淡水120萬(wàn)噸。我國也在舟山地區建造了用此法日產(chǎn)500噸淡水的示范工程。
除了以上3種海水淡化的方法外,人們還在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技術(shù)。
第一種是電滲析法。它依靠?jì)煞N薄膜,即陽(yáng)離子膜和陰離子膜,經(jīng)過(guò)通電把海水里的鹽類(lèi)分解成為陽(yáng)離子和陰離子,并且分別通過(guò)薄膜遷移到另一邊,剩下的便是不含鹽的淡水。雖然電滲析法耗能相對較少,但是不能除去海水中不帶電荷的雜質(zhì)。
第二種是反滲透法。利用一種薄薄的具有多孔結構的“反滲透膜”作為核心部件,在加壓條件下,薄膜只讓水通過(guò),而把鹽類(lèi)物質(zhì)拒絕于薄膜外,這樣淡水和鹽類(lèi)就分開(kāi)了。
反滲透法不僅分離效率高,能量消耗少,而且設備簡(jiǎn)單,所以備受人們的歡迎,已成為當今世界各國最廣泛使用的海水淡化技術(shù)。
現在世界上有十多個(gè)國家的一百多個(gè)科研機構在進(jìn)行著(zhù)海水淡化的研究,有數百種不同結構和不同容量的海水淡化設施在工作。一座現代化的大型海水淡化廠(chǎng),每天可以生產(chǎn)幾千、幾萬(wàn)甚至近百萬(wàn)噸淡水。
淡化水的成本在不斷地降低,有些國家已經(jīng)降低到和自來(lái)水的價(jià)格差不多。
某些地區的淡化水量達到了國家和城市的供水規模。據統計,1994年,世界上用此法日產(chǎn)淡水120萬(wàn)噸,解決了一億多人的供水問(wèn)題,即世界上1/50的人口靠海水淡化提供飲用水。我國也在舟山地區建造了用此法日產(chǎn)500噸淡水的示范工程。
除了以上海水淡化的方法外,人們還在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技術(shù)。
最傳統的方法是蒸餾,通過(guò)110度高溫,產(chǎn)生蒸汽凝結后的水收集起來(lái)就達到了淡化的目的,在大型蒸餾工藝的淡化廠(chǎng)里,常常采用多級閃蒸,低溫多效等方法;
當代比較流行的是利用膜法工藝,比如反滲透法,也有利用電滲析,及電滲透膜法工藝;
離子交換法雖然可以起到脫鹽的效果,但是成本太高不實(shí)際,通常離子交換用在海水淡化工藝的后端處理環(huán)節;
科技不斷在發(fā)展與突破,新的工藝不斷推出,例如通過(guò)高效復合分子篩材料迅速淡化海水工藝,海水化學(xué)提純后的簡(jiǎn)單后處理工藝,魚(yú)類(lèi)仿鰓淡化工藝等
我是從事海水淡化項目的開(kāi)發(fā)與投資工作,企業(yè)擁有龐大資金在海洋領(lǐng)域開(kāi)拓新市場(chǎng)新產(chǎn)業(yè),歡迎合作!
現代意義上的海水淡化則是在第二次世界大戰以后才發(fā)展起來(lái)的。
戰后由于國際資本大力開(kāi)發(fā)中東地區石油,使這一地區經(jīng)濟迅速發(fā)展,人口快速增加,這個(gè)原本干旱的地區對淡水資源的需求與日俱增。而中東地區獨特的地理位置和氣候條件,加之其豐富的能源資源,又使得海水淡化成為該地區解決淡水資源短缺問(wèn)題的現實(shí)選擇,并對海水淡化裝置提出了大型化的要求。
在這樣的背景下,20世紀60年代初,多級閃蒸海水淡化技術(shù)應運而生,現代海水淡化產(chǎn)業(yè)也由此步入了快速發(fā)展的時(shí)代。 海水淡化技術(shù)的大規模應用始于干旱的中東地區,但并不局限于該地區。
由于世界上70%以上的人口都居住在離海洋120公里以?xún)鹊膮^域,因而海水淡化技術(shù)近20多年迅速在中東以外的許多國家和地區得到應用。最新資料表明,到2003年止,世界上已建成和已簽約建設的海水和苦咸水淡化廠(chǎng),其生產(chǎn)能力達到日產(chǎn)淡水3600萬(wàn)噸。
目前海水淡化已遍及全世界125個(gè)國家和地區,淡化水大約養活世界5%的人口。海水淡化,事實(shí)上已經(jīng)成為世界許多國家解決缺水問(wèn)題,普遍采用的一種戰略選擇,其有效性和可靠性已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的認同。
冷凍法:冷凍法,即冷凍海水使之結冰,在液態(tài)淡水變成固態(tài)冰的同時(shí)鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端,其中蒸餾法會(huì )消耗大量的能源并在儀器里產(chǎn)生大量的鍋垢,而所得到的淡水卻并不多;而冷凍法同樣要消耗許多能源,但得到的淡水味道卻不佳,難以使用。
真空冷凍海水淡化法工藝包括脫氣、預冷、蒸發(fā)結晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟,海水淡化水產(chǎn)品可達到國家飲用水標準,是一種較理想的海水淡化法。 冷凍海水淡化法原理 海水三相點(diǎn)是使海水汽、液、固三相共存并達到平衡的一個(gè)特殊點(diǎn)。
若壓力或溫度偏離該三相點(diǎn),平衡被破壞,三相會(huì )自動(dòng)趨于一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點(diǎn)原理,以水自身為制冷劑,使海水同時(shí)蒸發(fā)與結冰,冰晶再經(jīng)分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。
與蒸餾法、膜海水淡化法相比,冷凍海水淡化法能耗低,腐蝕、結垢輕,預處理簡(jiǎn)單,設備投資小,并可處理高含鹽量的海水,是一種較理想的海水淡化法。 冷凍海水淡化法工藝 冷凍海水淡化法工藝之脫氣 由于海水中溶有的不凝性氣體在低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會(huì )在冷凝器內冷凝。
這將升高系統的壓力,使蒸發(fā)結晶器內壓力高于二相點(diǎn)壓力,破壞操作的進(jìn)行。顯然減壓脫氣法適合本系統。
冷凍海水淡化法工藝之預冷 海水脫氣后可與蒸發(fā)結晶器內排出的濃鹽水和淡化水產(chǎn)生熱交換,預冷至海水的冰點(diǎn)附近。 海水淡化法工藝之溫度和壓力 它們是影響海水蒸發(fā)與結冰速率的主要因素。
海水淡化法工藝之冰—鹽水是一固液系統 普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離,但分離方法不同,得到的冰晶含鹽量也不同。實(shí)驗結果表明減壓過(guò)濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過(guò)濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。
海水淡化法工藝之蒸汽冷凝 在蒸發(fā)結晶器內,除海水析出冰晶以外,還將產(chǎn)生大量的蒸汽,這些蒸汽必須及時(shí)移走,才能使海水不斷蒸發(fā)與結冰。 反滲透法:通常又稱(chēng)超過(guò)濾法,是1953年才開(kāi)始采用的一種膜分離淡化法。
該法是利用只允許溶劑透過(guò)、不允許溶質(zhì)透過(guò)的半透膜,將海水與淡水分隔開(kāi)的。在通常情況下,淡水通過(guò)半透膜擴散到海水一側,從而使海水一側的液面逐漸升高,直至一定的高度才停止,這個(gè)過(guò)程為滲透。
此時(shí),海水一側高出的水柱靜壓稱(chēng)為滲透壓。如果對海水一側施加一大于海水滲透壓的外壓,那么海水中的純水將反滲透到淡水中。
反滲透法的最大優(yōu)點(diǎn)是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2,蒸餾法的1/40。
因此,從1974年起,美日等發(fā)達國家先后把發(fā)展重心轉向反滲透法。 反滲透海水淡化技術(shù)發(fā)展很快,工程造價(jià)和運行成本持續降低,主要發(fā)展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力,提高反滲透系統回收率,廉價(jià)高效預處理技術(shù),增強系統抗污染能力等。
太陽(yáng)能法:人類(lèi)早期利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化,主要是利用太陽(yáng)能進(jìn)行蒸餾,所以早期的太陽(yáng)能海水淡化裝置一般都稱(chēng)為太陽(yáng)能蒸餾器。餾系統被動(dòng)式太陽(yáng)能蒸餾系統的例子就是盤(pán)式太陽(yáng)能蒸餾器,人們對它的應用有了近150年的歷史。
由于它結構簡(jiǎn)單、取材方便,至今仍被廣泛采用。目前對盤(pán)式太陽(yáng)能蒸餾器的研究主要集中于材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類(lèi)太陽(yáng)能集熱器配合使用上。
與傳統動(dòng)力源和熱源相比,太陽(yáng)能具有安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),將太陽(yáng)能采集與脫鹽工藝兩個(gè)系統結合是一種可持續發(fā)展的海水淡化技術(shù)。太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)由于不消耗常規能源、無(wú)污染、所得淡水純度高等優(yōu)點(diǎn)而逐漸受到人們重視。
低溫多效:低溫多效蒸餾淡化技術(shù)的概念低溫多效海水淡化技術(shù)是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度低于70℃的淡化技術(shù),其特征是將一系列的水平管?chē)娏芙的ふ舭l(fā)器串聯(lián)起來(lái),用一定量的蒸汽輸入通過(guò)多次的蒸發(fā)和冷凝,后面一效的蒸發(fā)溫度均低于前面一效,從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過(guò)程。 多效蒸發(fā)是讓加熱后的海水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā),前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來(lái)的蒸汽作為下一。
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