1.海水淡化方法
海水淡化,亦称海水脱盐,是通过装置和设备除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。
海水淡化的蒸馏法主要有:
多级闪蒸(MSF)、低温多效(LT-MED) 和压汽蒸馏(MVC)三种技术。前两种技术主要采用蒸汽作热源,多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是利用热泵蒸发技术,它仅使用电能,应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透(RO)技术,它利用半透膜,在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。
海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术,美、法、日、以色列等国的技术已经非常发达,而且已形成海水淡化产业。我国的海水淡化技术研究始于50年代,经过40多年的发展,也培养和锻炼了自己的海水淡化专门人才,组建了一些专门科研开发机构,在蒸馏淡化、反渗透两大技术领域,经过几个五年计划的攻关,多项工程的实践,已具有较丰富的经验。但由于人们对海水淡化的认识不完全,国家经费投入少,使这项技术不能得到很快地发展。
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我国是一个水资源贫乏的国家,水资源总量居世界第6位,人均水资源拥有量只有2200立方米,仅为世界平均水平的四分之一。居世界第88位。其值是日本的1/2,美国的1/5,印尼及前苏联的1/7, 2加拿大的1/50。耕地平均分摊水量也只有世界平均数的3/4。联合国据此已把中国列为十三个最缺水国家之一。据统计,全国699个城市中,有400个城市常年供水不足,缺水量约为1000万吨/天左右。其中天津等110个城市已受到水资源短缺的严重威胁,年缺水量60亿立方米,国家和北京市统计资料证实,北京已成为我国严重缺水的三十个大城市中的一个特大型城市。目前,北京年人均水资源量不足四百立方米,只有全国平均水平的七分之一。北京每年缺水10多亿立方米,地下水位有的地方已降到30多米。深圳每天至少缺水10万立方米,曾经出现过“水荒”。几百万人生活用水紧张有的城市被迫限时限量供水,严重制约着当地经济和社会发展。
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海水淡化处理工艺
蒸馏法
蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。
冷冻法
冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端,其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢,而所得到的淡水却并不多;而冷冻法同样要消耗许多能源,但得到的淡水味道却不佳,难以使用。
反渗透法
通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。
反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统
回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。
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