海水淡化技术及其应用 (2)..

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海水淡化技术的发展及应用

海水淡化技术的发展及应用

海水淡化技术的发展及应用近年来,随着人口增长、气候变化以及经济发展,水资源的短缺已经成为全球性的问题。

而海水淡化技术的发展和应用,则为我们解决水资源短缺问题提供了好的出路。

一、海水淡化技术的发展历程海水淡化技术是指通过一系列的工艺过程,将海水中的盐分和杂质去除,制成符合饮用、工业及农业用水标准的淡水。

该技术在古代就有所应用,但是由于技术的原始和萌芽阶段,所做出的成果并不理想。

直到20世纪60年代,随着科技的不断进步和逐渐成熟的其他技术支撑,海水淡化才获得大规模发展。

海水淡化技术主要分为膜分离法、多效蒸馏法和闪蒸法等。

其中,膜分离法是较为先进和广泛应用的技术,主要分为反渗透和纳滤两种。

反渗透技术通过给海水施加高压,通过微孔膜过滤盐分和杂质,而纳滤技术则主要是利用塑料膜,通过孔径大的孔把淡化的水分出去,除去海水中的杂质。

而多效蒸馏法和闪蒸法则是在高温和高压下,通过分离海水中的盐水和蒸气,进而得到萃取出的淡水。

虽然这些技术都有共同的问题,如难以处理高浓度的海水等问题,但是它们也都各自有着应用的巨大优势。

二、海水淡化技术的现状目前,全球有许多国家对于自身水资源短缺情况进行了大规模的海水淡化工厂建设。

据联合国发布的数据,全球已经建成的海水淡化厂的容量已经达到了2400万立方米/天,并且预计各国政府还将继续投资和修建更多的海水淡化厂,以应对水资源短缺问题。

其中,中东地区国家已经成为海水淡化技术的领先者,沙特阿拉伯、阿联酋、卡塔尔等地从海水淡化技术中得到了足够的淡水供给,同时也为当地的经济和社会发展起到了重要的助推作用。

而在东亚地区,日本、新加坡等国家也在淡水资源短缺和经济发展的双重压力下进行了大规模地建造海水淡化工厂。

新加坡的海水淡化厂是世界上容量最大的海水淡化厂之一,据报告称,该厂的淡水供应量占新加坡总用水量的50%,有力地保障了这个国家的水资源供应。

三、海水淡化技术的应用前景随着科技不断的发展,海水淡化技术越来越成为水资源管理中的重要工具,而海水淡化工业也将在未来的20 - 30 年之内增长两倍以上。

海水淡化技术及其应用

海水淡化技术及其应用

海水淡化技术及其应用随着人类经济社会的不断发展,全球各地的水资源逐渐日益紧缺。

特别是在没有大规模水资源的区域,如沙漠、高山地区等等,供水已成为一项严峻的任务。

淡化海水将是解决水资源问题的一种重要举措。

本文将介绍海水淡化技术及其应用。

一、海水淡化的现状与需求世界上有20%的人口居住在没有大规模水资源的地区。

另外,在一些国家,如沙特阿拉伯、阿联酋、阿曼以及巴林等资源匮乏的国家,海水成为了当地唯一的水源。

而且由于气候变化等因素,全球水资源短缺这一情况日趋严重。

越来越多的国家和地区开始关注海水淡化。

海水淡化是将海水中的盐分、矿物质和其他杂质去除,从而得到可以直接用于生活、工业用途的淡水。

海水淡化技术是提供可靠、经济、安全的淡水的最有希望的途径之一,也是社会经济发展的一个重要关键。

二、海水淡化技术的类型及其原理目前,世界上应用较广泛的海水淡化技术有蒸馏法、反渗透法和电去离子法三种。

下面将对这三种方法进行简要介绍:1. 蒸馏法蒸馏法是一种传统的海水淡化技术,主要包括闪蒸、多效蒸馏、压力式闪蒸和气化溶剂蒸馏法等。

该技术利用加热海水使水变成蒸汽,然后将蒸汽冷却成水滴,再使水滴凝结变成淡水。

这种方法成本较高,但可以确保得到高纯度的淡水。

2. 反渗透法反渗透法是目前应用最广泛的海水淡化技术。

该技术利用高压将海水通过一种膜,膜上有微小孔洞,使水通过孔洞流出,而盐分、矿物质等其他杂质留在膜的另一侧,从而实现海水淡化的目的。

这种方法除成本低之外,还具有体积小、重量轻、使用寿命长等优点。

3. 电去离子法电去离子法又叫做电渗析法,是一种使用电场从海水中去除离子的方法。

该方法通过直流电压或是交流电压引起海水中的阳离子和阴离子通过离子交换膜分离出来,从而得到淡水。

这种方法成本较高,主要应用于工业领域中。

三、海水淡化技术的应用海水淡化技术广泛应用于国防、城市生活、工业生产、航运、石油开采、游轮旅游、面积广袤的温室等领域。

以下是几个海水淡化技术的应用:1. 城市生活供水在无水资源地区,海水淡化是一种主要的城市生活用水补给方式。

海水淡化技术的研究及应用

海水淡化技术的研究及应用

海水淡化技术的研究及应用随着世界人口的不断增长和水资源的日益紧缺,海水淡化技术被越来越多的国家研究和应用。

这项技术可以将海水中的盐分去除,使之成为饮用水或灌溉水。

本文将探讨海水淡化技术的研究及应用,以及其对环境和社会的影响。

一、海水淡化技术的研究自20世纪初,各国就开始研究海水淡化技术。

最初采用的方法是热汽蒸发,但是这种方法因为能耗高、维护困难、污染严重等问题被逐渐淘汰。

20世纪中期,逆渗透技术被发明,并且得到全球范围内的广泛应用。

逆渗透技术是通过半透膜将水中的盐分和杂质过滤掉,使得水变得清澈无色,口感与淡水相似。

近年来,一些高新技术也开始在海水淡化领域发挥作用,例如太阳能海水淡化、重力导向蒸馏等技术。

二、海水淡化技术的应用目前,海水淡化技术已经被广泛应用于世界各地。

英国、澳大利亚、法国、中国等国家都拥有大量的海水淡化厂,这些厂可以提供大规模的饮用水和灌溉水。

尤其是在非洲、南美洲和东南亚等水资源紧缺的地区尤为重要。

另外,海水淡化技术还可以用于工业冷却、游泳池水处理等行业,其应用范围非常广泛。

三、海水淡化技术对环境的影响海水淡化技术对环境的影响较大,其中包括以下几个方面:1. 能源消耗尽管现代海水淡化技术比早期的技术要节能得多,但仍需要大量的电力支持。

这些电力往往来自于化石燃料等不可再生能源,因此会加重环境污染和气候变化等问题。

2. 废水排放海水淡化过程中会产生一定量的废水,其中含有高浓度的盐分和氯气等有害物质。

如果这些废水没有得到适当的处理,将会对生态环境造成很大影响。

3. 海洋生物受到影响海水淡化工艺的废水中会含有高浓度的盐分和氯气等物质,这些物质对海洋生态环境会产生不良影响。

相关研究表明,海水淡化工艺的废水对珊瑚、鱼类和小型海洋生物等影响较大。

四、海水淡化技术对社会的影响海水淡化技术对社会的影响也非常显著,主要包括以下几个方面:1. 解决水资源短缺问题世界上很多地区都缺乏淡水资源,而海水淡化技术可以为这些地区提供新鲜水源。

海水淡化技术的发展与应用

海水淡化技术的发展与应用

海水淡化技术的发展与应用海水淡化技术是指将海水通过一系列方法转化为可供人类生活和工业用水的淡水的技术。

由于海水占据了地球表面约70%的部分,海水淡化技术对解决全球水危机和满足人类用水需求具有重要意义。

本文将探讨海水淡化技术的发展历程、不同的技术方法以及其广泛的应用。

海水淡化技术的发展始于20世纪中叶,经过多年的研究和改进,如今已经成为可行的水资源利用方式。

最早的海水淡化技术是通过蒸馏实现的,即利用热能将海水蒸发,然后将水汽凝结为淡水。

然而,传统的蒸馏方法存在能源消耗大、设备庞大、维护成本高等问题,限制了其大规模应用。

随着科技的进步,逆渗透(RO)技术逐渐成为主流,成为目前最常用的海水淡化技术。

逆渗透技术是利用半透膜来分离海水中的盐分和杂质,使之通过膜的选择性透过性,从而实现淡化海水的过程。

经过高压泵的推动,海水通过半透膜,而水分子从膜的微孔中通过,而带电离子和大分子无法通过,从而实现了海水中的盐分和杂质的分离。

逆渗透技术相比于传统的蒸馏技术,具有能源消耗低、设备结构简单、操作维护便捷等优势,因此被广泛应用于海水淡化工程中。

除了逆渗透技术,还有电渗析(ED)技术、电化学除盐(EDR)技术等也被应用于海水淡化领域。

电渗析技术利用电场力将带电离子从海水中驱动出去,达到除盐的目的。

而电化学除盐技术通过封闭在两个半隔膜之间的电化学反应室中的电解质溶液,将盐离子转化为氯气和金属钾或钠。

这些先进的技术方法不仅可以高效地去除海水中的盐分,还能减少废水排放,提高海水资源的可持续利用率。

海水淡化技术在全球范围内得到了广泛的应用。

尤其是在有限水资源和水危机的地区,海水淡化技术成为重要的水源补充手段。

科威特、沙特阿拉伯等海水淡化技术应用成熟的国家,已经建立了大规模的海水淡化厂。

此外,印度、中国等国家也在大力推广海水淡化技术,以解决持续发展所面临的水资源短缺问题。

海水淡化技术也被广泛应用于工业领域。

由于水资源的紧张,许多工业过程需要大量的水,如发电厂、制药厂、化工厂等。

海水淡化的发展及应用 (2)精选全文

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可编辑修改精选全文完整版中国海水淡化的发展及应用目前,海水淡化解决了全球2 亿多人的饮水问题,海水淡化水已成为海湾国家的重要水源之一。

我国人均淡水资源占有量约2100 立方米,仅为世界平均水平的28%,目前全国城市中有约2/3 缺水,约1/4 严重缺水,水资源短缺已成为制约经济社会持续发展的重要因素之一[1]。

随着工业化进程的不断加快,水资源短缺形势将更加严峻。

发展海水淡化产业具有重要的战略意义和现实意义。

常用的局部地区缺水解决方案有远程调水、地下取水、建造水库等, 但是长期使用造成了水源枯竭、浪费土地、地面下沉和破坏生态等诸多弊端, 且均属于淡水存量调整, 不能从根本上解决淡水危机。

另外雨水的收集利用、废水回用和加强水资源的立法管理等也可以缓解部分地区的淡水短缺。

但是, 海水淡化作为一种开辟新水源的相对成熟的技术, 已成为世界上公认的解决缺水的最佳方案。

1、中国海水淡化发展概况我国海水淡化技术的研究始于1958年, 经过多年科技攻关发展, 技术取得重大突破, 获得一批重要成果, 形成一批专业队伍, 培养一批专门人才, 具备了海水淡化大发展的基本条件。

2004年建成投产的具有自主知识产权的3000吨/日低温多效海水淡化示范工程和2003年建成投产的5000吨/ 日反渗透海水淡化示范工程, 其吨水成本均低于5 元, 其中蒸馏法海水淡化装备的造价低干国外同类设备30%一50% [2]。

这些示范工程充分显示, 我国的海水淡化技术已与国际接轨, 蒸馏法和反渗透法两大主流海水淡化技术已达到国际先进水平, 成为世界上少数几个掌握海水淡化技术的国家之一。

到目前为止, 全国建成运行的海水淡化水总产量约为5 万立方米/ 日(苦咸水淡化水产量为2.8 万立方米/ 日)。

近几年, 国家对海水淡化事业高度重视。

几个万吨级、十万吨级的海水淡化工程正在建设中。

预计在未来的5一10 年时间里, 我国海水淡化的总规模将达到100万吨/ 天, 这种发展速度在国际上是前所未有的。

海水淡化的研究及其在环保领域的应用

海水淡化的研究及其在环保领域的应用

海水淡化的研究及其在环保领域的应用随着全球人口的增长和工业生产的发展,水资源日益紧张,而海水淡化正是解决淡水短缺的有效方法。

海水淡化技术是利用现代科技手段来使海水成为可用的淡水,近年来在环保领域得到了广泛应用。

本文将分析海水淡化技术的原理和现状以及应用领域的探索。

一、海水淡化技术的原理和现状目前,海水淡化技术主要有以下几种:蒸发结晶法、多级闪蒸法、反渗透法、电渗析法等。

其中,反渗透技术是应用最广泛的一种。

反渗透技术是通过高压将海水压过反渗透膜,将盐和矿物质等杂质从水中过滤出来,从而达到淡化的目的。

反渗透技术具有高效、节能、环保等优点,同时也有一些局限性,例如生产用水的质量受海水中离子浓度、pH值等因素的影响。

海水淡化技术的应用范围非常广泛,主要包括海水淡化供水、工业用水、农业灌溉等领域。

目前,全球海水淡化产业处于高速发展阶段,预计到2025年,海水淡化市场规模将达到170亿美元。

二、海水淡化技术在环保领域的应用海水淡化技术在环保领域有多方面的应用,主要包括以下几个方面:1.缓解淡水资源短缺随着人类活动的增多,全球淡水资源短缺日益严重。

而海水淡化技术的广泛应用可以缓解这一问题,为人类提供足够的饮用水和生产用水。

2.减少海洋污染海洋污染是当今全球面临的一大环境问题。

海水淡化技术可以将海水中的污染物和含盐量高的水过滤出去,从而减少海洋污染的程度。

3.促进海洋开发海水淡化技术可以为海洋开发提供所需的淡水资源,从而促进海洋经济的有序发展。

另外,海水淡化技术也为海水农业、海水养殖等领域的发展提供支持。

4.节能减排,降低温室气体排放海水淡化绝大多数采用国家级电网输送,一定程度上可以减低柴油发电的用量和以及使用的油,从而降低碳排放量,减轻全球温室气体效应的程度。

三、海水淡化技术的未来发展趋势随着科技的不断进步和各种政策的支持,海水淡化技术的应用领域将会越来越广泛。

未来,海水淡化技术的发展趋势将呈现以下几点:1.综合利用海水资源海水淡化技术将和其他利用海水资源的技术相结合,例如海水农业、海水养殖等,形成更为完整的海洋产业链。

海水淡化技术研究及应用

海水淡化技术研究及应用

海水淡化技术研究及应用第一章引言随着全球人口数量的不断增加和对自然资源的需求增长,水资源短缺成为当前世界面临的严峻挑战之一。

特别是在一些干旱地区,人们面临的淡水资源短缺问题更加严重。

为了解决这一问题,海水淡化技术应运而生,成为了一种有效的供水方式。

本文就海水淡化技术进行深入研究,并探讨其在实际中的应用。

第二章海水淡化技术1. 蒸馏法蒸馏法是最早被广泛应用的海水淡化技术。

其原理基于水和盐的沸点不同,利用加热海水,将水蒸发出来,再将蒸气冷凝成为淡水。

蒸馏技术的成本较高,但具有处理污染程度高的水源能力,如化学废水和海水淤泥污染的水。

常见的蒸馏法包括多级闪蒸法、多效蒸馏法和多晶蒸馏法。

2. 膜分离技术膜分离技术是一种更为常见的海水淡化技术。

其原理是通过特制的膜分离材料,将溶于海水中的盐分和其他污染物质从水中分离出来。

常见的膜分离技术包括反渗透、电渗析和纳滤等。

3. 冰晶法冰晶法是一种适用于低盐水的海水淡化技术。

在冰晶法中,水被冷却至较低的温度,并在这个过程中形成冰晶。

通过冰晶分离过程,盐分和杂质被剔除,从而获得纯净的淡水。

第三章海水淡化技术的应用海水淡化技术已被广泛应用于国内外各个领域。

以下是其主要应用:1. 饮用水供应海水淡化技术是一种有效的饮用水供应方式。

在这种方式下,海水被转化为可以直接饮用的淡水,以满足人们对饮用水的需求。

尤其是在一些旱地和海岛上,该技术已成为一种主要的供水方式。

2. 工业用水工业用水是海水淡化技术的另一个主要应用领域。

在一些需要高质量水源的工业领域,如半导体制造和化学工业,海水淡化技术被广泛应用。

通过该技术,可以获得纯净的水源,保证了生产过程的正常运行。

3. 农业灌溉农业灌溉是海水淡化技术的实际应用领域之一。

在干旱地区或水资源匮乏地区,该技术可以为农业生产提供必要的水源,增加农业产量,提高农业生产水平。

第四章海水淡化技术的未来发展趋势随着科技的发展和环保意识的增强,有望出现更加先进、高效、环保的海水淡化技术。

海水鱼淡化养殖技术的探索与应用

海水鱼淡化养殖技术的探索与应用

海水鱼淡化养殖技术的探索与应用随着全球水资源的日益紧张和海洋资源的逐渐枯竭,海水鱼淡化养殖技术逐渐成为水产养殖领域的重要发展方向。

这项技术不仅能够有效利用海洋资源,还能为水产养殖提供新的思路和方法。

本文将探讨海水鱼淡化养殖技术的原理、方法、应用现状及未来发展趋势。

一、海水鱼淡化养殖技术的原理海水鱼淡化养殖技术是指通过物理、化学或生物手段,将海水中的盐分和其他有害物质去除,从而为海水鱼的生长提供适宜的淡水环境。

这项技术的核心在于如何有效地降低水体的盐度,同时保持水质的稳定性和生态平衡。

在淡化过程中,常用的方法包括反渗透、蒸馏、离子交换等。

反渗透技术是目前应用最广泛的淡化方法,它通过半透膜将水分子与盐分分离,能够高效地去除水中的盐分和杂质。

蒸馏法则是通过加热海水使其蒸发,再将蒸汽冷凝成淡水,适用于小规模的淡化需求。

离子交换法则是利用树脂对水中离子的选择性吸附,达到去除盐分的目的。

二、海水鱼淡化养殖的优势1. 资源利用率高:海洋是地球上最大的水体,海水鱼淡化养殖能够充分利用这一资源,缓解淡水资源短缺的问题。

2. 生态环境友好:传统的淡水养殖往往会对水体造成污染,而海水鱼淡化养殖可以在控制水质的同时,减少对环境的负面影响。

3. 经济效益显著:随着人们对海水鱼需求的增加,淡化养殖技术的应用能够提高海水鱼的产量,满足市场需求,带来可观的经济效益。

4. 技术创新推动:海水鱼淡化养殖技术的不断发展,推动了相关设备和技术的创新,为水产养殖行业带来了新的发展机遇。

三、海水鱼淡化养殖的应用现状目前,海水鱼淡化养殖技术在全球范围内得到了广泛应用。

尤其是在一些缺乏淡水资源的国家和地区,淡化养殖技术成为了水产养殖的重要选择。

例如,在中东地区,许多国家通过海水淡化技术实现了大规模的海水鱼养殖,成功地将海洋资源转化为经济收益。

在中国,随着海水鱼养殖业的快速发展,淡化养殖技术也逐渐受到重视。

许多沿海地区的养殖户开始尝试将海水鱼淡化养殖技术应用于实际生产中,取得了良好的效果。

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青岛农业大学本科生课程论文论文题目海水淡化技术及其应用学生专业班级环境工程200802学生姓名(学号) 李小琳(20081854)指导教师崔春月完成时间2011年12月10日2011 年12 月10 日课程论文任务书学生姓名李小琳指导教师崔春月论文题目海水淡化技术及其应用论文内容(需明确列出研究的问题):海水淡化技术已逐步形成了一门综合性的技术学科和水处理技术产业,成为材料科学、环境科学研究热点。

这些新型海水淡化技术的低能耗、高产量、无污染和可开发的特点,在海水净化利用方面表现出重要的应用前景。

本文综合当前新技术的发展,同时,针对目前或内外研究现状,本文还对海水淡化技术的发展进行了展望。

本论文主要研究以下几方面的内容:1、海水淡化的技术方法;2、海水淡化技术的应用;3、海水淡化技术的应用前景与展望。

资料、数据、技术水平等方面的要求:通过各种书籍、学术期刊以及数据库等各种渠道广泛搜集资料,充分利用现有文献来借鉴他人的学术成果,同时根据自己的研究分析调查,对论文进行综述。

参考文献不少于10篇,要根据所参考文献整理出其主要处理现状,以及发展趋势,并将各种方法成果进行综合比较,做到资料翔实,数据准确,引用规范,论证充分。

发出任务书日期完成论文日期教研室意见(签字)院长意见(签字)注:此表装订在课程论文之前。

海水淡化技术及其应用环境工程专业李小琳指导教师崔春月摘要:海水淡化技术已逐步形成了一门综合性的技术学科和水处理技术产业,可以充分利用海水能源与资源,降低产业资本,成为材料科学、环境科学研究热点。

其中的技术方法有蒸馏法、反渗透法、冷冻法、电渗析法等新型技术。

这些新型海水淡化技术的低能耗、高产量、无污染和可开发的特点,在海水净化利用方面表现出重要的应用前景。

本文综合当前新技术的发展,综述了海水淡化技术的原理并重点总结了其在水环境方面的应用。

同时,针对目前或内外研究现状,本文还对海水淡化技术的发展进行了展望。

关键词:海水淡化蒸馏反渗透冷冻电渗析引言海水淡化是人类追求了几百年的梦想。

早在400多年前,英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。

从20世纪50年代以后,海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,在已经开发的二十多种淡化技术中,蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平,并在世界各地广泛应用。

现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究,有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。

一座现代化的大型海水淡化厂,每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。

淡化水的成本在不断地降低,有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。

某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。

现代意义上的海水淡化则是在第二次世界大战以后才发展起来的。

战后由于国际资本大力开发中东地区石油,使这一地区经济迅速发展,人口快速增加,这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增。

而中东地区独特的地理位置和气候条件,加之其丰富的能源资源,又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择,并对海水淡化装置提出了大型化的要求。

在这样的背景下,20世纪60年代初,多级闪蒸海水淡化技术[1]应运而生,现代海水淡化产业也由此步入了快速发展的时代。

海水淡化技术[2]的大规模应用始于干旱的中东地区,但并不局限于该地区。

由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域,因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。

最新资料表明,到2003年止,世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂,其生产能力达到日产淡水3600万吨。

目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区,淡化水大约养活世界5%的人口。

海水淡化,事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题,普遍采用的一种战略选择,其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。

1海水淡化的技术方法1.1蒸馏法[3]1.1.1低温多效蒸馏此淡化技术盐水的最高蒸发温度低于70℃。

其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来,用一定量的蒸汽输入,通过多次的蒸发和冷凝,后面一效的蒸发温度均低于前面一效,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。

由于此技术节能,近年发展迅速,装置的规模日益扩大,成本日益降低,主要发展趋势为提高装置单机造水能力。

采用廉价材料降低工程造价,提高操作温度。

提高传热效率等。

1.1.2多级闪蒸水在常规气压下。

加热到100℃才沸腾成为蒸汽。

如果使适当加温的海水,进人真空或接近真空的蒸馏室,便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。

利用这一原理.做成了多级闪急蒸馏海水淡化装置。

此种淡化装置可以造得比较大。

成为大型海水淡化工厂,并可以与热电厂建在一起,利用热电厂的余热加热海水,水电联产可以大大降低生产成本。

现行大型海水淡化厂大多采用此法,此法技术成熟,运行可靠,主要发展趋势为提高装置单机造水能力,降低单位电力消耗,提高传热效率等。

1.1.3压汽蒸馏海水预热后.进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。

所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧,蒸汽冷凝后作为产品水引出。

如此实现热能的循环利用。

1.2反渗透法反渗透法[4]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。

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步升高,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。

反渗透法使用的薄膜叫“半透膜”,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。

因其具有占地少、建造周期短、操作简单、相对投资小、能耗相对较低和启动运行快等特点,逐渐在海水淡化市场中占据“统治”地位。

1.2.1反渗透法海水淡化与蒸馏法对比,膜法海水淡化只能利用电能,蒸馏法海水淡化利用热能和电能。

所以反渗透淡化适合有电源的场合,蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。

但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世,其吨水耗电量逐渐降低。

反渗透海水淡化经一次脱盐,能生产相当于自来水水质的淡化水。

虽然蒸馏法海水淡化水质较高,但反渗透技术仍具有较强的自身优势,如应用范围广,规模可大可小,建设周期短,不但可在陆地上建设,还适于在车辆、舰船、海上石油钻台、岛屿、野外等处使用。

新型海水淡化系统的发展趋势是采用膜法集成系统(IMS),即将膜法预处理和RO组合起来。

IMS具有可靠性高、对原水的水质变化相对不敏感、操作费用低且均为商品化组件式装置的特点。

新型膜法预处理技术主要包括:连续微滤技术(CMF)、浸没式帘式膜过滤(IMF)、超滤技术(UF)、纳滤技术(NF)以及陶瓷膜过滤(CF)等。

1.2.1 CMFCM F是以中空纤维微滤膜为中心处理单元,配以特殊设计的管路阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等,形成一闭路连续操作系统。

处理液在一定压力下通过微滤膜过滤,达到物理分离的目标。

使用CMF可使胶体颗粒和细菌数量减少到个数量级,可提高净化水的水质,并可在很低的横流速度下运行。

1.2.2 IMFIMF的技术核心是高抗污染的PVDF微滤膜,其特点是耐污染、易清洗、化学性能稳定、膜的透水量大、产水水质稳定、能耗及运行费用低,膜平均微孔孔径在0.2um,能有效去除海水中的藻类、细菌及其他杂质,已经越来越多地用于反渗透的前处理。

1.2.3 UFUF是一种以机械筛分原理为基础,以膜两侧压差为驱动力的膜分离技术。

它的筛分孔径小,主要用于截留粒径在1一20nm的小分子可溶性溶质、大分子和胶体物质等。

有中空、卷式、平板、管式等几种组件类型,其中中空纤维膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。

王兴哉等采用微絮翻夕超滤组合工艺处理低浊度海水,实验用中空纤维超滤膜的材质为聚丙烯睛(PAN),截留分子质量5000u,孔径0.01um,过滤面积0.437m3时,过滤方式为终端过滤。

实验结果表明该工艺对浊度、COD的去除率分别为99.99%和57%,而且微絮凝工艺减缓了海水对膜的污染。

1.2.4 CFUF是一种以机械筛分原理为基础,以膜两侧压差为驱动力的膜分离技术。

它的筛分孔径小,主要用于截留粒径在1一20nm的小分子可溶性溶质、大分子和胶体物质等。

有中空、卷式、平板、管式等几种组件类型,其中中空纤维膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。

王兴哉等采用微絮翻夕超滤组合工艺处理低浊度海水,实验用中空纤维超滤膜的材质为聚丙烯睛(PAN),截留分子质量5000u,孔径0.01um,过滤面积0.437m3时,过滤方式为终端过滤。

实验结果表明该工艺对浊度、COD的去除率分别为99.99%和57%,而且微絮凝工艺减缓了海水对膜的污染。

1.2.4 CF无机陶瓷膜作为一种新型的膜材料,与传统的高聚物膜相比,具有耐高温,化学稳定,耐酸碱腐蚀,机械强度高,结构稳定和易再生等优点,被广泛应用于食品和生物制品的过滤、提纯及电解液的过滤、气体除尘等各个领域。

目前陶瓷膜在水处理领域的应用主要包括冲水处理和污废水处理两个方面。

净水处理主要是饮用水和淡化水的制备。

污废水处理主要包括各种化工行业废水处理、含油废水处理及生活污水处理和回用等。

1.3冷冻法冷冻海水[5]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:蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢,所得到的淡水却并不多;而冷冻法同样也要消耗许多能源,得到的淡水味道却很差,难以在生活用水中使用。

海水在结冰时盐分被排除在冰晶以外将冰晶洗涤分离融化后即可得到淡水,利用这一原理进行海水淡化的方法即为冷冻法。

冷冻法工艺主要包括冰晶的形成、洗涤、分离、融化等。

其中按冰晶形成的途径不同可分为天然冷冻法和人工冷冻法人工冷冻法又可分为直接冷冻法和间接冷冻法。

但是间接冷冻法传热效率不高,而且需要很大的传热面积从而限制了它的使用。

1.3.1天然冷冻法在较高纬度地区,可以利用冬天温度低这一自然环境条件使海水自然冷冻结冰,取冰融化而得到淡水。

1.3.2人工冷冻法人工冷冻法可分为间接冷冻法(利用低温冷冻剂与海水进行间接热交换使海水冷冻结冰)和直接冷冻法(冷冻剂或冷媒与海水直接接触而使海水结冰)。

根据冷冻剂的不同,直接冷冻法又可分为冷媒直接接触冷冻法和真空蒸发式直接冷冻法。

1.3.2.1冷媒直接接触冷冻法该方法以不溶于水、沸点接近于海水冰点的正丁烷为冷冻剂,与预冷后的海水混合进入冷冻室中。

在压力稍低于大气压的情况下,正丁烷气化吸热,使冷冻室内温度维持在-3 ℃左右,海水冷冻结冰,正丁烷蒸气经压缩机压缩至lOl3Z5Pa 以上,进入融化器与冰直接接触,正丁烷蒸气液化,冰融化,形成了水正丁烷不互溶体系,由于密度不同而使之分离,水作为产品放出正丁烷则在过程中循环使用。

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