1. 簡述海水淡化的原理
海水中有大量的鹽。能不能從浩瀚的海洋中去除鹽份,,提取出淡水呢?海水淡化是人類追求了幾百年的夢(mèng)想,。早在世界大航海的時(shí)代,英國王室就曾懸賞征求經(jīng)濟(jì)合算的海水淡化方法,。時(shí)至今日,,海水淡化的方法雖然有了數(shù)百種之多,,生產(chǎn)出的淡水也風(fēng)味各異,,但以經(jīng)濟(jì)合算的標(biāo)準(zhǔn)衡量,仍然不盡如人意,。
表面看海水淡化很簡單,,只要將咸水中的鹽與淡水分開即可。最簡單的方法,,一個(gè)是蒸餾法,,將水蒸發(fā)而鹽留下,再將水蒸氣冷凝為液態(tài)淡水,。這個(gè)過程與海水逐漸變咸的過程是類似的,,只不過人類要攫取的是淡水。另一個(gè)海水淡化的方法是冷凍法,,冷凍海水,,使之結(jié)冰,在液態(tài)淡水變成固態(tài)的冰的同時(shí),,鹽被分離了出去,。
兩種方法都有難以克服的弊病。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,,相反得到的淡水卻并不多,。這是一種很不劃算的方式。冷凍法同樣要消耗許多能源,,得到的淡水卻味道不佳,,難以使用。
1953年,,一種新的海水淡化方式問世了,,這就是反滲透法。
這種方法利用半透膜來達(dá)到將淡水與鹽分離的目的,。在通常情況下,,半透膜允許溶液中的溶劑通過,而不允許溶質(zhì)透過,。由于海水含鹽高,,如果用半透膜將海水與淡水隔開,淡水會(huì)通過半透膜擴(kuò)散到海水的一側(cè),,從而使海水一側(cè)的液面升高,,直到一定的高度產(chǎn)生壓力,使淡水不再擴(kuò)散過來,。
這個(gè)過程是滲透,。如果反其道而行之,要得到淡水,,只要對(duì)半透膜中的海水施以壓力,,就會(huì)使海水中的淡水滲透到半透膜外,而鹽卻被膜阻擋在海水中,。這就是反滲透法,。反滲透法最大的優(yōu)點(diǎn)
就是節(jié)能,,生產(chǎn)同等質(zhì)量的淡水,,它的能源消耗僅為蒸餾法的1/40。
因此,,從1974年以來,,世界上的發(fā)達(dá)國家不約而同地將海水淡化的研究方向轉(zhuǎn)向了反滲透法,。
在新興的反滲透法研究方興未艾的時(shí)候,古老的蒸餾法也改弦易轍,,重新煥發(fā)了青春,。常識(shí)告訴我們,水在常溫常壓下要加熱到100℃才沸騰,,產(chǎn)生大量的水蒸氣,。
傳統(tǒng)的蒸餾法只考慮了通過升高溫度獲得水蒸氣的方式,耗能甚巨,。而新的方法是將氣壓降下來,,把經(jīng)過適當(dāng)加溫的海水,,送入人造的真空蒸餾室中,海水中的淡水會(huì)在瞬間急速蒸發(fā),,全部變成水蒸氣,。許多這樣的真空蒸餾室連接起來,就組成了大型的海水淡化工廠,。如果海水淡化工廠與熱電廠建在一起,,利用熱電廠的余熱給海水加溫,成本就更低了,。
現(xiàn)在世界上的大型海水淡化工廠,,大多采用新的蒸餾法。在西亞盛產(chǎn)石油的國度,,往往土地“富得流油”,,卻打不出一口淡水井。水比油貴的現(xiàn)實(shí),,使海水淡化工廠如雨后春筍般出現(xiàn)在西亞的海岸線上,。1983年,西亞第一大國沙特阿拉伯在吉達(dá)港修建了日產(chǎn)淡水30萬噸的海水淡化廠;在另一個(gè)西亞國家科威特,,現(xiàn)在每天可以生產(chǎn)淡水100萬噸,。
波斯灣沿岸地區(qū),有的國家的淡化海水已經(jīng)占到了本國淡水使用量的80%-90%,。
2. 簡述海水淡化的原理反滲透
反滲透海水淡化基本原理
用一張只透過水而不能透過鹽的半透膜將淡水和鹽水隔開,,淡水會(huì)自然地透過半透膜至鹽水一側(cè),這種現(xiàn)象稱為滲透,。當(dāng)滲透到鹽水一側(cè)的液面達(dá)到某一高度時(shí),,滲透的自然趨勢(shì)被這一壓力所抵消從而達(dá)到平衡,。這一平衡壓力即為該體系的滲透壓,,如在鹽水一側(cè)加一個(gè)大于滲透壓的壓力,鹽水中的水會(huì)透過半透膜到淡水處,。這種與自然滲透相反的水遷移過程稱為反滲透,。
反滲透海水淡化工藝流程
進(jìn)料海水經(jīng)預(yù)處理,去除懸浮固體及其他有害物,,然后經(jīng)高壓泵增壓后,,進(jìn)入膜脫鹽設(shè)備,產(chǎn)出的中間淡水產(chǎn)品進(jìn)入后處理設(shè)施(按淡水不同用途選擇,,如作飲用水,,需pH調(diào)節(jié)和加氯殺菌設(shè)備),精制成產(chǎn)品淡水,,濃鹽水自膜脫鹽設(shè)備排出,。反滲透的能耗主要消耗在提供反滲透過程所需的壓力上,。
反滲透膜組件有多種結(jié)構(gòu)形式,最常用的是中空纖維和螺旋卷式,。
3. 簡述海水淡化的原理反滲透法
海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水,。是實(shí)現(xiàn)水資源利用的開源增量技術(shù),可以增加淡水總量,,且不受時(shí)空和氣候影響,,可以保障沿海居民飲用水和工業(yè)鍋爐補(bǔ)水等穩(wěn)定供水。
從海水中取得淡水的過程謂海水淡化,。 現(xiàn)在所用的海水淡化方法有海水凍結(jié)法,、電滲析法、蒸餾法,、反滲透法,、以及可實(shí)現(xiàn)盈利的碳酸銨離子交換法,目前應(yīng)用反滲透膜的反滲透法以其設(shè)備簡單,、易于維護(hù)和設(shè)備模塊化的優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)市場(chǎng),,逐步取代蒸餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。
世界上有十多個(gè)國家的一百多個(gè)科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行著海水淡化的研究,,有數(shù)百種不同結(jié)構(gòu)和不同容量的海水淡化設(shè)施在工作,。一座現(xiàn)代化的大型海水淡化廠,每天可以生產(chǎn)幾千,、幾萬甚至近百萬噸淡水,。淡化水的成本在不斷地降低,有些國家已經(jīng)降低到和自來水的價(jià)格差不多,。某些地區(qū)的淡化水量達(dá)到了國家和城市的供水規(guī)模,。
4. 海水淡化的基本原理
原因:蒸餾法的原理很簡單,就是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里制備蒸餾水的原理,。把海水燒到沸騰,,淡水蒸發(fā)為蒸汽,鹽留在鍋底,,蒸汽冷凝為蒸餾水,,即是淡水。沒有化學(xué)反應(yīng)屬物理方法,。
原因:蒸餾法的原理很簡單,,就是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里制備蒸餾水的原理。把海水燒到沸騰,,淡水蒸發(fā)為蒸汽,,鹽留在鍋底,蒸汽冷凝為蒸餾水,,即是淡水,。沒有化學(xué)反應(yīng)屬物理方法,。
5. 海水淡化的原理是什么
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℃的蒸餾淡化技術(shù),其特征是將一系列的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來,,用一定量的蒸汽輸入首效,,后面一效的蒸發(fā)溫度均低于前面一效,然后通過多次的蒸發(fā)和冷凝,,從而得到多倍于蒸汽
6. 海水淡化工作原理
反滲透海水淡化膜是一種反滲透膜元件,,但是針對(duì)一般的反滲透膜來說,能耗更低,,耐海水侵蝕性更強(qiáng),。
反滲透原理是對(duì)水施加一定的壓力,使水分子和離子礦物元素通過反滲透膜,。而水中溶解的大部分無機(jī)鹽,、有機(jī)物、細(xì)菌和病毒不能通過反滲透膜,,從而將滲透的純水與不滲透的濃水嚴(yán)格分離,;反滲透是利用選擇性膜只能通過水而不能通過溶質(zhì)的選擇性透過性,以高于滲透壓的壓力為驅(qū)動(dòng)力,,將水中的水分子與溶質(zhì)分離的過程,。反滲透凈水器是一種主要利用反滲透原理來處理水的機(jī)器。
7. 海水淡化的實(shí)質(zhì)
海水淡化是將海水中礦物質(zhì)分離出來,,淡化海水不一定分離出礦物質(zhì),,加入淡水也能淡化。
8. 簡述海水淡化的原理是什么
冷凍法,,即冷凍海水使之結(jié)冰,,在液態(tài)海水變成固態(tài)冰的同時(shí)鹽被分離出去。原理是利用鹽水與淡水的冰點(diǎn)不一樣得以提取淡水,。
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,,難以食用,。
9. 簡述海水淡化的原理和過程
海水淡化的工藝流程為:海水由供水泵進(jìn)入石英砂(多介質(zhì)過濾器)和活性炭過濾系統(tǒng)過濾。
濾后水經(jīng)過水質(zhì)還原,、PH調(diào)整以及阻垢劑添加后進(jìn)入的精密和保安過濾系統(tǒng),,過濾后的低壓海水一路進(jìn)入高壓泵加壓,另一路進(jìn)入壓力交換式能量回收裝置,,升壓后的海水經(jīng)過增壓泵加壓后與高壓泵出水混合進(jìn)入反滲透膜堆系統(tǒng),。
高壓海水在膜堆的處理下一部分透過膜形成淡水,,經(jīng)過水質(zhì)調(diào)整后進(jìn)入淡水水箱儲(chǔ)存。其余的高壓濃縮水進(jìn)入壓力交換能量回收裝置回收能量后排放,。