誰能幫助提供一下有關海水淡化的資料 我要寫一篇論文

熱心網友

。    海水淡化的發展概況  海水淡化并不是人類首創。事實上,自然界的海水淡化現象每天都在進行。海水在太陽照射下蒸發,水蒸汽進入大氣冷凝后以雨雪形式降落至地面,形成天然淡水。以這種蒸發冷凝原理做成的海水蒸餾淡化器,早在兩千多年前就被古希臘水手運用在自己的船上。但現代意義上的海水淡化則是在第二次世界大戰以后才發展起來的。戰后由于國際資本大力開發中東地區石油,使這一地區經濟迅速發展,人口快速增加,這個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題的現實選擇,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應運而生。現代海水淡化產業也由此步入了快速發展的時代。  海水淡化技術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公里以內的區域,因而海水淡化技術近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,其生產能力達到日產淡水3600萬噸(見圖1)。目前海水淡化已遍及全世界125個國家和地區,淡化水大約養活世界5%的人口。海水淡化,事實上已經成為世界許多國家解決缺水問題,普遍采用的一種戰略選擇,其有效性和可靠性已經得到越來越廣泛的認同。  盛產石油、經濟富有的中東國家,大多是干旱的沙漠地區。在這樣的地區,水比油貴并不認為是不合算的。他們花費一些石油和金錢,大規模淡化海水,供應人們的生活,澆灌樹木花草,美化環境。他們覺得這是很值得的。   正因為如此,20世紀50年代以后,海水談化,作為一門現實的應用技術,發展很快。在已經開發的20幾種淡化技術中,蒸餾法、電滲析法、反滲透法達到了工業規模的生產應用。   電滲析淡化法是使用一種特別制造的薄膜實現的。在電力作用下,海水中鹽類的正離子穿過陽膜跑向陰極方向,不能穿過陰膜而留下來;負離子穿過陰膜跑向陽極方向,不能穿過陽膜而留下來。這樣,鹽類離子被交換走的管道中的海水就成了淡水,而鹽類離子留下來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,不讓鹽分通過。如果不施加壓力,用這種膜隔開咸水和淡水,淡水就自動地住咸水那邊滲透。我們通過高壓泵,對海水施加壓力,海水中的淡水就透過膜到淡水那邊去了,因此叫做反滲透,或逆滲透。   蒸餾法的原理很簡單,就是我們在實驗室里制備蒸餾水的原理。把海水燒到沸騰,淡水蒸發為蒸汽,鹽留在鍋底,蒸汽冷凝為蒸餾水,即是淡水。   這種古老的海水淡化方法,消耗大量能源,產生大量鍋垢,很難大量生產淡水。現代多級閃急蒸餾淡化使古老的蒸餾法煥發了青春。   水在常規氣壓下,加熱到100℃才沸騰成為蒸汽。如果使適當加溫的海水,進入真空或接近真空的蒸餾室,便會在瞬間急速蒸發為蒸汽。利用這一原理,做成多級閃急蒸餾海水淡化裝置。此種淡化裝置可以造得比較大,真空蒸發室可以造得比較多,連接起來,成為大型海水淡化工廠。這種淡化工廠,可以與熱電廠建在一起,利用熱電廠的余熱加熱海水。水電聯產,可以大大降低生產成本。現行大型海水淡化廠,大多采用此法。如果太陽能蒸發淡化法能夠投入實用,古老的蒸餾淡化技術又上一個節能的新臺階。   目前,海水淡化基本上也已經形成新興產業部門。1975年,全世界海水淡化日產量達200萬噸。此后,以每兩年翻一番的速度增長。   1975年,香港建成一個日產18萬噸的海水淡化廠,在當時屬于世界先進的淡化廠。祖國從1965年開始向香港供水。引用充沛的東江水,不斷擴大“東深供水工程”,保證香港發展充足用水。1975年建成的大型海水淡化廠成了備用設備。   1983年,沙特阿拉伯吉達港建成日產30萬噸海水淡化廠。接著,巴林建成日產10萬噸海水淡化廠。科威特海水淡化能力日產100多萬噸。中東盛產石油的富國,人民生活用水基本上已可完全依靠海水淡化來供應。   海水談化技術的進步鼓舞著我們,人類必能最終找到生產大量廉價淡化海水的方法,最終克服淡水緊缺的威脅。在這個問題徹底解決之前,我們應當實行節約用水。介  海水淡化方法有數十種,但目前工業上采用的主要是多級閃蒸、反滲透、多效蒸發等。其中又以前兩種方法為主,它們占到整個淡化市場份額的85%以上。  所謂閃蒸,是指一定溫度的海水在壓力突然降低的條件下,部分海水急驟蒸發的現象。多級閃蒸海水淡化是將經過加熱的海水,依次在多個壓力逐漸降低的閃蒸室中進行蒸發,將蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化裝置仍以多級閃蒸方法產量最大,技術最成熟,運行安全性高彈性大,主要與火電站聯合建設,適合于大型和超大型淡化裝置,主要在海灣國家采用(見圖2)。沙特阿拉伯多級閃蒸海水淡化裝置 (20×23500噸/天)  反滲透則是將海水加壓,使淡水透過半透膜的淡化方法。該方法適應性寬,無論大中小規模,也無論海水或苦咸水都可選用,是近20年發展最快的海水淡化方法。美洲、歐洲和亞洲的大中型海水淡化廠均以反滲透為首選,在海灣國家也有相當規模的應用。多效蒸發是讓加熱后的海水在多個串聯的蒸發器中蒸發,前一個蒸發器蒸發出來的蒸汽作為下一蒸發器的熱源,并冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節能的方法之一維爾京群島低溫多效蒸餾淡化裝置 (2×5000噸/天)  除以上三種主要的淡化方法外,壓汽蒸餾、電滲析也是比較成熟的海水淡化方法,但一般規模不大。在實際選用中,究竟哪種方法最好,也不是絕對的,要根據規模大小、能源費用、海水水質、氣候條件以及技術與安全性等實際條件而定。  實際上,一個大型的海水淡化項目往往是一個非常復雜的系統工程。就主要工藝過程來說,包括海水預處理、淡化(脫鹽)、淡化水后處理等。其中預處理是指在海水進入起淡化功能的裝置之前對其所作的必要處理,如殺除海生物,降低濁度、除掉懸浮物(對反滲透法),或脫氣(對蒸餾法),添加必要的藥劑等;脫鹽則是通過上列的某一種方法除掉海水中的鹽分,是整個淡化系統的核心部分, 這一過程除要求高效脫鹽外,往往需要解決設備的防腐與防垢問題,有些工藝中還要求有相應的能量回收措施;后處理則是對不同淡化方法的產品水針對不同的用戶要求所進行的水質調控和貯運等處理(見圖5)。海水淡化過程無論采用哪種淡化方法,都存在著能量的優化利用與回收,設備防垢和防腐,以及濃鹽水的正確排放等問題。  科威特的淡化水貯水塔(單塔貯水量650噸)  海水淡化的發展趨勢  海水淡化技術的發展與工業應用,已有半個世紀的歷史,在此期間形成了以多級閃蒸、反滲透和多效蒸發為主要代表的工業技術。專家普遍認為,今后三、四十年在工業應用上,仍將是這三項技術“唱主角”,但反滲透的比重將越來越大。從地區上來講,中東海灣國家仍將以多級閃蒸為首選,因為它具有大型化和超大型化(單臺設備產水量目前已高達日產淡水4~5萬噸)、適應于污染重的海灣水以及預處理費用低的優勢;然而在中東以外地區將以反滲透或膜法為首選,因為膜法的能耗和成本都具有優勢,以北美地區為例,近期的發展已經表明,在淡化和水處理方面都將以膜法為主(見圖6)。北美地區各種淡化方法和凈水方法的應用與發展情況  從裝置規模來說,單機日產4~5萬噸、或總日產30~40萬噸的淡化廠已相繼在多處建成或正在興建。所以大型或超大型化不僅在中東,在其它地區也都是自然的發展趨勢。然而建設大型淡化廠的前提在于能源基地的建設。對于膜法,自然要有電力支持,對于蒸餾法則要有大型火電站所提供的低壓蒸汽與淡化裝置相匹配,而且電/水生產必須聯合設計,協調運行。目前一個受人重視的能源措施是核能淡化。核電站可以支持大型反滲透淡化廠的能量需求;而低溫核供熱反應堆則可以直接為蒸餾淡化廠提供低壓蒸汽。核能淡化廠自然都要求較大的生產規模才可能發揮其規模效益優勢。  淡化技術本身的研究開發和更新從來沒有停止過,盡管上述三項工業應用技術發展勢頭不減,但一些新的技術也在一定程度上受到重視,如冷凍法、流通電容吸附法、露點蒸發法以及幾種方法的集成技術等。  現有淡化技術的各個環節也都在不斷改進和更新,如低壓膜法預處理技術,無論對反滲透還是蒸餾法,都比傳統預處理優越。膜法預處理既可以縮短工藝,又可以大幅度提高產水率或造水比。反滲透的余壓能回收效率從七十年代的30%提高到現在的90%以上,這使得海水反滲透的耗能量和淡水成本大幅降低。目前各種新型高效和廉價的能量回收裝置相繼出現,這為今后海水淡化成本的進一步降低甚至在苦咸水反滲透中廣泛采用提供了條件。  目前,國際上海水淡化廠的濃鹽水排放基本上都是沖稀后直接排海,一般來說還沒有出現大的環境問題,但也引起環境專家和漁業界的關切。然而對于一些封閉或半封閉海域(如我國渤海等),排鹽問題可能需要慎重研究,特別是當淡化規模很大時。因此研究用濃鹽水曬鹽和化學資源的提取可能有助于這一問題的解決。這樣將可能帶來一些附加效益,而且還有可能縮減當前的灘曬鹽田。這尚需要做大量實實在在的研究工作。 。

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海水淡化問題很簡單,因為該問題可以轉化為由海水——淡水的問題,如何實現該目標?先看兩者的區別和聯系:聯系是都含有水,水是兩者的共同部分。區別是兩者中前者鹽含量較多;淡水中鹽成分較低。所以只要想法子去掉海水中的較多的鹽分就行了。用過濾法,采用人工模擬生物膜的選擇濾過性功能的人工膜過濾海水,把鹽分擋在一側,海水中的水分濾過,收集即可。蒸餾法,將海水蒸發,收集蒸發的水再稍加些鹽等配成淡水使用。