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高中化學海水淡化的方法有哪些

發布時間:2022-08-23 06:30:46

1. 海水淡化處理的方法有幾種

第一種是電滲析法。它依靠兩種薄膜,即陽離子膜和陰離子膜,經過通電把海水裡的鹽類分解成為陽離子和陰離子,並且分別通過薄膜遷移到另一邊,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。

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,而把鹽類物質拒絕於薄膜外,這樣淡水和鹽類就分開了。

反滲透法不僅分離效率高,能量消耗少,而且設備簡單,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。

現在世界上有十多個國家的一百多個科研機構在進行著海水淡化的研究,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,每天可以生產幾千、幾萬甚至近百萬噸淡水。

淡化水的成本在不斷地降低,有些國家已經降低到和自來水的價格差不多。

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,世界上用此法日產淡水120萬噸,解決了一億多人的供水問題,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500噸淡水的示範工程。

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。

2. 海水淡化的方法有哪些

海水淡化的方法:蒸發法是海水淡化最簡單的方法,就是將海水加熱蒸發,再將水蒸氣冷卻,提取淡水。太陽能蒸餾淡化裝置就是使用這種方法。
太陽能蒸餾淡化裝置,像一座座矮小的房子,屋頂用玻璃或透明塑料板組成,可以使陽光透過,照射在海水上。海水變熱蒸發,水蒸氣上升後,碰到玻璃會凝結成水滴,收集到兩旁的淡水槽中。
蒸發法還有許多種,目前世界90%的海水淡化裝置是由多級閃急蒸發法生產的。閃急蒸發法是給加熱了的海水施加高壓,然後突然降壓,使水在瞬間蒸發的方法。所謂多級就是把許多蒸餾器串聯起來,讓壓力下降幾次使水蒸發。
離子交換樹脂,我們對它已不太陌生,它就是科學家手中的一根魔杖,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。
用離子交換樹脂使海水淡化的方法叫離子交換法,這種方法適應於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,一個叫陽極室,一個叫陰極室,一個叫中間室。當接通電源後,奇跡就會發生,海水中的鹽分會向兩個電極「靠」去,使得兩個極室的海水愈來愈濃,而中間室的海水逐漸被淡化。這種方法適用於中小型淡化廠,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,每天生產淡水20多噸。
在自然界有這樣一種膜,它只能透過水分子,不能透過其他物質,科學家把這種膜叫做半透膜。動植物的細胞膜都是半透膜,如干大豆放在水中浸泡後會膨脹,就是因為水通過細胞向乾果內部滲透的結果。
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。海水是鹽水溶液,水分子會透過膜滲透到海水中,使海水稀釋,並且產生一種壓力,叫滲透壓。然後,向海水加一個壓力,大於滲透壓,這時,海水中的水分子就會被擠出海水,透過半透膜,到純水這邊來。
反滲透法脫鹽效率高。近年來,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300噸以上的反滲透海水淡化廠。
向海洋要水,一些國家生發奇想,把漂浮在南太平洋的南極冰山,用船拖來,讓它融化掉,供人類利用。一座小冰山可供幾十萬人的城市用一年,初步試施,已取得成功。
有了海水淡化技術,海洋就成了人類取之不盡、用之不竭的淡水庫。

3. 海水淡化的方法是什麼

海水淡化就是利用海水脫鹽生產淡水,是實現水資源利用的開源增量技術。這一技術可以增加淡水總量,並且不受時空和氣候影響,水質好、價格漸趨合理,可以保障沿海居民飲用水和工業用水等穩定供水。現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法等。其中反滲透法的應用最廣泛。

4. 目前海水淡化主要方法是

除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程叫海水淡化,亦稱海水脫鹽。海水淡化的方法,基本上分為兩大類:(1)從海水中取淡水,有蒸留法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法。(2)除去海水中的鹽分,有電滲拆法、離子交換法和壓滲法。目前應用第一類方法為主。早在15世紀部分船舶就曾經以簡易的蒸餾裝置來解決船舶在長期航行中的淡水供應問題。20世紀50年代以來,隨著工農業的發展和城市人口的增加,淡水供應逐漸緊張,造成有些沿海城市嚴重缺水。因此,提高海水淡化的技術便成為開發新水源的重要途徑之一。

5. 海水淡化一般採用什麼方法 都屬於什麼類型 其優缺點是什麼

海水淡化的方法,基本上分為兩大類:(1)從海水中取淡水,有蒸留法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法。(2)除去海水中的鹽分,有電滲拆法、離子交換法和壓滲法。目前應用第一類方法為主。

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製造的薄膜實現的。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,用這種膜隔開鹹水和淡水,淡水就自動地住鹹水那邊滲透。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,大多採用此法。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台階。
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。此後,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,在當時屬於世界先進的淡化廠。1983年,沙烏地阿拉伯吉達港建成日產30萬噸海水淡化廠。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。現在世界上有十多個國家的一百多個科研機構在進行著海水淡化的研究,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,每天可以生產幾千、幾萬甚至近百萬噸淡水。沙烏地阿拉伯的海水淡化廠佔全球海水淡化能力的24%。阿拉伯聯合大公國的傑貝勒阿裏海水淡化廠是全球最大的海水淡化廠,每年可產生3億立方米淡水。到2003年,世界上已建成和已簽約建設的海水和苦鹹水淡化廠,其生產能力達到日產淡水3600萬噸。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,普遍採用的一種戰略選擇,其有效性和可靠性已經得到越來越廣泛的認同。
中國是世界上第四個掌握自主反滲透膜海水淡化技術的國家。杭州北斗星膜製品有限公司是全球八家自主反滲透膜生產廠家之一。也稱為RO膜。反滲透法的最大優點是節能。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,美日等發達國家先後把發展重心轉向反滲透法。反滲透海水淡化技術發展很快,工程造價和運行成本持續降低,主要發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,廉價高效預處理技術,增強系統抗污染能力等。
到2006年,世界上已有120多個國家和地區在應用海水淡化技術,全球海水淡化日產量約3775萬噸,其中80%用於飲用水,解決了1億多人的供水問題。「向海洋要淡水」已經形成了方興未艾的產業。截至2006年底,中國日淡化海水能力接近15萬噸,中國海水淡化成本逐步下降,已接近5元/立方米。
我國已建海水淡化規模達80萬噸/日, 以反滲透法為主,已建成最大反滲透海水淡化工程為杭州水處理中心承建的河北曹妃甸50000m3/d海水淡化工程。另外,還開展了NF-RO集成海水淡化的研究。浙江六橫水務的100000噸/日海水淡化工程已完成一期建設,建成後將成為國內最大的海水淡化同類工程。
截止2010年底,我國已建成海水淡化裝置70多套,設計產能60萬立方米/日,年均增長率超過60%;具有自主知識產權的技術取得突破性進展,反滲透海水膜、高壓泵、能量回收裝置等取得明顯進步,脫鹽率由99.2%提高到99.7%以上;產業發展已具備條件,海水淡化市場已基本形成;
海水淡化是水資源的重要補充和戰略儲備。統籌規劃,加快發展海水淡化產業是十分必要和緊迫的重要任務。根據《意見》精神,在充分調研和廣泛聽取各方意見的基礎上,國家發展改革委組織編制了《海水淡化產業發展「十二五」規劃》(發改環資[2012]3867號)。
隨著水資源緊缺問題突顯以及國家的重視,海水淡化發展前景廣闊。據預測,「十二五」時期,我國海水淡化產能將達到200萬至300萬噸/天,投資規模將達200億元。
對於海水淡化,能耗是直接決定其成本高低的關鍵。40多年來,隨著技術的提高,海水淡化的能耗指標降低了90%左右(從26.4kwh/m3降到2.9kwh/m3),成本隨之大為降低。目前我國海水淡化的成本已經降至4-7元/立方米,苦鹹水淡化的成本則降至2-4元/立方米,如天津大港電廠的海水淡化成本為5元/立方米左右,河北省滄州市的苦鹹水淡化成本為2.5元/立方米左右。如果進一步綜合利用,把淡化後的濃鹽水用來制鹽和提取化學物質等,則其淡化成本還可以大大降低。
海水淡化的關鍵水脫鹽的效率和環境、能源的關系,無論哪種方法評價的指標不可能離開環境沖擊和能源的消耗。目前的水的回收率在35-55%,海水淡化過程也是海水濃縮過程,所以如果提高淡水的收率,濃海水中的有價元素富集程度提高,為化學資源回收提供良好的條件,提高海水淡化的綜合效益。
海水淡化是實現水資源利用的開源增量技術,可以增加淡水總量,且不受時空和氣候影響,水質好、價格漸趨合理,可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。海水淡化大有可為。

6. 淡化海水的方法有哪些

當前人們已掌握了幾種海水淡化方法。

一種是蒸餾法,即把海水加熱,變成蒸汽,然後使蒸汽冷卻變成淡水。一次蒸餾不行,還可以蒸餾多次。

再一種是反滲透法。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,薄膜只能讓水通過,把鹽類物質拒絕於薄膜外,這樣淡水和鹽類就分開了。

世界上淡水資源不足,已成為人們日益關切的問題,也影響了一些國家的經濟發展。1997年3月,世界氣象組織和聯合國教科文組織,為在摩洛哥舉行的世界水資源論壇准備的文件中,發出了「到21世紀,水有可能成為一種稀罕之物」的驚呼。當然,這里所述的水是指淡水。淡水在地球上本來就十分有限,它只佔地球總水量的3%還不到,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,只佔地球總水量的0.26%左右。就是這佔有極小份額的淡水資源,今天還正面臨著來自人類的嚴重污染,致使其更加捉襟見肘,日見匱缺。因此,節約用水,保護珍貴的淡水資源,已成為世人的當務之急。

除了以上2種海水淡化方法以外,人們還在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技術。

7. 海水淡化的方法

目前淡化海水主要採用三種方法,即蒸餾法、反滲透法和電滲析法。

這三種方法的簡要說明如下:

1、蒸餾法:

主要被用於特大型海水淡化設備上及熱能豐富的地方。是將壓縮功轉化為飽和蒸汽的內能,使其溫度升到成為過熱蒸汽,在利用高溫過熱蒸汽做熱源,加熱飽和鹽水使其部分蒸發,蒸汽生成淡水實現鹽水分離。

2、反滲透膜法:

適用面非常的廣,且脫鹽率很高,因此被廣泛使用。反滲透膜法首先是將海水提取上來,進行初步處理,降低海水濁度,防止細菌、藻類等微生物的生長,然後用特種高壓泵增壓,使海水進入反滲透膜,由於海水含鹽量高,因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐高壓、抗污染等特點,經過反滲透膜處理後的海水,其含鹽量大大降低,TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。

3、電滲析法:

滲析是屬於一種自然發生的物理現象。如將兩種不同含鹽量的水,用一張滲透膜隔開,就會發生含鹽量大的水的電介質離子穿過膜向含鹽量小的水中擴散,這個現象就是滲析。這種滲析是由於含鹽量濃度不同而引起的,稱為濃差滲析。滲析過程與濃度差的大小有關,濃差越大,滲析的過程越快,否則就越慢。

因為是以濃差作為推動力的,因此,擴散速度比較慢。如果在膜的兩邊施加一直流電場,就可以加快擴散速度。電解質離子在電場的作用下,會迅速地通過膜,進行遷移過程,這樣,就形成了去除水中離子的淡水室和離子濃縮的濃水室,將濃水排放,淡水即為除鹽水。這就是電滲析法除鹽原理。

海水淡化處理設備

反滲透系統需要較好的預處理,才能保證出水水質。在海水淡化領域中,預處理是保證反滲透系統長期穩定運行的關鍵。由於海水中的硬度、總固體溶解物和其他雜質的含量均較高,在運行過程中,反滲透系統對於濁度、pH值、溫度、硬度和化學物質等因素較為敏感,所以對進水的要求相對較高,如果進水水質差,產水率就非常低。因此,海水在進入反滲透膜裝置之前必須進行預處理。

2、淡化海水的起源及發展:

16世紀時,英國女王伊麗莎白頒布了一道命令:誰能發明一種價格低廉的方法,把苦澀腥鹹的海水淡化成可供人類飲用的淡水,誰就可以得到10000英鎊的獎金。

16世紀末,人類試著用蒸餾器在船上直接蒸發海水來製取淡水,開創了人工淡化海水的先例。19世紀末,由於蒸汽輪船普遍發展,蒸發器也隨之蓬勃發展起來,以滿足鍋爐用水和部分飲用水的需要。1877年,俄國在巴庫建成世界上第一台固定式淡水裝置。其他國家尤其是缺少雨水的乾旱國家也相繼建成固定式淡水裝置。

但是,真正大規模地淡化海水,是在20世紀50年代後期。據統計,世界上共有70多個國家從事海水淡化工作。僅1980年6月,蒸餾法、反滲透法和電滲析法三種類型的淡化裝置全世界即達2204個,總造水量每天約727萬噸。科威特的"多級閃急蒸餾法"的裝置達32級,它的海水淡化水平居世界一流。當今世界淡化海水總產量的70%是用此法生產的,能夠日產水18萬噸。

中國海水淡化技術的研究始於1958年,海水淡化技術出現了新的進展:中鹽度苦鹹海水淡化組件和頻繁倒極電滲析技術等重大成果進入國際先進行列。沙特是世界上最大的淡化海水生產國,其海水淡化量佔世界總量的21%左右。

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