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高中化学海水淡化的方法有哪些

发布时间:2022-08-23 06:30:46

1. 海水淡化处理的方法有几种

第一种是电渗析法。它依靠两种薄膜,即阳离子膜和阴离子膜,经过通电把海水里的盐类分解成为阳离子和阴离子,并且分别通过薄膜迁移到另一边,剩下的便是不含盐的淡水。虽然电渗析法耗能相对较少,但是不能除去海水中不带电荷的杂质。

第二种是反渗透法。利用一种薄薄的具有多孔结构的“反渗透膜”作为核心部件,在加压条件下,薄膜只让水通过,而把盐类物质拒绝于薄膜外,这样淡水和盐类就分开了。

反渗透法不仅分离效率高,能量消耗少,而且设备简单,所以备受人们的欢迎,已成为当今世界各国最广泛使用的海水淡化技术。

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。据统计,1994年,世界上用此法日产淡水120万吨,解决了一亿多人的供水问题,即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。我国也在舟山地区建造了用此法日产500吨淡水的示范工程。

除了以上海水淡化的方法外,人们还在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技术。

2. 海水淡化的方法有哪些

海水淡化的方法:蒸发法是海水淡化最简单的方法,就是将海水加热蒸发,再将水蒸气冷却,提取淡水。太阳能蒸馏淡化装置就是使用这种方法。
太阳能蒸馏淡化装置,像一座座矮小的房子,屋顶用玻璃或透明塑料板组成,可以使阳光透过,照射在海水上。海水变热蒸发,水蒸气上升后,碰到玻璃会凝结成水滴,收集到两旁的淡水槽中。
蒸发法还有许多种,目前世界90%的海水淡化装置是由多级闪急蒸发法生产的。闪急蒸发法是给加热了的海水施加高压,然后突然降压,使水在瞬间蒸发的方法。所谓多级就是把许多蒸馏器串联起来,让压力下降几次使水蒸发。
离子交换树脂,我们对它已不太陌生,它就是科学家手中的一根魔杖,用它放在海水中,它可以像海绵吸水那样,吸附出海水中的盐分,使海水变成淡水。
用离子交换树脂使海水淡化的方法叫离子交换法,这种方法适应于海洋上的遇难人员应急之用。
海水淡化还有一种方法是电渗析法,就是在海水淡化装置中插入两根电极,在两极之间放入一种特种薄膜。这样就把海水淡化装置隔成三室,一个叫阳极室,一个叫阴极室,一个叫中间室。当接通电源后,奇迹就会发生,海水中的盐分会向两个电极“靠”去,使得两个极室的海水愈来愈浓,而中间室的海水逐渐被淡化。这种方法适用于中小型淡化厂,我国西沙永兴岛上的海水淡化站,是目前世界上最大的电渗析淡化装置,每天生产淡水20多吨。
在自然界有这样一种膜,它只能透过水分子,不能透过其他物质,科学家把这种膜叫做半透膜。动植物的细胞膜都是半透膜,如干大豆放在水中浸泡后会膨胀,就是因为水通过细胞向干果内部渗透的结果。
利用半透膜可以淡化海水,这种方法叫反渗透法。用人造半透膜把水和海水分开。海水是盐水溶液,水分子会透过膜渗透到海水中,使海水稀释,并且产生一种压力,叫渗透压。然后,向海水加一个压力,大于渗透压,这时,海水中的水分子就会被挤出海水,透过半透膜,到纯水这边来。
反渗透法脱盐效率高。近年来,各国都在研究、推广应用,是一种前途诱人的方法。在1978年到1982年期间,世界已建成21家日产300吨以上的反渗透海水淡化厂。
向海洋要水,一些国家生发奇想,把漂浮在南太平洋的南极冰山,用船拖来,让它融化掉,供人类利用。一座小冰山可供几十万人的城市用一年,初步试施,已取得成功。
有了海水淡化技术,海洋就成了人类取之不尽、用之不竭的淡水库。

3. 海水淡化的方法是什么

海水淡化就是利用海水脱盐生产淡水,是实现水资源利用的开源增量技术。这一技术可以增加淡水总量,并且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业用水等稳定供水。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法等。其中反渗透法的应用最广泛。

4. 目前海水淡化主要方法是

除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程叫海水淡化,亦称海水脱盐。海水淡化的方法,基本上分为两大类:(1)从海水中取淡水,有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。(2)除去海水中的盐分,有电渗拆法、离子交换法和压渗法。目前应用第一类方法为主。早在15世纪部分船舶就曾经以简易的蒸馏装置来解决船舶在长期航行中的淡水供应问题。20世纪50年代以来,随着工农业的发展和城市人口的增加,淡水供应逐渐紧张,造成有些沿海城市严重缺水。因此,提高海水淡化的技术便成为开发新水源的重要途径之一。

5. 海水淡化一般采用什么方法 都属于什么类型 其优缺点是什么

海水淡化的方法,基本上分为两大类:(1)从海水中取淡水,有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。(2)除去海水中的盐分,有电渗拆法、离子交换法和压渗法。目前应用第一类方法为主。

在已经开发的20几种淡化技术中,蒸馏法、电渗析法、反渗透法达到了工业规模的生产应用。
电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下,海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向,不能穿过阴膜而留下来;负离子穿过阴膜跑向阳极方向,不能穿过阳膜而留下来。这样,盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水,而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。
反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过,不让盐分通过。如果不施加压力,用这种膜隔开咸水和淡水,淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵,对海水施加压力,海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了,因此叫做反渗透,或逆渗透。
蒸馏法的原理很简单,就是我们在实验室里制备蒸馏水的原理。把海水烧到沸腾,淡水蒸发为蒸汽,盐留在锅底,蒸汽冷凝为蒸馏水,即是淡水。这种古老的海水淡化方法,消耗大量能源,产生大量锅垢,很难大量生产淡水。现代多级闪急蒸馏淡化使古老的蒸馏法焕发了青春。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,进入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,真空蒸发室可以造得比较多,连接起来,成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂,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。如果太阳能蒸发淡化法能够投入实用,古老的蒸馏淡化技术又上一个节能的新台阶。
目前,海水淡化基本上也已经形成新兴产业部门。1975年,全世界海水淡化日产量达200万吨。此后,以每两年翻一番的速度增长。 1975年,香港建成一个日产18万吨的海水淡化厂,在当时属于世界先进的淡化厂。1983年,沙特阿拉伯吉达港建成日产30万吨海水淡化厂。科威特海水淡化能力日产100多万吨。中东盛产石油的富国,人民生活用水基本上已可完全依靠海水淡化来供应。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。沙特阿拉伯的海水淡化厂占全球海水淡化能力的24%。阿拉伯联合酋长国的杰贝勒阿里海水淡化厂是全球最大的海水淡化厂,每年可产生3亿立方米淡水。到2003年,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。
中国是世界上第四个掌握自主反渗透膜海水淡化技术的国家。杭州北斗星膜制品有限公司是全球八家自主反渗透膜生产厂家之一。也称为RO膜。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心转向反渗透法。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。
到2006年,世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术,全球海水淡化日产量约3775万吨,其中80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题。“向海洋要淡水”已经形成了方兴未艾的产业。截至2006年底,中国日淡化海水能力接近15万吨,中国海水淡化成本逐步下降,已接近5元/立方米。
我国已建海水淡化规模达80万吨/日, 以反渗透法为主,已建成最大反渗透海水淡化工程为杭州水处理中心承建的河北曹妃甸50000m3/d海水淡化工程。另外,还开展了NF-RO集成海水淡化的研究。浙江六横水务的100000吨/日海水淡化工程已完成一期建设,建成后将成为国内最大的海水淡化同类工程。
截止2010年底,我国已建成海水淡化装置70多套,设计产能60万立方米/日,年均增长率超过60%;具有自主知识产权的技术取得突破性进展,反渗透海水膜、高压泵、能量回收装置等取得明显进步,脱盐率由99.2%提高到99.7%以上;产业发展已具备条件,海水淡化市场已基本形成;
海水淡化是水资源的重要补充和战略储备。统筹规划,加快发展海水淡化产业是十分必要和紧迫的重要任务。根据《意见》精神,在充分调研和广泛听取各方意见的基础上,国家发展改革委组织编制了《海水淡化产业发展“十二五”规划》(发改环资[2012]3867号)。
随着水资源紧缺问题突显以及国家的重视,海水淡化发展前景广阔。据预测,“十二五”时期,我国海水淡化产能将达到200万至300万吨/天,投资规模将达200亿元。
对于海水淡化,能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来,随着技术的提高,海水淡化的能耗指标降低了90%左右(从26.4kwh/m3降到2.9kwh/m3),成本随之大为降低。目前我国海水淡化的成本已经降至4-7元/立方米,苦咸水淡化的成本则降至2-4元/立方米,如天津大港电厂的海水淡化成本为5元/立方米左右,河北省沧州市的苦咸水淡化成本为2.5元/立方米左右。如果进一步综合利用,把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等,则其淡化成本还可以大大降低。
海水淡化的关键水脱盐的效率和环境、能源的关系,无论哪种方法评价的指标不可能离开环境冲击和能源的消耗。目前的水的回收率在35-55%,海水淡化过程也是海水浓缩过程,所以如果提高淡水的收率,浓海水中的有价元素富集程度提高,为化学资源回收提供良好的条件,提高海水淡化的综合效益。
海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。海水淡化大有可为。

6. 淡化海水的方法有哪些

当前人们已掌握了几种海水淡化方法。

一种是蒸馏法,即把海水加热,变成蒸汽,然后使蒸汽冷却变成淡水。一次蒸馏不行,还可以蒸馏多次。

再一种是反渗透法。利用一种薄薄的具有多孔结构的“反渗透膜”作为核心部件,在加压条件下,薄膜只能让水通过,把盐类物质拒绝于薄膜外,这样淡水和盐类就分开了。

世界上淡水资源不足,已成为人们日益关切的问题,也影响了一些国家的经济发展。1997年3月,世界气象组织和联合国教科文组织,为在摩洛哥举行的世界水资源论坛准备的文件中,发出了“到21世纪,水有可能成为一种稀罕之物”的惊呼。当然,这里所述的水是指淡水。淡水在地球上本来就十分有限,它只占地球总水量的3%还不到,而且,其中约2/3囤积在高山和极地的厚厚冰雪中,近1/3深埋在地层里,而真正能被我们利用的淡水,只占地球总水量的0.26%左右。就是这占有极小份额的淡水资源,今天还正面临着来自人类的严重污染,致使其更加捉襟见肘,日见匮缺。因此,节约用水,保护珍贵的淡水资源,已成为世人的当务之急。

除了以上2种海水淡化方法以外,人们还在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技术。

7. 海水淡化的方法

目前淡化海水主要采用三种方法,即蒸馏法、反渗透法和电渗析法。

这三种方法的简要说明如下:

1、蒸馏法:

主要被用于特大型海水淡化设备上及热能丰富的地方。是将压缩功转化为饱和蒸汽的内能,使其温度升到成为过热蒸汽,在利用高温过热蒸汽做热源,加热饱和盐水使其部分蒸发,蒸汽生成淡水实现盐水分离。

2、反渗透膜法:

适用面非常的广,且脱盐率很高,因此被广泛使用。反渗透膜法首先是将海水提取上来,进行初步处理,降低海水浊度,防止细菌、藻类等微生物的生长,然后用特种高压泵增压,使海水进入反渗透膜,由于海水含盐量高,因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率,耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点,经过反渗透膜处理后的海水,其含盐量大大降低,TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。

3、电渗析法:

渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水,用一张渗透膜隔开,就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散,这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的,称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关,浓差越大,渗析的过程越快,否则就越慢。

因为是以浓差作为推动力的,因此,扩散速度比较慢。如果在膜的两边施加一直流电场,就可以加快扩散速度。电解质离子在电场的作用下,会迅速地通过膜,进行迁移过程,这样,就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室,将浓水排放,淡水即为除盐水。这就是电渗析法除盐原理。

海水淡化处理设备

反渗透系统需要较好的预处理,才能保证出水水质。在海水淡化领域中,预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。由于海水中的硬度、总固体溶解物和其他杂质的含量均较高,在运行过程中,反渗透系统对于浊度、pH值、温度、硬度和化学物质等因素较为敏感,所以对进水的要求相对较高,如果进水水质差,产水率就非常低。因此,海水在进入反渗透膜装置之前必须进行预处理。

2、淡化海水的起源及发展:

16世纪时,英国女王伊丽莎白颁布了一道命令:谁能发明一种价格低廉的方法,把苦涩腥咸的海水淡化成可供人类饮用的淡水,谁就可以得到10000英镑的奖金。

16世纪末,人类试着用蒸馏器在船上直接蒸发海水来制取淡水,开创了人工淡化海水的先例。19世纪末,由于蒸汽轮船普遍发展,蒸发器也随之蓬勃发展起来,以满足锅炉用水和部分饮用水的需要。1877年,俄国在巴库建成世界上第一台固定式淡水装置。其他国家尤其是缺少雨水的干旱国家也相继建成固定式淡水装置。

但是,真正大规模地淡化海水,是在20世纪50年代后期。据统计,世界上共有70多个国家从事海水淡化工作。仅1980年6月,蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的淡化装置全世界即达2204个,总造水量每天约727万吨。科威特的"多级闪急蒸馏法"的装置达32级,它的海水淡化水平居世界一流。当今世界淡化海水总产量的70%是用此法生产的,能够日产水18万吨。

中国海水淡化技术的研究始于1958年,海水淡化技术出现了新的进展:中盐度苦咸海水淡化组件和频繁倒极电渗析技术等重大成果进入国际先进行列。沙特是世界上最大的淡化海水生产国,其海水淡化量占世界总量的21%左右。

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