2007年 FLL课题研究报告 范文.doc

2007年FLL课题研究报告 范文 改变21世纪的生活海水淡化技术 德阳市中学校FLL小组 确定研究任务 我们FLL小组的全体组员带着浓厚的兴趣和强烈的责任感去进行FLL任务课题的研究。首先我们从光盘上了解了FLL竞赛规则中的任务课题，并搜索浏览了baidu,sina,sohu等很多个关于海洋资源的网站和网页，为后面课题的确立和研究打好了基础。在进行了一系列的讨论之后,我们最后确定研究课题为海水淡化技术。我们选择这个主题的原因是水是人类起源、生存和发展中不可或缺的部分，曾经有人说过：“如果说20世纪是石油的世纪，那么21世纪就将是水的世纪。”水资源的严重不足，水的供求矛盾将变得更为突出。据统计，目前世界上有80个国家约15亿人口面临淡水缺乏。而当今世界，能直接供人们饮用、生活和生产的淡水资源却少之又少，和60多亿的天文数字比起来不过是九牛一毛罢了。那么，如果能把浩瀚的海洋利用起来的话，问题不就迎刃而解了吗？ 提出问题 1了解关于海水淡化的知识。 2海水淡化目前的现状和遇到的困难。 3怎样解决这些问题/困难。 开展任务研究之搜集资料 通过对有关资料的查阅，我们大致了解了海水淡化目前的现状和遇到的困难。 现状：目前全球有120个国家开展海水淡化，共有海水淡化厂1.36万座，日产淡化水2600万吨，并以10%-30%的速度增长，世界海水淡化市场年成交额已达数十亿美元。我国从20世纪50年代开始研究海水淡化技术。经过40余年的发展，我国不但建立了海水淡化科研基地，而且在海水淡化领域取得了较大的成绩。但总的来看，在国内海水淡化的规模还很小，日产淡化水不超过10万吨。 我们组员在明确自己应回答的问题后首先是搜集资料:我们搜集了很多关于海水淡化技术的资料，比如海水淡化的四种方法蒸馏法、电渗析法、反渗透法、磁力淡化法，并且一一对其进行了分析思考。在了解相关资料基础上逐步得出结论:对于人类而言，蒸馏法、电渗析法、磁力淡化法等方法仍存在着种种弊端。 问题一：技术不成熟，不是成本高就是效率低。如蒸馏法成本高，工艺设备复杂，出水率低；电渗析法需要有介质的透过，要求能量大，因而能耗高，并且对水的预处理要求条件苛刻，离子交换膜或反渗透膜容易污染、维护量大；磁力淡化法主要靠磁场的洛化兹力，一般洛化兹力较小或太小，很难克服水流的惯性而发生作用，不足以使阴、阳离子很好地分离，淡化效果差、水质低、出水量小，淡化效果很差。 问题二：成本高昂，目前一吨淡化海水大约要5元，这相当于一般水的3倍，难以被广大人群接受。 问题三：远水解不了近渴，即使海水淡化技术成熟，价格低廉，但由于运输不便，也难以被内陆地区利用。 开展任务研究之提出方案实验探究 于是，我们展开了激烈的讨论，最后大家达成一致，研究出了一种更好的方法，我们将其命名为“LWX”法。 流程：首先，把海水灌入海水舱中，盖上舱盖。这时，秘密武器出场了海水舱下部有一个大型的离心机，在离心机高速转动下，水产生了巨大的离心力，便会急速通过过滤膜，到达淡水舱中，再从出水口流出。而残留物也会由下部的残留物出口排出。 原理：海水中含盐量高、硬度大、浊度变动大。在PH值8.2的条件下，海水中的Ca2+、Mg2+、SO4和HCO3离子浓度高。而经过渗透膜过滤，将水通过孔径为0.0001微米的渗透膜，以将病菌、杂质等除去，便可以达到生产生活用水的标准了。 实验数据： 1.成分：经过实验我们发现，水中的Ca2+、Mg2+、SO4和HCO3等硬度高子和总硬度的脱除率分别达到约96%、94%、85%、79%和92%，这已足够满足淡水要求了。 2.时间：整个实验我们用了十升海水，整个过滤过程用了3分钟。(注：离心机为实验室的小型离心机。) 3.价格：整个过程中，我们估算了每吨水的价格，连上仪器，能源等，我们保守估计大约3.5到4元一吨。 4.保养：过滤膜可以用2%柠檬酸，或者1%盐酸，或者用60%的酒精来洗，价格十分低廉。 优点： 1.该法节约能源（曾经做过计算题，理论上当两种方法效率都为100%时，此方法消耗能源为蒸馏法的几十分之一）。 2.价格低廉，其价格低于其他方法。 3.工艺设备简单，方便推广。 4.生产出的水优质，没有其他杂质。 5.残留物可以作为很好的工业盐材料，可再利用。 小结 因为时间和水平等诸多的原因，这次研究情况不是很好，但我们都非常高兴。因为对我们来说结果