海水淡化相关知识【骄阳书苑】

1、海水淡化,1,骄阳书苑,2,骄阳书苑,3,骄阳书苑,平均每人每年约需淡水15001800立方米。我国人均水资源量排在世界第121位，被联合国列为13个最贫水国家之一。估计到2025年，全世界有近1/3人口缺水，波及到的国家和地区将达到40多个,4,骄阳书苑,目前淡化海水解决了1.57亿人（世界人口的1/40）的供水问题,5,骄阳书苑,6,骄阳书苑,取水,1 海床式和海岸式取水 2引水渠式取水 3潮汐式取水 4沉井取水,7,骄阳书苑,混凝 沉淀过滤 澄清软化消毒脱气,8,骄阳书苑,9,骄阳书苑,10,骄阳书苑,压汽蒸馏,11,骄阳书苑,低温多效,盐水的最高蒸发温度低于的淡化技术，其特征是将一系列

2、的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水,12,骄阳书苑,多级闪蒸,13,骄阳书苑,太阳能蒸馏器,14,骄阳书苑,热扩散型多效蒸馏器,15,骄阳书苑,蒸汽压缩式真空冷冻法海水淡化原理,16,骄阳书苑,蒸汽吸收式真空冷冻法海水淡化原理,17,骄阳书苑,冷媒直接接触冷冻法海水淡化原理,18,骄阳书苑,水合物法原理,19,骄阳书苑,溶剂萃取法,20,骄阳书苑,离子交换法,21,骄阳书苑

3、,太阳能多级闪蒸,22,骄阳书苑,直接接触式膜蒸馏,23,骄阳书苑,气隙式膜蒸馏,24,骄阳书苑,低压膜蒸馏,25,骄阳书苑,吹气膜蒸馏,26,骄阳书苑,膜蒸馏工艺示意图,27,骄阳书苑,海冰冰块中盐胞存在形式,28,骄阳书苑,29,骄阳书苑,重冰年渤海成冰区域,30,骄阳书苑,海冰采集流程图,31,骄阳书苑,海冰离心淡化原理,32,骄阳书苑,微通道排盐淡化原理,33,骄阳书苑,渗透和反渗透的原理如下图所示,反渗透技术,34,骄阳书苑,反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于500，操作压力为 2100MPa。 用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。反渗透膜大部分为不对称膜，孔径小于0.5nm，可截

4、留溶质分子,35,骄阳书苑,制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。 反渗透膜的分离机理至今尚有许多争论，主要有 氢键理论、选择吸附毛细管流动理论、溶解扩散 理论等,36,骄阳书苑,反渗透膜技术应用领域 反渗透膜最早应用于苦咸水淡化。随着膜技术的 发展，反渗透技术已扩展到化工、电子及医药等领 域。反渗透过程主要是从水溶液中分离出水，分离 过程无相变化，不消耗化学药品，这些基本特征决 定了它以下的应用范围,37,骄阳书苑,1）海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水软化 制备锅炉用水，高纯水的制备。近年来，反渗透技 术在家用饮

5、水机及直饮水给水系统中的应用更体现 了其优越性,38,骄阳书苑,2）在医药、食品工业中用以浓缩药液、果汁、咖啡浸液等。与常用的冷冻干燥和蒸发脱水浓缩等工艺比较，反渗透法脱水浓缩成本较低，而且产品的疗效、风味和营养等均不受影响。 （3）印染、食品、造纸等工业中用于处理污水，回收利用废业中有用的物质等,39,骄阳书苑,工业应用的反渗透装置,40,骄阳书苑,工业应用的反渗透装置的膜组件之间的连接,41,骄阳书苑,正极 阴离子交换膜 负极,离子交换膜的工作原理,42,骄阳书苑,电渗析过程原理图,43,骄阳书苑,电渗析技术应用领域 自电渗析技术问世后，其在苦咸水淡化，饮用 水及工业用水制备方面展示了巨大

6、的优势。 随着电渗析理论和技术研究的深入，我国在电 渗析主要装置部件及结构方面都有巨大的创新，仅 离子交换膜产量就占到了世界的1/3。我国的电渗析 装置主要由国家海洋局杭州水处理技术开发中心生 产，现可提供200m3/d规模的海水淡化装置,44,骄阳书苑,中草药有效成分的分离和精制：通过电渗析一般可以把中草药提取液分离分成无机阳离子和生物碱、无机阴离子和有机酸、中性化合物和高分子化合物三部分。 电渗析技术在食品工业、化工及工业废水的处 理方面也发挥着重要的作用。特别是与反渗透、纳 滤等精过滤技术的结合，在电子、制药等行业的高 纯水制备中扮演重要角色,45,骄阳书苑,实际应用的电渗析器,46,骄阳书苑,海水淡化的运行和维护费用,出自：GHD，2003年7月,47,骄阳书苑,国内已建海水淡化厂,48,骄阳书苑,国外海水淡化技术的发展,出自：Dr Abdulmajeed Ali Alawadhi, IDA Regional Report,49,骄阳书苑,不同地域海水淡化技术发展现状,出自：Klaus Wangnick, IDA Regional Report,MSF多级闪蒸 VC压气蒸馏 ME低温多效 RO反渗透 NF纳滤 ED电