1. 海水淡化的方法
蒸餾法雖然是一種古老的方法,但由於技術不斷地改進與發展,該法至今仍占統治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程,其原旦如同海水受熱蒸發形成雲,雲在一定條件下遇冷形成雨,而雨是不帶的鹹味的。根據設備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等。
冷凍法
冷凍法,即冷凍海水使之結冰,在液態淡水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端,其中蒸餾法會消耗大量的能源並在儀器里產生大量的鍋垢,而所得到的淡水卻並不多;而冷凍法同樣要消耗許多能源,但得到的淡水味道卻不佳,難以使用。
反滲透法
通常又稱超過濾法,是1953年才開始採用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜,將海水與淡水分隔開的。在通常情況下,淡水通過半透膜擴散到海水一側,從而使海水一側的液面逐升高,直至一定的高度才停止,這個過程為滲透。此時,海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓,那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。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。
太陽能法
人類早期利用太陽能進行海水淡化,主要是利用太陽能進行蒸餾,所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。餾系統被動式太陽能蒸餾系統的例子就是盤式太陽能蒸餾器,人們對它的應用有了近150年的歷史。由於它結構簡單、取材方便,至今仍被廣泛採用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中於材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統動力源和熱源相比,太陽能具有安全、環保等優點,將太陽能採集與脫鹽工藝兩個系統結合是一種可持續發展的海水淡化技術。太陽能海水淡化技術由於不消耗常規能源、無污染、所得淡水純度高等優點而逐漸受到人們重視。
低溫多效
多效蒸發是讓加熱後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,並冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節能的方法之一。低溫多效蒸餾技術由於節能的因素,近年發展迅速,裝置的規模日益擴大,成本日益降低,主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力,採用廉價材料降低工程造價,提高操作溫度,提高傳熱效率等。
多級閃蒸
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,適合於大型和超大型淡化裝置,主要在海灣國家採用。多級閃蒸技術成熟、運行可靠,主要發展趨勢為提高裝置單機造水能力,降低單位電力消耗,提高傳熱效率等。
電滲析法
該法的技術關鍵是新型離子交換膜的研製。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片,按其選擇透過性區分為正離子交換膜(陽膜)與負離子交換膜(陰膜)。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列,組成多個相互獨立的隔室海水被淡化,而相鄰隔室海水濃縮,淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水,也可以作為水質處理的手段,為污水再利用作出貢獻。此外,這種方法也越來越多地應用於化工、醫葯、食品等行業的濃縮、分離與提純。
壓汽蒸餾
壓汽蒸餾海水淡化技術,是海水預熱後,進入蒸發器並在蒸發器內部分蒸發。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力後引入到蒸發器的加熱側。蒸汽冷凝後作為產品水引出,如此實現熱能的循環利用。
流通電容吸附法
露點蒸發法
露點蒸發淡化技術是一種新的苦鹹水和海水淡化方法。它基於載氣增濕和去濕的原理,同時回收冷凝去濕的熱量,傳熱效率受混合氣側的傳熱控制。
水電聯產
水電聯產主要是指海水淡化水和電力聯產聯供。由於海水淡化成本在很大程度上取決於消耗電力和蒸汽的成本,水電聯產可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力,從而實現能源高效利用和降低海水淡化成本。國外大部分海水淡化廠都是和發電廠建在一起的,這是當前大型海水淡化工程的主要建設模式。
熱膜聯產
熱膜聯產主要是採用熱法和膜法海水淡化相聯合的方式(即MED-RO或MSF-RO方式),滿足不同用水需求,降低海水淡化成本。目前,世界上最大的熱膜聯產海水淡化廠是阿聯酋富查伊拉海水淡化廠,日產海水淡化水量為45.4萬立方米,其中,MSF日產水28.4萬立方米,RO日產水17萬立方米。其優點是:投資成本低,可共用海水取水口。RO和MED/MSF裝置淡化產品水可以按一定比例混合滿足各種各樣的需求。
此外,以上方法的其他組合也日益受到重視。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)、淡化水後處理等。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),添加必要的葯劑等;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;後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。海水淡化過程無論採用哪種淡化方法,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。
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,今後三、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(單台設備產水量目前已高達日產淡水4~5萬噸)、適應於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。
2. 反滲透法進行海水凈化技術
反滲透技術是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。其原理是在高於溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為10A左右),因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97%-98%)。反滲透是目前高純水設備中應用最廣泛的一種脫鹽技術,它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物;反滲透(RO)、超過濾(UF)、微孔膜過濾(MF)和電滲析(EDI)技術都屬於膜分離技術。
近30年來,反滲透、電滲析、超過濾和膜過濾已進入工業應用,主要應用於電子、化工、食品、制葯及飲用純水等領域。
反滲透工作原理
1.
滲透及滲透壓
滲透現象在自然界是常見的,比如將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會因失水而變小。黃瓜中的水分子進入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發現純水液面降低了,而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現象叫做滲透現象。鹽水液面升高不是無止境的,到了一定高度就會達到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關。
2.
反滲透現象和反滲透凈水技術
在以上裝置達到平衡後,如果在鹽水端液面上施加一定壓力,此時,水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現象被稱為反滲透現象。
如果將鹽水加入以上設施的一端,並在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力,我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。
反滲透設施生產純水的關鍵有兩個,一是一個有選擇性的膜,我們稱之為半透膜,二是一定的壓力。
簡單地說,反滲透半透膜上有眾多的孔,這些孔的大小與水分子的大小相當,由於細菌、病毒、大部分有機污染物和水合離子均比水分子大得多,因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。
在水中眾多種雜質中,溶解性鹽類是最難清除的。因此,經常根據除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果。反滲透除鹽率的高低主要決定於反滲透半透膜的選擇性。目前,較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達99.7%。反滲透海水淡化只是RO反滲透技術應用的一種
3. 海水淡化膜和反滲透的區別
海水淡化膜有很多種,反滲透膜只是其中一種。另外還有正滲透膜、滲透蒸餾膜、電滲析半透膜等用於海水淡化的膜。還有超濾膜、微濾膜、納濾膜等用於海水淡化預處理的膜。
4. 海水變淡反滲透法如何實施
反滲透法是20世紀50年代美國政府援助開發的凈水系統。60年代用於海水淡化。1981年美國曾將反滲透製造的純水作為航天員的循環飲用水,因此用反滲透處理的純水又稱太空水。採用反滲透法製造純凈水的優點是脫鹽率高,產水量大,化學試劑消耗少,勞動強度低,水質穩定,離子交換樹脂壽命長,終端過濾器壽命長。反滲透技術在未來20年內將是最有效、最關鍵的水處理方式。這就是說純水機的誕生無疑是飲用水市場發展的必然規律。常規反滲透法工藝流程是:原水→預處理系統→高壓水泵→反滲透膜組件→凈化水。其中預處理系統視原水的水質情況和出水要求 可採取粗濾、活性炭吸附、精濾等,精濾必不可少,是為了保護反滲透膜、延長其使用壽命而設立的,另外,復合膜對水中的游離氯非常敏感,因而預處理系統中通常都配備活性炭吸附。
5. 海水淡化用得到反滲透嗎不用可以嗎
海水淡化的方法有很多,應用較多工藝如下:
1、MED(低溫多效法)
2、MSF(多級閃蒸法)
3、膜法(RO)
前兩種用不到,第三種會用到反滲透
6. 海水淡化處理是反滲透技術和蒸餾法有什麼區別
海水淡化處理設備的反滲透法與蒸餾法相比,消耗能源就只有電能,而蒸回餾法要利用熱能和電能。因此利答用反滲透法淡化海水只需要有電源的場合,而蒸餾法要有電源和熱源的場合。但是隨著反滲透膜性能在不斷地提高還有能量裝置的逐漸問世,每噸水的耗電量在不斷地減少,而且運用反滲透法進行海水淡化經過一次脫鹽就能產生和自來水水質一樣的淡化水,因此反滲透法仍具有很強的優勢,即使蒸餾法的海水淡化的水質比較高。反滲透法應用技術非常廣泛,規模可以很大也可以很小,建設周期還不長,它可以建設在陸地上也可以在車上、船上、還有還是是有的鑽台等都能使用。
7. 海水淡化的反滲透膜與自來水反滲透膜有什麼不同請哪位高工給解釋一下,在此先謝謝了
海水淡化與自來抄水凈化反滲透膜技術襲沒有本質上的不同,其實只是膜技術應用的不同領域而已。目前海水淡化技術主要兩大類(蒸餾法和膜法),其中反滲透膜技術應用是最廣泛的,也是比較成熟的。 海水淡化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,其含鹽量可大大降低,海水的TDS值一般在3萬毫克/升以上,對膜的要求相對較為嚴苛,主要是脫鹽率和耐腐蝕方面。因此在材質和結構上都有些不同。一般經淡化後的海水TDS值可達到或接近自來水的標准。因此說來家用機嘗試用海水做水源的話,自然是會很快壞掉的。
8. 淡化海水的反滲透法
通常又稱超過濾法,該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透專膜,將屬海水與淡水分隔開的。在通常情況下,rightleder`淡水通過半透膜擴散到海水一側,從而使海水一側的液面逐漸升高,直至一定的高度才停止,這個過程為滲透。此時,海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓,那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。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。
9. 海水淡化裝置的反滲透膜法的優點
應用膜法淡化海水技術非常成熟,工程穩定可靠;
反滲透等膜材料、膜元件生產技術成熟,膜與膜組件性能提高,價格大幅度下降,應用成本越來越低;
能耗少,有利於節約能源,降低制水成本;
膜法淡化海水為單元組合式,建設規模可逐級擴大,便於推廣應用;