海水淡化相关知识

海水淡化平均每人每年约需淡水1500～1800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。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。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沉井取水混凝沉淀过滤澄清软化消毒脱气压汽蒸馏低温多效盐水的最高蒸发温度低于７０℃的淡化技术，其特征是将一系列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。多级闪蒸太阳能蒸馏器热扩散型多效蒸馏器蒸汽压缩式真空冷冻法海水淡化原理蒸汽吸收式真空冷冻法海水淡化原理冷媒直接接触冷冻法海水淡化原理水合物法原理溶剂萃取法离子交换法太阳能多级闪蒸直接接触式膜蒸馏气隙式膜蒸馏低压膜蒸馏吹气膜蒸馏膜蒸馏工艺示意图海冰冰块中盐胞存在形式重冰年渤海成冰区域海冰采集流程图海冰离心淡化原理微通道排盐淡化原理渗透和反渗透的原理如下图所示。反渗透技术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2～100MPa。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，可截留溶质分子。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。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。（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水机及直饮水给水系统中的应用更体现了其优越性。（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。工业应用的反渗透装置工业应用的反渗透装置的膜组件之间的连接正极阴离子交换膜负极+固定离子Cl-Na+-离子交换膜的工作原理++++++阳极－－－－－－阴极Cl-Na＋阳膜阳极室Cl-Cl-Cl-Na＋Na＋Cl-Na＋Na＋Cl-Cl-Na＋Na＋浓缩室淡化室浓缩室阴极室阴膜阳膜阴膜电渗析过程原理图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。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。实际应用的电渗析器海水淡化的运行和维护费用出自：GHD，2003年7月国内已建海水淡化厂序号建设地点规模（m3/d）淡化工艺承建单位投产年份1西沙永兴岛200ED杭州水中心19812天津大港电厂2x3,000MSF美国ESC19893浙江舟山嵊山镇500SWRO杭州水中心19974浙江舟山马迹山350SWRO美国UAT19975辽宁长海县大长山镇1,000SWROYCQ19996沧州化学工业公司18,000(苦咸水)BW+SWYCQ20007辽宁长海县獐子岛镇2x500SWRO德国普罗名特20008山东长岛县长山岛1,000SWRO杭州水中心20009浙江嵊泗县驷礁岛1,000SWRO杭州水中心200010山东华能威海电厂2,500SWRO半岛水处理200011大连华能电厂2,000SWRO半岛水处理200212浙江嵊泗县驷礁岛1,000(二期)SWRO德国普罗名特200213山东省荣城市2x5,000SWRO杭州水中心200214山东黄岛发电厂3,000LT-MED天津海洋水淡化所200315大连石化5,600SWRO赛恩斯特200316浙江玉环发电厂34,560SWRO赛恩斯特200617大唐王滩发电厂25,920SWRO欧美200518大连实德公司12,000SWRO待定19天津开发区10,000SWRO新加坡凯发中标不详20国华黄骅发电厂2X10,000LT-MED法国SIDEM200621大连北良发电厂30,000SWRO200622国电庄河发电厂国外海水淡化技术的发展2004年水厂类型与合同产水量-出自IDA0.02.04.06.08.010.012.0MSFROEDVC合同产水量百万m3/d全世界海湾地区出自：DrAbdulmajeedAliAlawadhi,IDARegionalReport不同地域海水淡化技术发展现状不同地域海水淡化工艺（出自德国KlausWangnick）05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,000北美洲中美洲南美洲欧洲非洲中东亚洲澳大利亚1991-2001年合同产水量千m3/dMSFVCMERONFED其它出自：KlausWangnick,IDARegionalReportMSF多级闪蒸VC压气蒸馏ME低温多效RO反渗透NF纳滤ED电渗析2005年以来北美脱盐水产量0250500750100019701975198019851990199520002005累计产水量千m3/dSWROEvap北美脱盐技术发展现状出自：DrJamesD,Birkett,IDARegionalReport国内海水淡化的发展现状谢谢大家！