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海水淡化方法汇总

海水淡化是海水资源综合利用的重要途径,随着海水淡化技术的进步和缺水区域的扩大,海水淡化产业正在迅速发展,常见的海水淡化方法主要有以下几种:

1、蒸馏法

蒸馏法是最古老的海水淡化方法,早在四百年前,欧洲大航海时代,航海家就是利用这种方法在海上获得饮用水。把海水煮沸,再将水蒸气冷凝为液态淡水。这就如同自然界的水循环,海水受热其中的水分变成水蒸气蒸发上升,形成云,云在高空遇冷形成雨落下,落下的雨就是淡水。蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生锅垢,而产出的淡水却不高。但由于技术不断地发展与进步,该方法至今仍占重要地位。

蒸馏法海水淡化

2、冷冻法

冷冻法即使海水中的水分子冷冻成冰,从而将盐分分离出来,将冰解冻后就形成了淡水。冷冻法海水淡化的传统方法有直接接触法、真空法和间接法。工艺主要包括冰晶的形成、洗涤、分离、融化等过程。   

蒸馏法与冷冻法都有弊端,冷冻法同样要消耗能源,并且得到的淡水纯度却不佳,这是因为还有部分未来的及流走就被冻在冰里的盐分,在冰晶之间的空隙中形成“盐泡”,因此得到的淡水不纯。

冷冻法海水淡化

3、太阳能法

人们对这种方法的应用有近150年的历史,此法和蒸馏法一样,利用太阳的热量加热海水使其蒸发冷凝的过程,由于结构简单、取材方便、不消耗常规能源、所得淡水纯度高,至今仍被广泛采用,是一种可持续发展的海水淡化技术。

太阳能法海水淡化

4、反渗透

第一台反渗透海水淡化设备出现至今已有近60年,经不断改进,已成为耗能最低、投资运行最快的海水淡化技术。此法是先将海水提取上来经过初步处理后,利用高压使海水经过反渗透膜,盐被阻隔在膜外,使其和淡水分离。 

渗透是指一种溶剂(即水)通过一种半透膜进入一种溶液或是从一种稀溶液向一种比较浓的溶液的自然渗透。但是在浓溶液一边加上适当的压力,即可使渗透停止,达到渗透平衡状态,此时的压力称为该溶液的渗透压。当对盐水一侧施加的压力超过水的渗透压时,可以利用半透膜装置从盐水中获取淡水。

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。 

反渗透法海水淡化

5、低温多效蒸馏法

低温多效蒸馏法是蒸馏法的改进,使前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源,从而降低能耗,通过多次蒸发,最终冷凝成为淡水。低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。

低温多效蒸馏技术由于节能的因素,近年发展迅速,装置的规模日益扩大。

  低温多效法海水淡化

6、多级闪蒸

闪蒸是指在一定温度下的海水在压力突然降低的情况下,部分海水蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化技术是将经过加热的海水,依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发,将蒸汽冷凝而得到淡水。

目前全球海水淡化装置以多级闪蒸方法产量最大,主要与火电厂联合建设,提高传热效率,适合于大型和超大型淡化装置。

多级闪蒸法海水淡化

7、电渗析法

离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片,按其选择透过性区分为正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(阴膜)。

电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列,组成多个相互独立的隔室,相邻隔室海水浓缩,淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水,也可以作为水质处理的手段,为污水再利用作出贡献。此外,这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。

电渗析发海水淡化

8、压气蒸馏

压气蒸馏海水淡化技术是海水预热后,进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧,如此实现热能的循环利用,蒸汽冷凝后作为产品水引出。

压气蒸馏法海水淡化

还有其他一些海水淡化技术,如核能海水淡化、风能海水淡化、露点蒸发海水淡化、吸附法海水淡化、膜蒸馏海水淡化等,这些海水淡化技术尚未成熟,处于研究或试验阶段,规模较小,且受外界环境制约,但仍可作为其他淡水来源的补充。  



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