海水淡化技术的历史是怎么样的?

2024-05-14

1. 海水淡化技术的历史是怎么样的?

古代就有从海水中去除盐分的故事和 传奇,但直到16世纪,人们才开始努力从 海水中提取淡水。当时欧洲探险家在漫长的 航海旅行中,就用船上的火炉煮沸海水以制 造淡水。加热海水产生水蒸气,冷却凝结就 可得到纯水,这是日常生活的经验,也是海水淡化技术的开始。
21世纪以前,反渗透膜技术都是被国外所垄断,而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期,当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年,石松研究员等首先在我国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。
随后1967年,国家科委组织全国海水淡化会战,组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集我国浙江省的杭州市,组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间,他们一直用电渗析技术进行海水淡化,研制成功海洋监测专用微孔滤膜,建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。
1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是,因为经历了十年浩劫,毕竟还是衰弱下去了,此时,远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。
1984年,国家海洋局以海水淡化研究室为主体,组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,中国开始对膜技术重视了,但是,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了,投入到了国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,国家科委军顶,以国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心为依托,组建国家液体分离膜工程技术研究中心,并开始悄悄研制国产反渗透膜。
直到2001年,国际海洋局杭州水处理技术研究开发中心实行集团化分体管理,所辖三个控股的中外合资公司,两个中资公司和一个研发中心。
同年,杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世,从此,中国有了自己的反渗透膜产品,享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场,中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。

海水淡化技术的历史是怎么样的?

2. 海水淡化技术是怎么发展的?

集装箱海水淡化技术的发展介绍

3. 海水淡化技术是怎么发展的?

古时候,当人们在茫茫大海上艰难地航行,面临着淡水告罄的威胁时,人们多么希望能有一个圆桶似的宝贝,只要将它往海里一放,那苦涩的海水就变成甘甜的淡水“咕咚咕咚”往上冒,让干渴的船员们喝个饱。最先提出这个大胆而美妙的设想的,是中国宋朝一个名叫周密的人。他写了本《癸辛杂谈》,书中描写了一个会造淡水的“宝贝”的故事。故事说,有一家杂货店放着一个奇特的东西。说它像缸,可没有底;说它像烟囱,可又太大;而且它既非竹也非木,既非金属亦非砖石。有一天,一名海船商人路过此地,发现了这一奇物。他看了又看,摸了又摸,舍不得离去。店主走来,问商人买不买此物。商人忙说:“买!你要多少银子?”店主想敲竹杠,就说:“这是我家祖传宝物,非十两银不卖。”商人二话没说,付了银子,就叫人将奇物抬走。店主纳闷,问道:“你花那么多银子买此物何用?”商人告之:“此乃一宝物,名字叫‘海井’,是一口专造淡水的井。只要将它放到海里,不愁没有淡水喝。”说完,他又取出100两银,赠给店主。随着科学技术的发展,今天人类已造出海水淡化机,将古人“画井解渴”的美好愿望变成了现实。我们知道,海水含盐量太高,平均在千分之三十五左右,而日常生活用水的含盐量在万分之五左右,工农业用水的含盐量有的可以稍高一些,但也不能高于千分之三。要使海水像溪水那样甘甜爽口,就要脱掉海水中的盐分。脱盐,就是人们通常所说的“海水淡化”。海水和苦咸水淡化,可以追溯到1000多年前。那时,希腊哲学家柏拉图已经认识到,如果用植物性材料过滤苦咸水,盐就会在材料上面贮存起来。亚里士多德早已知道:由盐溶液中蒸发出来的蒸汽冷却凝成水珠以后可以饮用。另外,普利纽斯在他的《自然史》中也这样写道:“航海者在作较长时间的海上旅行时,把海水装在陶罐中,使其蒸发,在罐盖上会出现冷凝水,便可以收集利用。”后来许多的航海者,特别是在罗马的船上,缺水时,都用蒸发法来制取淡水,供人们在航行中饮用。当年罗马帝国曾经用简单的蒸馏器提取淡水供被围困在埃及亚历山大的罗马军队饮用。历史上第一次有记录的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上广泛地进行海水淡化,是19世纪末。那时,蒸汽轮船发展起来了,为了满足锅炉用水和一部分饮用水的需要,轮船上普遍安装了制造淡水的蒸发器。世界上第一台固定式淡化装置,于1877年在俄国巴库建成。此后,在欧洲及其他干旱国家也相继建立。当然,上述种种海水淡化的器具和手段,还处于“初级阶段”。采用先进的技术设备,大规模地淡化海水。是在20世纪50年代后期。据统计,到1980年6月,仅蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的海水淡化装置已达2204个,总造水量每天约727万吨。从生产淡水的用途来看,主要是解决生活用水,有的用在工业上,少数供军事需要。像科威特、沙特阿拉伯等海湾国家,淡水的主要来源,就是海水淡化。像科威特日产900吨以上的海水淡化装置就有7个,其中最大日产1.8万吨以上的海水淡化装置有4个。蒸馏法顾名思义,就是将海水加热沸腾变成不含盐分的蒸汽,蒸汽遇冷后凝聚成水珠汇集成淡水。蒸馏法海水淡化技术研究历史较长,在供水方面应用最广、起的作用最大。据统计,1977年世界蒸馏法造水能力日产达288吨,占所有淡化法总造水能力的78%。蒸馏法装置的类型有单级闪蒸式、多级闪蒸式、薄膜竖管式、浸管式等,其中多级闪蒸式蒸馏法无论其装置数量还是其造水能力均居首位。据1977年统计结果,多级闪蒸法装置,占整个蒸馏法装置的45%,造水能力占84%。目前,太阳能蒸馏技术已可分为直接法和间接法。直接法是太阳能直接作用于海水而立刻蒸发的方法。1982年日本冲绳建造了这样的一套装置。它的受热面积为2.97平方米,日产水量为100升,是太阳能蒸馏的一次重大突破。间接法就是把太阳能收集起来,然后再为其他的海水淡化的办法提供能源。这种方法通常与其他的办法联合使用,或者以热能的方式对海水进行蒸馏,或者利用太阳能发电,供给用电的海水淡化装置使用。到目前为止,利用太阳能进行海水淡化的技术,所得到的淡水成本仍然比较高,主要的问题在于太阳能利用设备的投资比较大。电渗析法为了说明它的原理,先介绍离子交换膜。离子交换膜分阳离子交换膜和阴离子交换膜两种(以下简称阳膜、阴膜)。阳膜表面带负电荷,阴膜表面带正电荷。根据同性相斥、异性相吸的原理,带负电荷的阳膜的表面排斥阴离子,而让阳离子通过;带正电荷的阴膜则恰恰相反。如果我们将阴、阳离子交换膜交替地排列成多室电渗槽,并在膜组两端配置阴、阳电极,阳极一侧以阴离子交换膜开始,阴极一侧以阳离子交换膜终止,当海水通入后,在膜组两端加上直流电压。这样,海水中的阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移。由于离子交换膜对离子有选择透过的性质,那么,海水中的钠离子和氯离子作为盐溶液从膜间室中流出,脱盐的淡水也通过专门的管道流出。这种方法关键取决于膜的发展状况。离子交换膜有的用空心纤维,有的用塑料,目前投入使用和正在研制的膜有几十种。中国从20世纪50年代就开展了对电渗析和离子交换膜的研究。目前,生产的离子交换膜质量指标接近世界先进水平,已生产出各种类型和大小不同的电渗析淡化器,全国己有400多个单位广泛使用。国家海洋局第二海洋研究所1981年研制的中国最大的电渗析淡化器,每天产淡水200吨。该装置已在中国西沙群岛投入使用,其淡化的水质符合国家规定的饮水标准,生产成本只有用水船运水成本的1/5。反渗透法这是50年代为淡化海水而提出来的一种膜分离方法。60年代由于研制出了高通量、高脱盐率的不对称醋酸纤维素膜,使反渗透法达到了工业应用程度。要弄清什么是反渗透还得先从渗透说起。把淡水和盐水分别置于一张半透膜两侧,这种半透膜只允许水分子通过,而不允许其他分子通过,盐分子也不例外。在正常条件下,淡水就穿过半透膜向盐水一侧流动,这就是渗透。在渗透的过程中,盐水液面逐渐升高,压力逐渐加大,淡水液面则逐渐降低,压力逐渐减小,这种现象一直要持续到盐水侧的压力比淡水侧的压力高到一定程度为止。这时,由于盐水侧的压力很高,淡水侧的水分子已无力渗透过去,只得作罢。这时两边的压力差就是所谓的渗透压。如果在盐水的液面上施加一个比渗透压还大的压力,结果会怎么样呢?无疑,盐水中的水分子将向相反方向,即向淡水一侧流动,以致使淡水液面高出盐水液面。这就是反渗透。用这种原理淡化海水的方法叫反渗透法。这种方法工艺流程简单,耗能很少,虽然1953年才问世,却已受到普遍的重视。在沙特阿拉伯,也有这种类型的海水淡化厂。反渗透膜是反渗透淡化器的心脏,目前,主要有醋酸纤维素及其衍生物膜、芳香聚酰胺膜及其他有机无机材料膜等。随着反渗透膜的发展,现今反渗透淡化装置主要有四种类型:板式、管式、螺旋卷式、空心纤维式。这四种装置中,螺旋卷式和空心纤维式装置单位体积产水量较多,适于建造大规模装置;其次是管式装置,发展也很快。一个大型的反渗透海水淡化厂,要安装很多个这样的膜卷。像美国为沙特阿拉伯吉达港建成的反渗透海水淡化厂,共安装了4032个膜卷,日产淡水1.2万多吨。到1980年6月,世界上日产95吨以上淡水的反渗透淡化装置就有929个,日产淡水约148万吨。当今美国和日本海水淡化研究的重点是发展反渗透法。相信不久的将来,反渗透法有可能与蒸馏法相媲美。

海水淡化技术是怎么发展的?

4. 海水淡化技术的介绍

海水淡化处理技术是指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序。目前,世界上装机应用的海水淡化膜方法主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和反渗透法(RO),半个世纪以来己养活了世界上1亿多的人口,促进了干旱沙漠地区和发达国家沿海经济和社会发展。

5. 海水淡化去盐技术为何如此的难?

典型海水淡化厂设计
  
   
   两种最常用的淡化技术是逆渗透(全球淡化能力的47.2%)及多级闪蒸(全球淡化能力的36.5%)  
   
  
 我们大体认为容易的话,主要是因为蒸馏法,高中化学实验室常用之制备纯水的方法之一。看起来也没啥难度,但是其实不是,商用的话有点麻烦
   逆渗透的水是目前水处理中最干净,水中除水分子外无任何矿物质或金属。导电性差。  
 
  
  
 
  
   多级闪蒸,是一种海水淡化方法。强调多级和闪蒸,其装置由多个闪蒸室组成的.  
   
  
 以减压方式降低沸点,并产生蒸汽,再将蒸汽冷凝后即可制得淡水。由于此方法并没有使含盐水真正沸腾(仅是表面沸腾)与热传表面积接触,可以大幅改善因蒸馏产生的积垢问题
  
  于 1950 年代即已有商业化规模 
  
  
   
   为什么感觉海水淡化那么难?  
   科技 难度其实不大,但是估计是效益不高,建立一个淡水加工基地,其实不是那么容易的 
  
 
  
 
   海水淡化去盐技术并不难,而是成本太高!  
   
  
 如上图所示,海水淡化的原理主要要经过水泵抽海水、叠片过滤器过滤、多介质过滤器过滤、精密过滤器过滤、反渗透过滤器等过滤以后,就可以变成淡水了!据阿联酋等国的经验,这样海水淡化一吨的费用大约需要4—6元人民币!虽然看起来,这个价格和北京居民阶梯水价的最低档的5元一吨差不多!但是这是海水淡化厂的成本价!根据自来水成本价仅为出厂价一半来看,这样海水净化成的淡水其销售价格应该在8元至12元,基本要比现有水价翻倍!
  
   其次,自来水都是在当地建有处理厂,因而其运输成本并不高。而按中国的地理特征,东部沿海地区其实缺水的并不多,而西部很多区域却非常缺水。但是如果要建设输水工程,成本就很高了,不仅其输水线路需要高额投资(参考南水北调工程2000亿以上的预算)。同时由上图可以看出,中国沿海地区都是平原,海拔较低,但是西部地区都是高原,这样还必须利用水泵来把水抽到西部,这个成本就会大幅度上升!估计这样的淡化水的成本预计至少在20元/吨,甚至更多!
   总之,海水淡化技术已经很成熟,但是淡化过程需要较高成本。而鉴于中国的地形特点,运输成本就可以说是奇高。因此海水淡化不能成为我们淡水的主要来源!  
 
  
 海水淡化去盐技术并不难,而是成本太高!
  
 首先说一下什么是海水淡化,海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。而如今海水淡化技术也都十分成熟,并非技术难题了。
   常见方法  
 全球海水淡化技术超过20 余种,包括反渗透法、低多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等,以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。
  
 从大的分类来看,主要分为蒸馏法(热法)和膜法两大类,其中低多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。
  
 海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水,有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行,在某些岛屿和船只上也被使用。
  
 而我国已建和即将建成的工程累计海水淡化能力约为60万吨/日,从政策规划来看,未来十年内行业市场容量将达到5 倍以上的成长空间,前景较为乐观。淡化海水成本已降到4-5元/吨,经济可行性已经大大提升,考虑到未来技术进步带来的成本下降,以及策扶等因素,未来海水淡化产业有望出现爆发式增长。
  
 在海水淡化技术已成熟的今天,经济性是决定其广泛应用的重要因素。在国内,"成本和投资费用过高",一直被视为是海水淡化难以大胆使用的主要问题。

海水淡化去盐技术为何如此的难?

6. 海水淡化去盐技术为何如此的难?

 
   首先,目前海水淡化技术已经比较成熟,主要分为膜法和热法两大类。通俗点说,膜法就是过滤,利用外界(装置中的高压泵)施加的高压,把海水中的淡水挤到反渗透膜的一侧,无机盐等组分留在膜的另一侧。而热法则是蒸馏,你就想象吧,类似于一口大锅蒸啊蒸,然后纯水变成水蒸气蒸出去了再冷凝得到淡水。当然实际中这个锅的设计要麻烦一点…      海水淡化在中东地区发展的非常成熟。以色列、沙特等地方的海水淡化厂多如牛毛,技术也很先进,无论是工程能力还是技术研发能力都值得我们学习,目前世界上总规模、单机规模最大的膜法、热法工程都在那边。膜法最大规模已经达到近64万吨/天…而且,淡化水是和其他水源一起混合,进入市政管网的。也就是说,辣么多居民,都在喝淡化水。      当然,日本、韩国、新加坡也都有一些很不错的公司。目前在我国,热法以低温多效为主,最大规模是天津北疆电厂搞的,20万吨/天,但目前没有开足马力;膜法就是反渗透了,最大规模是天津大港新泉(新加坡凯发搞的),10万吨/天,这个也没开足马力。其他的也还有,但总体来说这两个算是比较典型的大型淡化工程了,运营的也还都不错。
   热法能耗主要是蒸汽和电力,其中蒸汽又很贵,一般来说,热法淡化都是和电厂共建的,因为电厂有很多废热可以利用,这样就降低了蒸汽的成本。膜法主要就是耗电了,毕竟需要高压泵呼呼呼不停转。      二者都需要大量设备投资。总的算下来,淡化水吨水成本4-6块钱吧。膜法装置占地小,好挪,操作也便利,所以现在市场中用的相对多一些。从技术上来说,海水淡化是很成熟的。当然国产化率目前还差点事儿。
       单纯说点技术上的现有问题吧。
   一是国产化率比较低。超滤膜做得还可以,但真用起来和国外的膜还是有点差距。至于能量回收和反渗透膜嘛,那基本就全得靠进口了。这个确实要努力。
   
   
   典型海水淡化厂设计
     
   两种最常用的淡化技术是逆渗透(全球淡化能力的47.2%)及多级闪蒸(全球淡化能力的36.5%)     
   我们大体认为容易的话,主要是因为蒸馏法,高中化学实验室常用之制备纯水的方法之一。看起来也没啥难度,但是其实不是,商用的话有点麻烦
   逆渗透的水是目前水处理中最干净,水中除水分子外无任何矿物质或金属。导电性差。     
     
   多级闪蒸,是一种海水淡化方法。强调多级和闪蒸,其装置由多个闪蒸室组成的.     
   以减压方式降低沸点,并产生蒸汽,再将蒸汽冷凝后即可制得淡水。由于此方法并没有使含盐水真正沸腾(仅是表面沸腾)与热传表面积接触,可以大幅改善因蒸馏产生的积垢问题
    于 1950 年代即已有商业化规模 
       
   为什么感觉海水淡化那么难?     科技 难度其实不大,但是估计是效益不高,建立一个淡水加工基地,其实不是那么容易的 
   
   海水淡化去盐技术已经很稳定,【难】的是成本难以再降低。
   目前技术主要分两类,薄膜逆渗与蒸馏法,其中又以薄膜逆渗技术成本效能更高。
   世界各地缺水的地方,如中东多国一早已广泛采用海水去盐淡化来提供食用水,东南亚方面新加坡目前有两个海水淡化厂每天总共可处理约50万吨,今年底第三个海水淡化厂投产,加上裕廊岛第五个海水淡化厂,预计2020年每天可生产大约90万吨净水,约占新加坡一半淡水供应。而目标是在2060年时,新生水和淡化海水的产量占用水量的85%。
   从以上可见海水去盐技术走向成熟,难度已攻克,现阶段是如何降低成本的问题。    
   水是生命之源,是生物体重要组成成分,是世界上最廉价的“药”。
   水对人体有着重要的生理作用,以此补充适量水分对 健康 十分有利。人体对水的需求量因年龄、体重、气候及运动强度等因素而异。
   总体来说:成年人一天需要补充1500~2800mL的水,以补充因排尿、呼吸、出汗等人体丢失的水分。
   而这其中的很大一部分是通过直接饮用水获取的,还有一部分通过饮食、新陈代谢获取。除了人体所需,日常生活和生产作业也都离不开水。因此,水的质量在很大程度上影响着生活水平和工业生产。
   可是,如此重要的水并不总是满足人类的需求。地球上淡水的分布与经济和人口的分布之间十分不均衡,其中, 贝加尔湖拥有地球地表淡水储量的20%;积雪覆盖,人迹罕至的南极拥有地球淡水储量的72% 。 
   种种原因之下,世界多个国家或地区处于严重的缺水状态之下,其中就包括我国和中东地区,以及非洲。
   为了结束我国南北淡水分布不均,北方水资源短缺的状况,国家实施了“南水北调”这一浩大的工程。而对于中东那些缺水但不缺石油不缺钱的国家,有心而无力,只能变着法子的解决这一棘手的问题,比如从南北极海运冰川、海水淡化等。
   耗资巨大的海水淡化,收效甚微   早在400多年前,英国王室就曾悬赏征求经济有效的海水淡化方法。
   在16世纪的欧洲,已经有人尝试着从海水中提取淡水,以满足长期海上航行对于淡水的需求。
   但碍于科学技术的落后,那是的海水淡化只能满足少数人的日常所需,无法大型化、进行工业化生产。
   直到上世纪五十年代开始,随着水资源危机的加剧,海水淡化得到快速、长足的发展,世界各国投入大量人力物力研究海水淡化技术,以求找到经济高效的工业化方法。
   世界上第一座海水淡化工厂于1954年在美国德克萨斯州弗里波特建成并投入使用,并且目前仍然在为市民提供生活用水。
   海水淡化技术发展至今,已有超过20余种方法,包括反渗透法、低多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产等。
   从大的分类来看,主要分为蒸馏法(热法)和膜法两大类,其中低多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。
   反渗透膜法具有投资低、能耗低等优点,但海水预处理要求高;多级闪蒸法具有技术成熟、运行可靠、装置产量大等优点,但能耗偏高。
   原理不难省钱难   海水淡化在很多人的观念看法中,很简单,的确,海水淡化的原理很简单,就是把海水中的盐分及其他各种影响直接饮用的物质借助物理或化学方法分离出去。
   最简单直接的方法就是蒸馏,借助海水中不同物质的挥发性不同,将水分蒸发出来,然后再冷凝,得到纯净水。这个方法从可行性角度考虑,可以;但如果从经济性角度考虑,能耗偏高。
   因此,具有投资少、能耗低等优点的反渗透膜法在这个以经济利益为本的 社会 成为发展的主要方向,它的能耗仅为蒸馏法的1/40。
   反渗透法利用到氢键理论、优先吸附-毛细孔流等理论,涉及到分析化学、材料化学、流体力学等多个学科。由于需要在高压中进行,对于半透膜材料的要求很高。
   其中预处理系统视原水的水质情况和出水要求可采取粗滤、活性炭吸附、精滤等。为了保护反渗透膜、延长其使用寿命,精滤这一步骤必不可少。
   另外,复合膜对水中的游离氯非常敏感,而海水中又含有大量的氯,因而预处理系统中通常都配备活性炭吸附。
    科技 让生活更美好   与直接从地表或者地下获取淡水相比,海水淡化的成本较高、前期投入大,成本回收周期长,但随着技术的革新及生产方式的转变,目前淡化海水的成本已降到4-5元/吨,经济可行性已经大大提升,使得“水比石油贵”这一尴尬现象在中东少数地区已经不复存在。
   其中,不缺石油、天然气的中东土豪沙特阿拉伯不但财大气粗,在海水淡化上可谓是下足了老本,其拥有全球24%的海水淡化能力。此外, 位于阿联酋的杰贝勒阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂,每年可产生3亿立方米淡水。 
   考虑到未来技术进步带来的成本下降,以及经济、 社会 快速发展带来的对淡水需求量的日益增长等因素,淡化海水会进入更多平常百姓的家庭之中。同时,未来海水淡化产业有望出现爆式增长,前景广阔。
   
   海水淡化去盐技术并不难,而是成本太高!     
   如上图所示,海水淡化的原理主要要经过水泵抽海水、叠片过滤器过滤、多介质过滤器过滤、精密过滤器过滤、反渗透过滤器等过滤以后,就可以变成淡水了!据阿联酋等国的经验,这样海水淡化一吨的费用大约需要4—6元人民币!虽然看起来,这个价格和北京居民阶梯水价的最低档的5元一吨差不多!但是这是海水淡化厂的成本价!根据自来水成本价仅为出厂价一半来看,这样海水净化成的淡水其销售价格应该在8元至12元,基本要比现有水价翻倍!
     其次,自来水都是在当地建有处理厂,因而其运输成本并不高。而按中国的地理特征,东部沿海地区其实缺水的并不多,而西部很多区域却非常缺水。但是如果要建设输水工程,成本就很高了,不仅其输水线路需要高额投资(参考南水北调工程2000亿以上的预算)。同时由上图可以看出,中国沿海地区都是平原,海拔较低,但是西部地区都是高原,这样还必须利用水泵来把水抽到西部,这个成本就会大幅度上升!估计这样的淡化水的成本预计至少在20元/吨,甚至更多!
   总之,海水淡化技术已经很成熟,但是淡化过程需要较高成本。而鉴于中国的地形特点,运输成本就可以说是奇高。因此海水淡化不能成为我们淡水的主要来源!   
   随着技术的不断进化相信海水淡化将变得越来越简单而且更加高效、实用。
   虽然海水中含有多种矿物,但却很难将其中一种分离出来。不过现在,来自澳大利亚和美国的一组科学家们研发出了一种全新的海水淡化技术,它不仅能让通过该种技术出来的海水能够饮用而且还能收集到可用于电池生产的锂离子。
     
   而这一技术的关键就是金属有机框架(MOFs),其拥有任何已知材料的最大内表面积。从理论上来讲,这样一种材料光一克展开后能够覆盖一个足球场,同时其复杂内部结构能使MOFs是捕捉、储存和释放分子的完美对象。最近的研究发现,这种材料能让MOFs在碳排放海绵、高精度化学传感器和城市水过滤器找到运用。
   眼下最常用的水过滤技术则是反渗透膜,其原理相当简单:膜的孔隙能让水分子通过但对于大部分污染物则不行。然而这一技术的一大问题就在于其需要相对较高的压力将水压过去才行。
   但MOF膜却拥有更强的选择性和高效性。来自莫纳什大学、CSIRO和奥斯汀德州大学的科研人员就研发出了这样一种膜。这一设计灵感来自于生物细胞膜的“离子选择性”,它能让特定的离子通过。除此之外,这种过滤膜还不需要像反渗透膜那样需要强大的外力。
   除了干净的饮用水之外,MOF膜还能收集到锂离子。由于全球电子和电池对锂的需求量非常高,而海水中富含有大量的锂离子,所以MOF膜的诞生是一个好消息。
   此外,这种技术还将能应用到工业废水的过滤。
   这项研究发表在《Science Advances》杂志上。
   理论上,海水把盐和淡水分离的技术确实非常简单,比如沿海晒盐场以及海水蒸馏技术都只是简单的物理技术,但海水淡化的难点并不是分离技术,而是分离加收集所投入的成本与回报不成正比。  我们先以海水晒盐来举例,基本上全世界海水晒盐的方法,都是将大片海水引入盐田,直接经过太阳高温直射,海水蒸发以后,留下的结晶体便是盐分,再经过相关的净化技术,得到的就是白花花的食盐。在这过程中,因为海水在蒸发时,盐分子体积更大不会随着水分子同时蒸发,所以只要有足够的温度,盐分和水分就可以进行分离,温度是唯一的要求。  从晒盐技术上来看,似乎将盐和水分离并没有什么难题,但晒盐的过程当中是太阳直射,收集的是盐而不是淡水,两者有天壤之别。如果在晒盐场上方放一块玻璃,也可以得到凝结的淡水水珠,但是数量十分有限,根本缓解不了地球淡水的需求,而且人类使用淡水的总量也远远高于盐,这就需要供海水蒸发的温度更高,范围更大,人类发明的设备就运营而生了,但有设备就要有成本。  一般沿海区域,建几座小型的海水淡化厂,也基本能满足周边生活、生产的需求,而全世界90%以上的地区都缺水,尤其是内陆缺水更甚。本身海水淡化设备投入的成本就很大,如果再加上海水运往内陆,这其中的运输成本更高,说白了就是水资源与地球其他资源互换的条件下,对其他资源的损失太过巨大,损失与收获不成正比,在更加经济的设备发明之前,海水淡化始终不会成为淡水重要来源。  欢迎关注“地理有意思”留言一起探讨。
   我们公司在北非做过一个大型的海水淡化厂项目,设计和反渗透膜都是新加坡人做的,我公司做施工。
   海水淡化技术现在已经很成熟,主要包括反渗透膜法和热蒸发法两种。
   由于海水中的很多无机盐无法通过化学反应沉淀下来,人类在解剖动物内脏时,发现一些动物的肠胃上有一层膜,这层膜能阻止无机盐进入体内,进一步研究后发现,这种膜的过滤机制主要在于渗透压,即淡水能通过这层膜进入渗透压低的一边,含盐量高的海水却不能,为此,人类又开始研究了这种膜的化学结构与成分,目前已经得到了逐步破解,然后就生产了这种膜,用于海水淡化,但由于至今没有完全破解这种膜的化学结构和成分,所以,还无法达到动物膜的效果,再者,对于这种膜的再生,仍处于起步阶段,因为无法再生,在使用一段时间后,由于膜被一些无机盐和杂质堵塞,只能更换,并且,膜在使用过程中,由于逐步被堵塞,产水量也是逐渐下降的。由此导致海水淡化成本居高不下,不过相信人类最终能彻底攻破难关,使海水淡化技术能变得常用。
   热蒸发法技术很简单,就是加热让淡水从海水中蒸发出来,然后收集起来,这个工艺要消耗大量的能量,所以成本比膜技术要高,一般小型的海水淡化厂采用。
   中国也在研究反渗透技术,并且在天津、山东等地建得有厂,南海的一些岛屿上,安装有一些海水淡化设备,满足驻军人员的生活所需。
   可以预见到的是,如果海水淡化技术被完全攻破,中国可能可以从渤海湾调水去内蒙和西北,改善那里的生态环境,这种方案比从青藏高原引水好多了,对环境的影响也小,而且不会引起印度、孟加拉国等邻国的争议。
   海水淡化也称海水化淡、海水脱盐,指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序,从海水中取得淡水的过程即被称为海水淡化。海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法,目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场,逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。      世界上淡水资源不足,已成为人们日益关切的问题。有人预言,19世纪争煤,20世纪争油,21世纪可能争水。
   作为水资源的开源增量技术,海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。到2006年,世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术,全球海水淡化日产量约3775万吨,其中80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题。
   “向海洋要淡水”已经形成了方兴未艾的产业。截至2006年底,中国日淡化海水能力接近15万吨,比上一年翻一番。中国在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破,完成了自主知识产权的3000立方米/日低温多效海水淡化工程,以及5000立方米/日反渗透海水淡化工程;海水直流冷却技术已进入万立方米/小时级产业化示范阶段。中国海水淡化成本逐步下降,已接近5元/立方米。
   中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件,但研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。当务之急是尽快形成中国海水淡化设备市场的完整产业链条。围绕制约海水淡化成本降低的关键问题,发展膜与膜材料、关键装备等核心技术,研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品,提高关键材料和关键设备的国产化率,增强自主建设大型海水淡化工程的能力。
   未来20年内国际海水淡化市场有近700亿美元的商机,中国应占有充分份额。根据全国海水利用专项规划,到2010年,中国海水淡化规模达到每日80万至100万吨,2020年中国海水淡化能力达到每日250万至300万吨,尤其是国家积极支持海水淡化产业,自2008年1月1日起,企业的海水淡化工程所得免征所得税。中国海水淡化产业发展前景广阔。
   海水淡化难,难的是规模化,也就是大规模的进行海水淡化用于人类生活及生产。海水中不仅仅是盐(氯化钠)还有其他卤族元素和金属离子比如镁盐、钙盐等,小规模蒸发冷凝就可以获得淡水,大规模则要考虑析出物的后期处理。当然还有效率,成本等。

7. 为什么说海水淡化成本很高?海水淡化都有哪几种方法?

之所以说海水淡化成本非常的高,就是由于在淡化海水的过程当中需要消耗大量的能源,海水淡化的方式一般有两种,一种就是运用蒸馏的方法,另一种是反渗透法。其实我们中国很多地区可以说淡水资源非常的丰富,可是在别的国家甚至是一些比较偏远的地区,他们淡水资源非常缺乏,因此只能通过海水淡化技术来获取少量的淡水。毕竟在地球上面只有3%的淡水资源是有限的,如果我们日常生活当中不注意节约用水的话可能以后也要过上。水源缺乏的生活在海水淡化工程当中,很多国家都不舍得花钱去做这件事情,因为实在是太耗费成本了,接下来就大家好好的讲解一下关于海水淡化的事情。之所以说海水淡化的成本非常高,就是由于淡化海水过程当中要消耗大量的能源。虽然地球90%以上的都是有海洋组成,但是海水我们人类并不可以引用它含盐量太高了,所以只能通过海水淡化技术才能够从海水当中提取淡水。而且在提取淡水过程当中需要消耗很多的能量才能够得到少量的淡水,所以很多国家并不执行这个项目,太浪费钱了,还不如卡车进行长途运输,那样来得还划算一点。海水淡化技术目前有两种,一种是蒸馏法,另一种是反渗透发。蒸馏法很简单,就是运用太阳的能量获得直接用电能加热容器使得海水蒸馏出来得到纯净水,所以就能把食盐和一系列杂质给排出去,得到人类可以饮用的淡水,还有另一种方法是反渗透发,也就是说用一种薄膜他只可以透过水分子,而其他的向氯化钠等等的杂质就会被薄膜给隔开,这也是一种海水淡化的技术。对于这件事情你要是有什么更好的想法,欢迎写在评论下方,我们系讨论吧。

为什么说海水淡化成本很高?海水淡化都有哪几种方法?

8. 海水淡化技术方法的几种比较

环保技术:海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区,但并不局限于该地区。由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域,因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。最新资料表明,到2003年止,世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂,其生产能力达到日产淡水3600万吨。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区,淡化水大约养活世界5%的人口。海水淡化,事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题,普遍采用的一种战略选择,其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。
太阳能法:人类早期利用太阳能进行海水淡化,主要是利用太阳能进行蒸馏,所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器,人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便,至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比,太阳能具有安全、环保等优点,将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
低温多效: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。其中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,成本日益降低,主要发展趋势为提高装置单机造水能力,采用廉价材料降低工程造价,提高操作温度,提高传热效率等。
多级闪蒸:所谓闪蒸,是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下,部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化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仍以多级闪蒸方法产量最大,技术最成熟,运行安全性高弹性大,主要与火电站联合建设,适合于大型和超大型淡化装置,主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠,主要发展趋势为提高装置单机造水能力,降低单位电力消耗,提高传热效率等。
电渗析法:该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。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海水被淡化,而相邻隔室海水浓缩,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。
压汽蒸馏:压汽蒸馏海水淡化技术,是海水预热后,进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出,如此实现热能的循环利用。
露点蒸发法:
露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理,同时回收冷凝去湿的热量,传热效率受混合气侧的传热控制。
水电联产:水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本,水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力,从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的,这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。
热膜联产:热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式(即MED-RO或MSF-RO方式),满足不同用水需求,降低海水淡化成本。目前,世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂,日产海水淡化水量为45.4万立方米,其中,MSF日产水28.4万立方米,RO日产水17万立方米。其优点是:投资成本低,可共用海水取水口。RO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。
蒸馏法:蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原理如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带咸味的。根据所用能源、设备、流程不同主要可分设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。
冷冻法:冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端,其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢,而所得到的淡水却并不多;而冷冻法同样要消耗许多能源,但得到的淡水味道却不佳,难以使用。
反渗透法:通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。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。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。
反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。
此外,以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中,究竟哪种方法最好,也不是绝对的,要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。
实际上,一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来说,包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理,如杀除海生物,降低浊度、除掉悬浮物(对反渗透法),或脱气(对蒸馏法),添加必要的药剂等;脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分,是整个淡化系统的核心部分,这一过程除要求高效脱盐外,往往需要解决设备的防腐与防垢问题,有些工艺中还要求有相应的能量回收措施;后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮运等处理。海水淡化过程无论采用哪种淡化方法,都存在着能量的优化利用与回收,设备防垢和防腐,以及浓盐水的正确排放等问题。
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