⑴ 利用U形管做滲透作用實驗(U形管中間用半透膜隔開)時,當管的兩側液面不再變化時,U形管兩側溶液的濃度
半透膜是一種選擇性透過膜,只允許小分子物質,比如鹽離子,通過;大分子物質,比如蛋白、多糖,不能投過半透膜。U形管的液面高度差為這個高度產生的靜水壓等於兩邊溶液的水勢差。
任何物質都具有能量,能量分為束縛能和自由能。束縛能是不能轉化為用於作功的能量,而自由能是在溫度一定的條件下可用於作功的能量,如分子的擴散、布朗運動等都是自由能作功的結果。一種物質每mol的自由能就是該物質的化學勢,是可用來衡量物質反應或轉移所用的能量。1mol水分子所含的化學勢我們簡稱為水勢。在一個體系中,如果單位體積內能夠進行自由運動的水分子越多,這種水溶液的水勢越高;單位體積內能進行自由運動的水分子數越少,該溶液的水勢越低。因此,純水的水勢最高,其它所有水溶液的水勢都低於它。同溫度一樣,水勢的絕對值不易測得,在實際運用中,規定純水的水勢為零,其它溶液的水勢都是跟它相比較得出的數值。水勢的單位是由水勢的化學勢(N.m/mol)除以水的偏摩爾體積(m3/mol)所得的值,即成壓力單位(N/m2)。溶液的水勢與溶液中溶質分子數量和結構有關。同種溶液,溶質分子數量越多,溶液水勢越低,如1mol/L的葡萄糖溶液水勢比2mol/L葡萄糖溶液的水勢低;不同溶質溶液的水勢,水勢除與溶質分子數量有關外,還與溶質分子的結構有關。例如同mol濃度的葡萄糖與蔗糖溶液相比較,由於蔗糖分子是由一分子的果糖和一分子的葡萄糖縮合而成,在分子內部一個分子的蔗糖比一分子的葡萄糖具有更多的親水基團,因此,溶液具有更低的水勢。
水分從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動的現象,稱為滲透作用。在滲透系統中,兩邊的水分子是可以自由通過的,水分向哪邊移動,決定於半透膜兩邊溶液中能夠自由運動的水分子數目多少,即水勢的高低。在單位表面積上,純水能進行自由運動的水分子數比蔗糖溶液的多,因此,在單位時間、單位面積上,水勢高的部分通過半透膜進入水勢低的部分的水分子數,顯然比從水勢低的部分通過半透膜進入水勢高的部分的水分子數要多,一段時間後,水勢低的液面就會明顯的上升,上升的最後高度為這個高度產生的靜水壓等於兩邊溶液的水勢差。液面不會無限制上升。
⑵ 水處理設備有哪些
水處理設備有:反滲透設備、純水機設備、超濾設備、除鐵除錳設備、EDI超純水設備。
1、反滲透設備:也稱為RO設備,它利用精細、顆粒活性碳、壓縮活性碳三部分過濾器將純凈水和雜質、細菌、重金屬隔離。
⑶ 滲透能半透膜
半透膜是一種特殊類型的薄膜,其結構具有選擇性,僅允許特定的分子或離子通過。這種膜的常見例子包括自然界的細胞膜和膀胱膜,以及人工製造的膠棉薄膜等。半透膜在科學和生物領域有廣泛應用,如在測定滲透壓和分離溶膠時,其作用至關重要。
在滲透能發電中,高分子材料製成的半透膜具有特別的特性,它允許水分子自由滲透,但阻止溶質通過。通過精心設計的高壓泵,可以將原水置於半透膜一側,並施加高於滲透壓的壓力。這樣,原水中的水分子就會穿過半透膜,進入另一側,從而實現水的凈化過程,而原水中的溶解物則被有效隔離。
生物體內的營養吸收也同樣依賴於半透膜,例如在消化系統中,半透膜協助將營養物質從消化液中分離出來,供給細胞利用。總的來說,半透膜以其獨特的選擇性功能,在多個科學領域內扮演著關鍵角色,尤其是在處理和分離液體時展現出了顯著的優勢。
滲透能是一種可再生能源,產出的能量不僅可預測,而且產量穩定,有別於太陽能和風能。2009年11月24日,挪威第一台滲透能發電機正式亮相「投產」。在自然界中把滲透產生的能量聚集起來用於發電,在人類學科史上還是第一次。
⑷ 海水淡化去鹽技術為何如此的難
首先,目前海水淡化技術已經比較成熟,主要分為膜法和熱法兩大類。通俗點說,膜法就是過濾,利用外界(裝置中的高壓泵)施加的高壓,把海水中的淡水擠到反滲透膜的一側,無機鹽等組分留在膜的另一側。而熱法則是蒸餾,你就想像吧,類似於一口大鍋蒸啊蒸,然後純水變成水蒸氣蒸出去了再冷凝得到淡水。當然實際中這個鍋的設計要麻煩一點…
海水淡化在中東地區發展的非常成熟。以色列、沙特等地方的海水淡化廠多如牛毛,技術也很先進,無論是工程能力還是技術研發能力都值得我們學習,目前世界上總規模、單機規模最大的膜法、熱法工程都在那邊。膜法最大規模已經達到近64萬噸/天…而且,淡化水是和其他水源一起混合,進入市政管網的。也就是說,辣么多居民,都在喝淡化水。
當然,日本、韓國、新加坡也都有一些很不錯的公司。目前在我國,熱法以低溫多效為主,最大規模是天津北疆電廠搞的,20萬噸/天,但目前沒有開足馬力;膜法就是反滲透了,最大規模是天津大港新泉(新加坡凱發搞的),10萬噸/天,這個也沒開足馬力。其他的也還有,但總體來說這兩個算是比較典型的大型淡化工程了,運營的也還都不錯。
熱法能耗主要是蒸汽和電力,其中蒸汽又很貴,一般來說,熱法淡化都是和電廠共建的,因為電廠有很多廢熱可以利用,這樣就降低了蒸汽的成本。膜法主要就是耗電了,畢竟需要高壓泵呼呼呼不停轉。
二者都需要大量設備投資。總的算下來,淡化水噸水成本4-6塊錢吧。膜法裝置佔地小,好挪,操作也便利,所以現在市場中用的相對多一些。從技術上來說,海水淡化是很成熟的。當然國產化率目前還差點事兒。
單純說點技術上的現有問題吧。
一是國產化率比較低。超濾膜做得還可以,但真用起來和國外的膜還是有點差距。至於能量回收和反滲透膜嘛,那基本就全得靠進口了。這個確實要努力。
典型海水淡化廠設計
兩種最常用的淡化技術是逆滲透(全球淡化能力的47.2%)及多級閃蒸(全球淡化能力的36.5%)
我們大體認為容易的話,主要是因為蒸餾法,高中化學實驗室常用之制備純水的方法之一。看起來也沒啥難度,但是其實不是,商用的話有點麻煩
逆滲透的水是目前水處理中最干凈,水中除水分子外無任何礦物質或金屬。導電性差。
以減壓方式降低沸點,並產生蒸汽,再將蒸汽冷凝後即可製得淡水。由於此方法並沒有使含鹽水真正沸騰(僅是表面沸騰)與熱傳表面積接觸,可以大幅改善因蒸餾產生的積垢問題
於 1950 年代即已有商業化規模
科技 難度其實不大,但是估計是效益不高,建立一個淡水加工基地,其實不是那麼容易的
海水淡化去鹽技術已經很穩定,【難】的是成本難以再降低。
目前技術主要分兩類,薄膜逆滲與蒸餾法,其中又以薄膜逆滲技術成本效能更高。
世界各地缺水的地方,如中東多國一早已廣泛採用海水去鹽淡化來提供食用水,東南亞方面新加坡目前有兩個海水淡化廠每天總共可處理約50萬噸,今年底第三個海水淡化廠投產,加上裕廊島第五個海水淡化廠,預計2020年每天可生產大約90萬噸凈水,約佔新加坡一半淡水供應。而目標是在2060年時,新生水和淡化海水的產量佔用水量的85%。
從以上可見海水去鹽技術走向成熟,難度已攻克,現階段是如何降低成本的問題。
水是生命之源,是生物體重要組成成分,是世界上最廉價的「葯」。
水對人體有著重要的生理作用,以此補充適量水分對 健康 十分有利。人體對水的需求量因年齡、體重、氣候及運動強度等因素而異。
總體來說:成年人一天需要補充1500~2800mL的水,以補充因排尿、呼吸、出汗等人體丟失的水分。
而這其中的很大一部分是通過直接飲用水獲取的,還有一部分通過飲食、新陳代謝獲取。除了人體所需,日常生活和生產作業也都離不開水。因此,水的質量在很大程度上影響著生活水平和工業生產。
可是,如此重要的水並不總是滿足人類的需求。地球上淡水的分布與經濟和人口的分布之間十分不均衡,其中, 貝加爾湖擁有地球地表淡水儲量的20%;積雪覆蓋,人跡罕至的南極擁有地球淡水儲量的72% 。
種種原因之下,世界多個國家或地區處於嚴重的缺水狀態之下,其中就包括我國和中東地區,以及非洲。
為了結束我國南北淡水分布不均,北方水資源短缺的狀況,國家實施了「南水北調」這一浩大的工程。而對於中東那些缺水但不缺石油不缺錢的國家,有心而無力,只能變著法子的解決這一棘手的問題,比如從南北極海運冰川、海水淡化等。
耗資巨大的海水淡化,收效甚微早在400多年前,英國王室就曾懸賞徵求經濟有效的海水淡化方法。
在16世紀的歐洲,已經有人嘗試著從海水中提取淡水,以滿足長期海上航行對於淡水的需求。
但礙於科學技術的落後,那是的海水淡化只能滿足少數人的日常所需,無法大型化、進行工業化生產。
直到上世紀五十年代開始,隨著水資源危機的加劇,海水淡化得到快速、長足的發展,世界各國投入大量人力物力研究海水淡化技術,以求找到經濟高效的工業化方法。
世界上第一座海水淡化工廠於1954年在美國德克薩斯州弗里波特建成並投入使用,並且目前仍然在為市民提供生活用水。
海水淡化技術發展至今,已有超過20餘種方法,包括反滲透法、低多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發法、水電聯產、熱膜聯產等。
從大的分類來看,主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類,其中低多效蒸餾法、多級閃蒸法和反滲透膜法是全球主流技術。
反滲透膜法具有投資低、能耗低等優點,但海水預處理要求高;多級閃蒸法具有技術成熟、運行可靠、裝置產量大等優點,但能耗偏高。
原理不難省錢難海水淡化在很多人的觀念看法中,很簡單,的確,海水淡化的原理很簡單,就是把海水中的鹽分及其他各種影響直接飲用的物質藉助物理或化學方法分離出去。
最簡單直接的方法就是蒸餾,藉助海水中不同物質的揮發性不同,將水分蒸發出來,然後再冷凝,得到純凈水。這個方法從可行性角度考慮,可以;但如果從經濟性角度考慮,能耗偏高。
因此,具有投資少、能耗低等優點的反滲透膜法在這個以經濟利益為本的 社會 成為發展的主要方向,它的能耗僅為蒸餾法的1/40。
反滲透法利用到氫鍵理論、優先吸附-毛細孔流等理論,涉及到分析化學、材料化學、流體力學等多個學科。由於需要在高壓中進行,對於半透膜材料的要求很高。
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。為了保護反滲透膜、延長其使用壽命,精濾這一步驟必不可少。
另外,復合膜對水中的游離氯非常敏感,而海水中又含有大量的氯,因而預處理系統中通常都配備活性炭吸附。
科技 讓生活更美好與直接從地表或者地下獲取淡水相比,海水淡化的成本較高、前期投入大,成本回收周期長,但隨著技術的革新及生產方式的轉變,目前淡化海水的成本已降到4-5元/噸,經濟可行性已經大大提升,使得「水比石油貴」這一尷尬現象在中東少數地區已經不復存在。
其中,不缺石油、天然氣的中東土豪沙烏地阿拉伯不但財大氣粗,在海水淡化上可謂是下足了老本,其擁有全球24%的海水淡化能力。此外, 位於阿聯酋的傑貝勒阿裏海水淡化廠第二期是全球最大的海水淡化廠,每年可產生3億立方米淡水。
考慮到未來技術進步帶來的成本下降,以及經濟、 社會 快速發展帶來的對淡水需求量的日益增長等因素,淡化海水會進入更多平常百姓的家庭之中。同時,未來海水淡化產業有望出現爆式增長,前景廣闊。
海水淡化去鹽技術並不難,而是成本太高!
如上圖所示,海水淡化的原理主要要經過水泵抽海水、疊片過濾器過濾、多介質過濾器過濾、精密過濾器過濾、反滲透過濾器等過濾以後,就可以變成淡水了!據阿聯酋等國的經驗,這樣海水淡化一噸的費用大約需要4—6元人民幣!雖然看起來,這個價格和北京居民階梯水價的最低檔的5元一噸差不多!但是這是海水淡化廠的成本價!根據自來水成本價僅為出廠價一半來看,這樣海水凈化成的淡水其銷售價格應該在8元至12元,基本要比現有水價翻倍!
其次,自來水都是在當地建有處理廠,因而其運輸成本並不高。而按中國的地理特徵,東部沿海地區其實缺水的並不多,而西部很多區域卻非常缺水。但是如果要建設輸水工程,成本就很高了,不僅其輸水線路需要高額投資(參考南水北調工程2000億以上的預算)。同時由上圖可以看出,中國沿海地區都是平原,海拔較低,但是西部地區都是高原,這樣還必須利用水泵來把水抽到西部,這個成本就會大幅度上升!估計這樣的淡化水的成本預計至少在20元/噸,甚至更多!
總之,海水淡化技術已經很成熟,但是淡化過程需要較高成本。而鑒於中國的地形特點,運輸成本就可以說是奇高。因此海水淡化不能成為我們淡水的主要來源!
隨著技術的不斷進化相信海水淡化將變得越來越簡單而且更加高效、實用。
雖然海水中含有多種礦物,但卻很難將其中一種分離出來。不過現在,來自澳大利亞和美國的一組科學家們研發出了一種全新的海水淡化技術,它不僅能讓通過該種技術出來的海水能夠飲用而且還能收集到可用於電池生產的鋰離子。
而這一技術的關鍵就是金屬有機框架(MOFs),其擁有任何已知材料的最大內表面積。從理論上來講,這樣一種材料光一克展開後能夠覆蓋一個足球場,同時其復雜內部結構能使MOFs是捕捉、儲存和釋放分子的完美對象。最近的研究發現,這種材料能讓MOFs在碳排放海綿、高精度化學感測器和城市水過濾器找到運用。
眼下最常用的水過濾技術則是反滲透膜,其原理相當簡單:膜的孔隙能讓水分子通過但對於大部分污染物則不行。然而這一技術的一大問題就在於其需要相對較高的壓力將水壓過去才行。
但MOF膜卻擁有更強的選擇性和高效性。來自莫納什大學、CSIRO和奧斯汀德州大學的科研人員就研發出了這樣一種膜。這一設計靈感來自於生物細胞膜的「離子選擇性」,它能讓特定的離子通過。除此之外,這種過濾膜還不需要像反滲透膜那樣需要強大的外力。
除了干凈的飲用水之外,MOF膜還能收集到鋰離子。由於全球電子和電池對鋰的需求量非常高,而海水中富含有大量的鋰離子,所以MOF膜的誕生是一個好消息。
此外,這種技術還將能應用到工業廢水的過濾。
這項研究發表在《Science Advances》雜志上。
理論上,海水把鹽和淡水分離的技術確實非常簡單,比如沿海曬鹽場以及海水蒸餾技術都只是簡單的物理技術,但海水淡化的難點並不是分離技術,而是分離加收集所投入的成本與回報不成正比。 我們先以海水曬鹽來舉例,基本上全世界海水曬鹽的方法,都是將大片海水引入鹽田,直接經過太陽高溫直射,海水蒸發以後,留下的結晶體便是鹽分,再經過相關的凈化技術,得到的就是白花花的食鹽。在這過程中,因為海水在蒸發時,鹽分子體積更大不會隨著水分子同時蒸發,所以只要有足夠的溫度,鹽分和水分就可以進行分離,溫度是唯一的要求。 從曬鹽技術上來看,似乎將鹽和水分離並沒有什麼難題,但曬鹽的過程當中是太陽直射,收集的是鹽而不是淡水,兩者有天壤之別。如果在曬鹽場上方放一塊玻璃,也可以得到凝結的淡水水珠,但是數量十分有限,根本緩解不了地球淡水的需求,而且人類使用淡水的總量也遠遠高於鹽,這就需要供海水蒸發的溫度更高,范圍更大,人類發明的設備就運營而生了,但有設備就要有成本。 一般沿海區域,建幾座小型的海水淡化廠,也基本能滿足周邊生活、生產的需求,而全世界90%以上的地區都缺水,尤其是內陸缺水更甚。本身海水淡化設備投入的成本就很大,如果再加上海水運往內陸,這其中的運輸成本更高,說白了就是水資源與地球其他資源互換的條件下,對其他資源的損失太過巨大,損失與收獲不成正比,在更加經濟的設備發明之前,海水淡化始終不會成為淡水重要來源。 歡迎關注「地理有意思」留言一起探討。
我們公司在北非做過一個大型的海水淡化廠項目,設計和反滲透膜都是新加坡人做的,我公司做施工。
海水淡化技術現在已經很成熟,主要包括反滲透膜法和熱蒸發法兩種。
由於海水中的很多無機鹽無法通過化學反應沉澱下來,人類在解剖動物內臟時,發現一些動物的腸胃上有一層膜,這層膜能阻止無機鹽進入體內,進一步研究後發現,這種膜的過濾機制主要在於滲透壓,即淡水能通過這層膜進入滲透壓低的一邊,含鹽量高的海水卻不能,為此,人類又開始研究了這種膜的化學結構與成分,目前已經得到了逐步破解,然後就生產了這種膜,用於海水淡化,但由於至今沒有完全破解這種膜的化學結構和成分,所以,還無法達到動物膜的效果,再者,對於這種膜的再生,仍處於起步階段,因為無法再生,在使用一段時間後,由於膜被一些無機鹽和雜質堵塞,只能更換,並且,膜在使用過程中,由於逐步被堵塞,產水量也是逐漸下降的。由此導致海水淡化成本居高不下,不過相信人類最終能徹底攻破難關,使海水淡化技術能變得常用。
熱蒸發法技術很簡單,就是加熱讓淡水從海水中蒸發出來,然後收集起來,這個工藝要消耗大量的能量,所以成本比膜技術要高,一般小型的海水淡化廠採用。
中國也在研究反滲透技術,並且在天津、山東等地建得有廠,南海的一些島嶼上,安裝有一些海水淡化設備,滿足駐軍人員的生活所需。
可以預見到的是,如果海水淡化技術被完全攻破,中國可能可以從渤海灣調水去內蒙和西北,改善那裡的生態環境,這種方案比從青藏高原引水好多了,對環境的影響也小,而且不會引起印度、孟加拉國等鄰國的爭議。
海水淡化也稱海水化淡、海水脫鹽,指將水中的多餘鹽分和礦物質去除得到淡水的工序,從海水中取得淡水的過程即被稱為海水淡化。海水淡化是實現水資源利用的開源增量技術,可以增加淡水總量,且不受時空和氣候影響,水質好、價格漸趨合理,可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法,目前應用反滲透膜的反滲透法以其設備簡單、易於維護和設備模塊化的優點迅速佔領市場,逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。
世界上淡水資源不足,已成為人們日益關切的問題。有人預言,19世紀爭煤,20世紀爭油,21世紀可能爭水。
作為水資源的開源增量技術,海水淡化已經成為解決全球水資源危機的重要途徑。到2006年,世界上已有120多個國家和地區在應用海水淡化技術,全球海水淡化日產量約3775萬噸,其中80%用於飲用水,解決了1億多人的供水問題。
「向海洋要淡水」已經形成了方興未艾的產業。截至2006年底,中國日淡化海水能力接近15萬噸,比上一年翻一番。中國在反滲透法、蒸餾法等主流海水淡化關鍵技術方面均取得重大突破,完成了自主知識產權的3000立方米/日低溫多效海水淡化工程,以及5000立方米/日反滲透海水淡化工程;海水直流冷卻技術已進入萬立方米/小時級產業化示範階段。中國海水淡化成本逐步下降,已接近5元/立方米。
中國海水淡化雖基本具備了產業化發展條件,但研究水平及創新能力、裝備的開發製造能力、系統設計和集成等方面與國外仍有較大的差距。當務之急是盡快形成中國海水淡化設備市場的完整產業鏈條。圍繞制約海水淡化成本降低的關鍵問題,發展膜與膜材料、關鍵裝備等核心技術,研發具有自主知識產權的海水淡化新技術、新工藝、新裝備和新產品,提高關鍵材料和關鍵設備的國產化率,增強自主建設大型海水淡化工程的能力。
未來20年內國際海水淡化市場有近700億美元的商機,中國應佔有充分份額。根據全國海水利用專項規劃,到2010年,中國海水淡化規模達到每日80萬至100萬噸,2020年中國海水淡化能力達到每日250萬至300萬噸,尤其是國家積極支持海水淡化產業,自2008年1月1日起,企業的海水淡化工程所得免徵所得稅。中國海水淡化產業發展前景廣闊。
海水淡化難,難的是規模化,也就是大規模的進行海水淡化用於人類生活及生產。海水中不僅僅是鹽(氯化鈉)還有其他鹵族元素和金屬離子比如鎂鹽、鈣鹽等,小規模蒸發冷凝就可以獲得淡水,大規模則要考慮析出物的後期處理。當然還有效率,成本等。
⑸ 家庭直飲水方案
直飲機對辦公室用水的解決方案
目前絕大多數辦公室的喝水方式都是採用喝桶裝水的方式,喝桶裝水價格較貴,而且在衛生方面常常有負面的報道,從而使人們對喝桶裝水多了一份擔優。而採用反滲透直飲水機的方式就可以解決以上的問題。一方面,純水機的原理與製取桶裝水的機器以及在小區里安放的投幣式桶裝水機的原理都是一樣的,關鍵部位都是採用RO反滲透膜,就算會產生廢水造成一定的水費增加,但相對直飲水還是便宜不少。而最重要的是,經過機器制出來的水現制現喝,更新鮮,讓人喝了更放心。
隨著經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高,環境污染日益引起人們的重視。水源污染及城市供水管道的二次污染導致居民飲用水質量難以保障。採用反滲透先進工藝的直飲水系統,以及配套的環保健康的飲用水管道,可以為居民提供安全放心的優質生飲水。與酒店相比,辦公樓的飲水量相對比較小,而且基本上只局限在上班時間。因此,凱優建議辦公樓採用終端的直飲水設備,即每層安裝合適的商用RO機,安裝和維護都十分方便,充分保證飲用水的質量。
辦公場所直飲水選型參數:一般以每人每天4L的飲水量來計算。
辦公室直飲水 方案一:採用反滲透純水機
反滲透,英文為Reverse Osmosis,是60年代發展起來的一項新的薄膜分離技術。反滲透純水機主要是利用半透膜(R.O膜)以水壓(或泵浦加壓)使水由較高濃度的一方滲透到較低濃度的一方,反滲透膜可以將重金屬、農葯、細菌、病毒、雜質等徹底分離。整個工作原理均採用物理法,不添加任何殺菌劑和化學物質,所以不會發生化學變相。並且反滲透膜並不分離溶解氧,所以通過此法生產得出的純水是活水,喝起來清甜可口。
辦公室直飲水 方案二:採用直飲機方案
如果在辦公室原先沒有飲水機的情況下,這時如果只是配備一台純水機再去配一台飲水機的方式,就有些不太適宜了。這時如果選用一台一體式的直飲水機就更適合辦公地點使用了。一體式直飲機即有飲水機的外觀,又有純水機製取純水的功能,兩者完美的結合在一起,即美觀,又實用。
辦公室直飲水方案三:採用中央凈水器
如果您的辦公室即沒有舊的飲水機,而且喝水的人還不少,多餘的空間也足夠的話。這時您如果選用中央凈水器再配備管線飲水機就比較適合了。採用中央凈水器可以保證水質,因為中央凈水器能高效去除余氯、重金屬離子、抑菌阻垢,同時還能改善口感,除色除味等功能,水中的雜質基本上沒有了,後面再配備一台管線飲水機,就能夠即保證飲水安全,又保證有足夠的水可供人們飲用。
艾博特環保科技是中國凈水行業最具影響力的企業之一,本公司致力於「艾波特(aibote)」品牌家用和商用管線機、家用管線機、凈水機、凈水器、純水機、家用純水機、商用純水機、反滲透純水機、直飲機、直飲水機、家用軟水機、凈水設備、海水淡化設備其他大型水處理設備等產品和解決方案的研製及運營推廣,以及與行業內優秀品牌企業OEM/ODM聯合生產、委託加工。多年的創新發展,憑借在產品、市場和管理等方面的優勢,艾波特品牌生產的凈水生活家電逐步在行業內樹立起領先優勢。
⑹ 海水淡化的主要方法及能耗
其實具體的太長了,不好粘貼,所以我只粘了概況,具體資料下面有鏈接,自己點過去看
地球表面2/3的面積被水覆蓋,但水儲量的97%為海水和苦鹹水,這些水是很豐富的。但是,要利用海水必須經過淡化。目前,全世界有一百二十多個國家和地區採用海水或苦鹹水淡化技術取得淡水。據統計,海水淡化系統與生產量以每年10%以上的速度在增加。亞洲國家如日本、新加坡、韓國、印尼與中國等也都積極發展或應用海水淡化做為替代水源,以增加自主水源的數量。海水淡化的技術主要有蒸餾、凍結、反滲透、離子遷移、化學法等辦法。海水淡化雖然耗電耗能,成本很高,但是意義重大。有人估計,海水淡化可能是21世紀誕生出的一種新型的生產淡水的未來水產業。就目前經濟技術水平而言,海水淡化的成本還是比較高的。
第一個海水淡化工廠於1954 年建於美國,現在仍在得克薩斯的弗里波特(Freep-ort)運轉著。佛羅里達州的基韋斯特(Key West)市的海水淡化工廠是世界上最大的一個,它供應著城市用水。
表面看海水淡化很簡單,只要將鹹水中的鹽與淡水分開即可。最簡單的方法,一個是蒸餾法,將水蒸發而鹽留下,再將水蒸氣冷凝為液態淡水。這個過程與海水逐漸變鹹的過程是類似的,只不過人類要攫取的是淡水。另一個海水淡化的方法是冷凍法,冷凍海水,使之結冰,在液態淡水變成固態的冰的同時,鹽被分離了出去。兩種方法都有難以克服的弊病。蒸餾法會消耗大量的能源,並在儀器里產生大量的鍋垢,相反得到的淡水卻並不多。這是一種很不劃算的方式。冷凍法同樣要消耗許多能源,得到的淡水卻味道不佳,難以使用。
1953年,一種新的海水淡化方式問世了,這就是反滲透法。這種方法利用半透膜來達到將淡水與鹽分離的目的。在通常情況下,半透膜允許溶液中的溶劑通過,而不允許溶質透過。由於海水含鹽高,如果用半透膜將海水與淡水隔開,淡水會通過半透膜擴散到海水的一側,從而使海水一側的液面升高,直到一定的高度產生壓力,使淡水不再擴散過來。這個過程是滲透。如果反其道而行之,要得到淡水,只要對半透膜中的海水施以壓力,就會使海水中的淡水滲透到半透膜外,而鹽卻被膜阻擋在海水中。這就是反滲透法。反滲透法最大的優點就是節能,生產同等質量的淡水,它的能源消耗僅為蒸餾法的1/40。因此,從1974年以來,世界上的發達國家不約而同地將海水淡化的研究方向轉向了反滲透法。
在新興的反滲透法研究方興未艾的時候,古老的蒸餾法也改弦易轍,重新煥發了青春。常識告訴我們,水在常溫常壓下要加熱到100℃才沸騰,產生大量的水蒸氣。傳統的蒸餾法只考慮了通過升高溫度獲得水蒸氣的方式,耗能甚巨。而新的方法是將氣壓降下來,把經過適當加溫的海水,送入人造的真空蒸餾室中,海水中的淡水會在瞬間急速蒸發,全部變成水蒸氣。許多這樣的真空蒸餾室連接起來,就組成了大型的海水淡化工廠。如果海水淡化工廠與熱電廠建在一起,利用熱電廠的余熱給海水加溫,成本就更低了。
現在世界上的大型海水淡化工廠,大多採用新的蒸餾法。在西亞盛產石油的國度,往往土地「富得流油」,卻打不出一口淡水井。水比油貴的現實,使海水淡化工廠如雨後春筍般出現在西亞的海岸線上。1983年,西亞第一大國沙烏地阿拉伯在吉達港修建了日產淡水30萬噸的海水淡化廠;在另一個西亞國家科威特,現在每天可以生產淡水100萬噸。波斯灣沿岸地區,有的國家的淡化海水已經佔到了本國淡水使用量的80%—90%。
⑺ 蔗糖分子為什麼不能穿過半透膜 溶液
用質量和百分比相同的葡萄糖溶液甲和蔗糖溶液乙,用半投膜隔開,下列哪項表示方法能版反映水權分子的移動狀況…………………( )
A.乙→甲 B.甲→乙>乙→甲 C.甲→乙 D.乙→甲>甲→乙
首先,不管濃度怎樣,水都是可以自由通過半透膜的,先排除A和C。葡萄糖分子可以通過半透膜,而蔗糖分子由於是大分子物質則不能通過半透膜,也就是說甲溶液中的葡萄糖可以進入乙中,而乙中的蔗糖不能進入甲中。那麼不久,在總濃度上甲中溶液的濃度就會比乙中溶液的濃度低。這時就會發生滲透作用,在總體上低濃度的溶液(甲溶液)中的中的水會進入高濃度的溶液(乙溶液)中,即甲→乙>乙→甲,選B。
⑻ 蛋白質分離方法有哪些,它們的特點各是什麼
1.根據分子大小不同進行分離純化 蛋白質是一種大分子物質,並且不同蛋白質的分子大小不同,因此可以利用一些較簡單的方法使蛋白 質和小分子物質分開,並使蛋白質混合物也得到分離.根據蛋白質分子大小不同進行分離的方法主要有透析、超濾、離心和凝膠過濾等.透析和超濾是分離蛋白質時常用的方法.透析是將待分離的混合物放入半透膜製成的透析袋中,再浸入透析液進行分離.超濾是利用離心力或壓力強行使水和其它小分子通過半透膜,而蛋白質被截留在半透膜上的過程.這兩種方法都可以將蛋白質大分子與以無機鹽為主的小分子分開.它們經常和鹽析、鹽溶方法聯合使用,在進行鹽析或鹽溶後可以利用這兩種方法除去引入的無機鹽.由於超濾過程中,濾膜表面容易被吸附的蛋白質堵塞,以致超濾速度減慢,截流物質的分子量也越來越小.所以在使用超濾方法時要選擇合適的濾膜,也可以選擇切向流過濾得到更理想的效果 離心也是經常和其它方法聯合使用的一種分離蛋白質的方法.當蛋白質和雜質的溶解度不同時可以利用離心的方法將它們分開.例如,在從大米渣中提取蛋白質的實驗中,加入纖維素酶和α-澱粉酶進行預處理後,再用離心的方法將有用物質與分解掉的雜質進行初步分離[3].使蛋白質在具有密度梯度的介質中離心的方法稱為密度梯度(區帶)離心.常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度.可以根據所需密度和滲透壓的范圍選擇合適的密度梯度.密度梯度離心曾用於純化蘇雲金芽孢桿菌伴孢晶體蛋白,得到的產品純度高但產量偏低.蔣辰等[6]通過比較不同密度梯度介質的分離效果,利用溴化鈉密度梯度得到了高純度的蘇雲金芽孢桿菌伴孢晶體蛋白.凝膠過濾也稱凝膠滲透層析,是根據蛋白質分子大小不同分離蛋白質最有效的方法之一.凝膠過濾的原理是當不同蛋白質流經凝膠層析柱時,比凝膠珠孔徑大的分子不能進入珠內網狀結構,而被排阻在凝膠珠之外,隨著溶劑在凝膠珠之間的空隙向下運動並最先流出柱外;反之,比凝膠珠孔徑小的分子後流出柱外.目前常用的凝膠有交聯葡聚糖凝膠、聚丙烯醯胺凝膠和瓊脂糖凝膠等.在甘露糖蛋白提純的過程中使用凝膠過濾方法可以得到很好的效果,純度鑒定證明產品為分子量約為32 kDa、成分是多糖∶蛋白質(88∶12)、多糖為甘露糖的單一均勻糖蛋白[1].凝膠過濾在抗凝血蛋白的提取過程中也被用來除去大多數雜蛋白及小分子的雜質[7]. 2.根據溶解度不同進行分離純化 影響蛋白質溶解度的外部條件有很多,比如溶液的pH值、離子強度、介電常數和溫度等.但在同一條件下,不同的蛋白質因其分子結構的不同而有不同的溶解度,根據蛋白質分子結構的特點,適當地改變外部條件,就可以選擇性地控制蛋白質混合物中某一成分的溶解度,達到分離純化蛋白質的目的.常用的方法有等電點沉澱和pH值調節、蛋白質的鹽溶和鹽析、有機溶劑法、雙水相萃取法、反膠團萃取法等. 等電點沉澱和pH值調節是最常用的方法.每種蛋白質都有自己的等電點,而且在等電點時溶解度最 低;相反,有些蛋白質在一定pH值時很容易溶解.因而可以通過調節溶液的pH值來分離純化蛋白質.王洪新等[8]研究茶葉蛋白質提取過程發現,pH值為時茶葉蛋白提取效果最好,提取率達到36·8%,初步純化得率為91·0%.李殿寶[9]在從葵花脫脂粕中提取蛋白質時將蛋白溶液的pH值調到3~4,使目標蛋白於等電點沉澱出來.等電點沉澱法還應用於葡萄籽中蛋白質的提取.李鳳英等[10]測得葡萄籽蛋白質的等電點為3·8.他們利用鹼溶法提取葡萄籽蛋白質,得到了最佳的提取工藝為:以1×10-5mol·L-1的NaOH溶液,按1∶5的料液比,在40℃攪拌40 min,葡萄籽蛋白質提取率達73·78%.另外還可以利用鹼法提取大米蛋白,其持水性、吸油性和起泡性等均優於酶法提取[11].利用酸法提取得到的鰱魚魚肉蛋白質無腥味、色澤潔白,蛋白質產率高達90%[12]. 蛋白質的鹽溶和鹽析是中性鹽顯著影響球狀蛋白質溶解度的現象,其中,增加蛋白質溶解度的現象稱鹽溶,反之為鹽析.應當指出,同樣濃度的二價離子中性鹽,如MgCl2、(NH4)2SO4對蛋白質溶解度影響的效果,要比一價離子中性鹽如NaCl、NH4Cl大得多.在葡萄籽蛋白提取工藝中除了可以利用鹼溶法還可以利用鹽溶法來提取蛋白質,其最佳提取工藝是:以10%NaCl溶液,按1∶25的料液比,在30℃攪拌提取30min,蛋白質提取率為57·25%[10].鹽析是提取血液中免疫球蛋白的常用方法,如多聚磷酸鈉絮凝法、硫酸銨鹽析法,其中硫酸銨鹽析法廣泛應用於生產.由於硫酸銨在水中呈酸性,為防止其對蛋白質的破壞,應用氨水調pH值至中性.為防止不同分子之間產生共沉澱現象,蛋白質樣品的含量一般控制在0·2% ~2·0%.利用鹽溶和鹽析對蛋白質進行提純後,通常要使用透析或者凝膠過濾的方法除去中性鹽[13]. 有機溶劑提取法的原理是:與水互溶的有機溶劑(如甲醇、乙醇)能使一些蛋白質在水中的溶解度顯著降低;而且在一定溫度、pH值和離子強度下,引起蛋白質沉澱的有機溶劑的濃度不同,因此,控制有機溶劑的濃度可以分離純化蛋白質.例如,在冰浴中磁力攪拌下,在4℃預冷的培養液中緩慢加入乙醇(-25℃),可以使冰核蛋白析出,從而純化冰核蛋白[14].由於在室溫下,有機溶劑不僅能引起蛋白質的沉澱,而且伴隨著變性.因此,通常要將有機溶劑冷卻,然後在不斷攪拌下加入有機溶劑防止局部濃度過高,蛋白質變性問題就可以很大程度上得到解決.對於一些和脂質結合比較牢固或分子中極性側鏈較多、不溶於水的蛋白質,可以用乙醇、丙酮和丁醇等有機溶劑提取,它們有一定的親水性和較強的親脂性,是理想的提取液.冷乙醇分離法提取免疫球蛋白最早由Cohn於1949年提出,用於制備丙種球蛋白.冷乙醇法也是目前WHO規程和中國生物製品規程推薦的方法,不僅解析度高、提純效果好、可同時分離多種血漿成分,而且有抑菌、清除和滅病毒的作用[15]. 萃取是分離和提純有機化合物常用的一種方法,而雙水相萃取和反膠團萃取可以用來分離蛋白質.雙水相萃取技術(Aqueous two phase extraction,ATPE)是指親水性聚合物水溶液在一定條件下形成雙水相,由於被分離物在兩相中分配的不同,便可實現分離,被廣泛用於生物化學、細胞生物學和生物化工等領域的產品分離和提取.此方法可以在室溫環境下進行,雙水相中的聚合物還可以提高蛋白質的穩定性,收率較高.對於細胞內的蛋白質,需要先對細胞進行有效破碎.目的蛋白常分布在上相並得到濃縮,細胞碎片等固體物分布在下相中.採用雙水相系統濃縮目的蛋白,受聚合物分子量及濃度、溶液pH值、離子強度、鹽類型及濃度的影響[16]. 反膠團萃取法是利用反膠團將蛋白質包裹其中而達到提取蛋白質的目的.反膠團是當表面活性劑 在非極性有機溶劑溶解時自發聚集而形成的一種納米尺寸的聚集體.這種方法的優點是萃取過程中蛋 白質因位於反膠團的內部而受到反膠團的保護.程世賢等[17]就利用反膠團萃取法提取了大豆中的蛋白質. 3.根據電荷不同進行分離純化 根據蛋白質的電荷即酸鹼性質不同分離蛋白質的方法有電泳和離子交換層析兩類. 在外電場的作用下,帶電顆粒(如不處於等電點狀態的蛋白質分子)將向著與其電性相反的電極移動,這 種現象稱為電泳.聚丙烯醯胺電泳是一種以聚丙烯醯胺為介質的區帶電泳,常用於分離蛋白質.它的優點是設備簡單、操作方便、樣品用量少.等電聚焦是一種高解析度的蛋白質分離技術,也可以用於蛋白質的等電點測定.利用等電聚焦技術分離蛋白質混合物是在具有pH梯度的介質中進行的.在外電場作用下各種蛋白質將移向並聚焦在等於其等電點的pH值梯度處形成一個窄條帶.孫臣忠等[18]研究了聚丙烯醯胺電泳、等電聚焦電泳和等速提純電泳在分離純化蛋白質中的應用.結果發現,聚丙烯醯胺電泳的條帶解析度低,加樣量不高;等電聚焦電泳解析度最高,可以分離同種蛋白的亞成分,加樣量最小;等速提純電泳區帶解析度較高,可將樣品分成單一成分,加樣量最大. 離子交換層析(Ion exchange chromatography,IEC)是以離子交換劑為固定相,依據流動相中的組分離子與交換劑上的平衡離子進行可逆交換時結合力大小的差別而進行分離的一種層析方法.離子交換層析中,基質由帶有電荷的樹脂或纖維素組成.帶有正電荷的為陰離子交換樹脂;反之為陽離子交換樹脂.離子交換層析同樣可以用於蛋白質的分離純化.當蛋白質處於不同的pH值條件下,其帶電狀況也不同.陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質,被留在層析柱上,通過提高洗脫液中的鹽濃度,將吸附在層析柱上的蛋白質洗脫下來,其中結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來.反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質,結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來.李全宏等[19]將離子交換層析應用於濃縮蘋果汁中蛋白質的提純.另外,離子交換層析還用於抗凝血蛋白的提取[7]. 4. 利用對配體的特異親和力進行分離純化 親和層析是利用蛋白質分子對其配體分子特有的識別能力(即生物學親和力)建立起來的一種有效的純化方法.它通常只需一步處理即可將目的蛋白質從復雜的混合物中分離出來,並且純度相當高.應用親和層析須了解純化物質的結構和生物學特性,以便設計出最好的分離條件.近年來,親和層析技術被廣泛應用於靶標蛋白尤其是疫苗的分離純化,特別是在融合蛋白的分離純化上,親和層析更是起到了舉足輕重的作用,因為融合蛋白具有特異性結合能力[20].親和層析在基因工程亞單位疫苗的分離純化中應用也相當廣泛[21].范繼業等[22]利用殼聚糖親和層析提取的抑肽酶比活達到71 428 BAEE·mg-1,純化回收率達到62·5%.該方法成本較低,吸附劑價格低廉、機械強度高、抗污染能力較強、非特異性吸附較小、可反復使用、適用性廣,產品質量穩定.
⑼ 半透膜是什麼東西一兩句話簡單說清楚
我想你問的是光學器件半透膜吧?
光學中半透膜指的是當光線入射到這種膜的表面時,光強約有百分之50被反射,百分之50被投射。所以叫半透膜。