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海水淡化反滲透膜關鍵技術

發布時間:2020-12-15 15:27:21

『壹』 海水淡化技術是怎麼發展的

古時候,當人們在茫茫大海上艱難地航行,面臨著淡水告罄的威脅時,人們多麼希望能有一個圓桶似的寶貝,只要將它往海里一放,那苦澀的海水就變成甘甜的淡水「咕咚咕咚」往上冒,讓乾渴的船員們喝個飽。最先提出這個大膽而美妙的設想的,是中國宋朝一個名叫周密的人。他寫了本《癸辛雜談》,書中描寫了一個會造淡水的「寶貝」的故事。

故事說,有一家雜貨店放著一個奇特的東西。說它像缸,可沒有底;說它像煙囪,可又太大;而且它既非竹也非木,既非金屬亦非磚石。有一天,一名海船商人路過此地,發現了這一奇物。他看了又看,摸了又摸,捨不得離去。店主走來,問商人買不買此物。商人忙說:「買!你要多少銀子?」店主想敲竹杠,就說:「這是我家祖傳寶物,非十兩銀不賣。」商人二話沒說,付了銀子,就叫人將奇物抬走。店主納悶,問道:「你花那麼多銀子買此物何用?」商人告之:「此乃一寶物,名字叫『海井』,是一口專造淡水的井。只要將它放到海里,不愁沒有淡水喝。」說完,他又取出100兩銀,贈給店主。

隨著科學技術的發展,今天人類已造出海水淡化機,將古人「畫井解渴」的美好願望變成了現實。

我們知道,海水含鹽量太高,平均在千分之三十五左右,而日常生活用水的含鹽量在萬分之五左右,工農業用水的含鹽量有的可以稍高一些,但也不能高於千分之三。要使海水像溪水那樣甘甜爽口,就要脫掉海水中的鹽分。脫鹽,就是人們通常所說的「海水淡化」。

海水和苦鹹水淡化,可以追溯到1000多年前。那時,希臘哲學家柏拉圖已經認識到,如果用植物性材料過濾苦鹹水,鹽就會在材料上面貯存起來。亞里士多德早已知道:由鹽溶液中蒸發出來的蒸汽冷卻凝成水珠以後可以飲用。另外,普利紐斯在他的《自然史》中也這樣寫道:「航海者在作較長時間的海上旅行時,把海水裝在陶罐中,使其蒸發,在罐蓋上會出現冷凝水,便可以收集利用。」後來許多的航海者,特別是在羅馬的船上,缺水時,都用蒸發法來製取淡水,供人們在航行中飲用。當年羅馬帝國曾經用簡單的蒸餾器提取淡水供被圍困在埃及亞歷山大的羅馬軍隊飲用。

歷史上第一次有記錄的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上廣泛地進行海水淡化,是19世紀末。那時,蒸汽輪船發展起來了,為了滿足鍋爐用水和一部分飲用水的需要,輪船上普遍安裝了製造淡水的蒸發器。世界上第一台固定式淡化裝置,於1877年在俄國巴庫建成。此後,在歐洲及其他乾旱國家也相繼建立。

當然,上述種種海水淡化的器具和手段,還處於「初級階段」。採用先進的技術設備,大規模地淡化海水。是在20世紀50年代後期。據統計,到1980年6月,僅蒸餾法、反滲透法和電滲析法三種類型的海水淡化裝置已達2204個,總造水量每天約727萬噸。從生產淡水的用途來看,主要是解決生活用水,有的用在工業上,少數供軍事需要。像科威特、沙烏地阿拉伯等海灣國家,淡水的主要來源,就是海水淡化。像科威特日產900噸以上的海水淡化裝置就有7個,其中最大日產1.8萬噸以上的海水淡化裝置有4個。

蒸餾法顧名思義,就是將海水加熱沸騰變成不含鹽分的蒸汽,蒸汽遇冷後凝聚成水珠匯集成淡水。蒸餾法海水淡化技術研究歷史較長,在供水方面應用最廣、起的作用最大。據統計,1977年世界蒸餾法造水能力日產達288噸,占所有淡化法總造水能力的78%。蒸餾法裝置的類型有單級閃蒸式、多級閃蒸式、薄膜豎管式、浸管式等,其中多級閃蒸式蒸餾法無論其裝置數量還是其造水能力均居首位。據1977年統計結果,多級閃蒸法裝置,占整個蒸餾法裝置的45%,造水能力佔84%。

目前,太陽能蒸餾技術已可分為直接法和間接法。直接法是太陽能直接作用於海水而立刻蒸發的方法。1982年日本沖繩建造了這樣的一套裝置。它的受熱面積為2.97平方米,日產水量為100升,是太陽能蒸餾的一次重大突破。間接法就是把太陽能收集起來,然後再為其他的海水淡化的辦法提供能源。這種方法通常與其他的辦法聯合使用,或者以熱能的方式對海水進行蒸餾,或者利用太陽能發電,供給用電的海水淡化裝置使用。

到目前為止,利用太陽能進行海水淡化的技術,所得到的淡水成本仍然比較高,主要的問題在於太陽能利用設備的投資比較大。

電滲析法為了說明它的原理,先介紹離子交換膜。離子交換膜分陽離子交換膜和陰離子交換膜兩種(以下簡稱陽膜、陰膜)。陽膜表面帶負電荷,陰膜表面帶正電荷。根據同性相斥、異性相吸的原理,帶負電荷的陽膜的表面排斥陰離子,而讓陽離子通過;帶正電荷的陰膜則恰恰相反。如果我們將陰、陽離子交換膜交替地排列成多室電滲槽,並在膜組兩端配置陰、陽電極,陽極一側以陰離子交換膜開始,陰極一側以陽離子交換膜終止,當海水通入後,在膜組兩端加上直流電壓。這樣,海水中的陽離子向陰極遷移,陰離子向陽極遷移。由於離子交換膜對離子有選擇透過的性質,那麼,海水中的鈉離子和氯離子作為鹽溶液從膜間室中流出,脫鹽的淡水也通過專門的管道流出。

這種方法關鍵取決於膜的發展狀況。離子交換膜有的用空心纖維,有的用塑料,目前投入使用和正在研製的膜有幾十種。中國從20世紀50年代就開展了對電滲析和離子交換膜的研究。目前,生產的離子交換膜質量指標接近世界先進水平,已生產出各種類型和大小不同的電滲析淡化器,全國己有400多個單位廣泛使用。國家海洋局第二海洋研究所1981年研製的中國最大的電滲析淡化器,每天產淡水200噸。該裝置已在中國西沙群島投入使用,其淡化的水質符合國家規定的飲水標准,生產成本只有用水船運水成本的1/5。

反滲透法這是50年代為淡化海水而提出來的一種膜分離方法。60年代由於研製出了高通量、高脫鹽率的不對稱醋酸纖維素膜,使反滲透法達到了工業應用程度。要弄清什麼是反滲透還得先從滲透說起。把淡水和鹽水分別置於一張半透膜兩側,這種半透膜只允許水分子通過,而不允許其他分子通過,鹽分子也不例外。在正常條件下,淡水就穿過半透膜向鹽水一側流動,這就是滲透。在滲透的過程中,鹽水液面逐漸升高,壓力逐漸加大,淡水液面則逐漸降低,壓力逐漸減小,這種現象一直要持續到鹽水側的壓力比淡水側的壓力高到一定程度為止。這時,由於鹽水側的壓力很高,淡水側的水分子已無力滲透過去,只得作罷。這時兩邊的壓力差就是所謂的滲透壓。

如果在鹽水的液面上施加一個比滲透壓還大的壓力,結果會怎麼樣呢?無疑,鹽水中的水分子將向相反方向,即向淡水一側流動,以致使淡水液面高出鹽水液面。這就是反滲透。用這種原理淡化海水的方法叫反滲透法。這種方法工藝流程簡單,耗能很少,雖然1953年才問世,卻已受到普遍的重視。在沙烏地阿拉伯,也有這種類型的海水淡化廠。

反滲透膜是反滲透淡化器的心臟,目前,主要有醋酸纖維素及其衍生物膜、芳香聚醯胺膜及其他有機無機材料膜等。隨著反滲透膜的發展,現今反滲透淡化裝置主要有四種類型:板式、管式、螺旋卷式、空心纖維式。這四種裝置中,螺旋卷式和空心纖維式裝置單位體積產水量較多,適於建造大規模裝置;其次是管式裝置,發展也很快。一個大型的反滲透海水淡化廠,要安裝很多個這樣的膜卷。像美國為沙烏地阿拉伯吉達港建成的反滲透海水淡化廠,共安裝了4032個膜卷,日產淡水1.2萬多噸。到1980年6月,世界上日產95噸以上淡水的反滲透淡化裝置就有929個,日產淡水約148萬噸。當今美國和日本海水淡化研究的重點是發展反滲透法。相信不久的將來,反滲透法有可能與蒸餾法相媲美。

『貳』 海水的淡化技術

海水淡化技術:非加壓吸附滲透海水淡化法
上個世紀90年代鄧宇的發明,《美國化學文摘》收錄
攝取海洋甘泉
水是生命之源。不久以前,人類還沉迷於淡水是自然界取之不盡的無償賜品的神話,然而,工業化的蓬勃發展與人口的急劇增加無情地粉碎了這個神話。淡水危機甚至比糧食危機、石油危機還要來勢洶洶,解決淡水資源問題已提到了人類的議事日程。在這種背景下,把海水、苦鹹水等含高鹽量的水轉化為生產、生活用水的海水淡化技術得到空前迅猛的發展。淡化海水的方法已有十種之多,下面介紹的是其中最為主要的幾種。
蒸餾法
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。此外,以上方法的組合也日益受到重視。
電滲析法
電滲析法亦換膜電滲析法。
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。
反滲透法
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。超過濾法,
宏大設想
尋找海水淡化新技術
隨著科技的飛速發展,壓力驅動反滲透膜分離技術(RO)在膜、膜組器、設備和工藝等方面都有了較大創新和改進,但人們也越來越意識到RO技術在節能、環保領域存在的局限,而且就脫鹽來講,RO技術可認為已接近發展的頂峰。因此,國外已經開展了「正向滲透膜分離技術(FO)」的相關研究,並取得了一定的成果,在海水淡化、污水處理、食品加工、醫葯等領域得到了應用,特別是「壓力延緩滲透(FRO)海水發電」,更是一項極具前景的清潔再生能源開發技術J。但是國內對正向滲透膜分離技術關注得很少,相關研究和論文也不多。雖然,上個世紀90年代我國有了創造性的發明「非加壓吸附滲透法海水淡化」(CN92110710.2)。
正向滲透分離技術很早就得到了應用。很久以前,人們就採用食鹽來長期貯存食物,因為在高鹽環境下多數細菌、黴菌和病原菌由於滲透作用會脫水死亡或暫時失去活性。如今,人們已經開始利用正向滲透膜分離技術進行海水淡化、工業廢水處理、垃圾滲透液處理等研究;食品工業在實驗室利用正向滲透膜分離來濃縮飲料;緊急救援時的生命支持系統利用正向滲透膜分離技術製取淡水。隨著材料科學的發展,正向滲透技術已經應用於人體的葯物控制釋放。
非加壓滲透吸附法(90年代)
非加壓吸附滲透海水淡化法,或稱為「正向滲透法」,讓水通過多孔膜正向滲透進入一種超強吸水的吸附劑或鹽濃度甚至超過海水的溶液或固態物,不需要外界加壓,但溶液里的特殊鹽分提取液很容易蒸發,不需要加太多的熱(加熱能與反滲透加壓的能量比?)。分固態鹽、液態鹽方向。固態鹽解吸附耗能更小。
海水淡化技術:非加壓吸附滲透海水淡化法(CN92110710.2)1992年:上個世紀90年代鄧宇的發明,《美國化學文摘》收錄。另外兩種方法都在薄膜結構上有了創新和改進
碳納米管薄膜
一種用碳納米管來做薄膜的小孔,另一種滲透用的薄膜。
活細胞蛋白質膜
薄膜的孔用引導水分子通過活細胞的細胞膜的蛋白質來構成。
反滲透機理
統一的「干閉濕開」反滲透機理模型
有幾個經典模型
1.優先吸附毛細孔模型:弱點干態電鏡下,沒發現孔。濕態膜標本不是電鏡的樣品。
2.溶解擴散模型:不認為有孔。
3.干閉濕開模型:上個世紀80,90年代,國人鄧宇等提出的,能夠解釋1和2模型的統一的現代最貼切的逆滲透機理模型。既「干閉濕開」反滲透模型,統一了兩個最經典的反滲透機制模型,細孔模型,溶解擴散模型。
膜干時,膜收縮緻密,孔隙閉合,電鏡下看不到
膜濕時,膜材料溶脹,膜的孔隙被溶劑溶脹,孔打開。合並就是「干閉濕開」脫鹽模型。

『叄』 目前主要的海水淡化技術有哪些

現代意義上的海水淡化則是在第二次世界大戰以後才發展起來的。戰後由於國際資本大力開發中東地區石油,使這一地區經濟迅速發展,人口快速增加,這個原本乾旱的地區對淡水資源的需求與日俱增。而中東地區獨特的地理位置和氣候條件,加之其豐富的能源資源,又使得海水淡化成為該地區解決淡水資源短缺問題的現實選擇,並對海水淡化裝置提出了大型化的要求。
在這樣的背景下,20世紀60年代初,多級閃蒸海水淡化技術應運而生,現代海水淡化產業也由此步入了快速發展的時代。
海水淡化技術的大規模應用始於乾旱的中東地區,但並不局限於該地區。由於世界上70%以上的人口都居住在離海洋120公里以內的區域,因而海水淡化技術近20多年迅速在中東以外的許多國家和地區得到應用。最新資料表明,到2003年止,世界上已建成和已簽約建設的海水和苦鹹水淡化廠,其生產能力達到日產淡水3600萬噸。目前海水淡化已遍及全世界125個國家和地區,淡化水大約養活世界5%的人口。海水淡化,事實上已經成為世界許多國家解決缺水問題,普遍採用的一種戰略選擇,其有效性和可靠性已經得到越來越廣泛的認同。
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。真空冷凍海水淡化法工藝包括脫氣、預冷、蒸發結晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟,海水淡化水產品可達到國家飲用水標准,是一種較理想的海水淡化法。
冷凍海水淡化法原理
海水三相點是使海水汽、液、固三相共存並達到平衡的一個特殊點。若壓力或溫度偏離該三相點,平衡被破壞,三相會自動趨於一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點原理,以水自身為製冷劑,使海水同時蒸發與結冰,冰晶再經分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。與蒸餾法、膜海水淡化法相比,冷凍海水淡化法能耗低,腐蝕、結垢輕,預處理簡單,設備投資小,並可處理高含鹽量的海水,是一種較理想的海水淡化法。
冷凍海水淡化法工藝
冷凍海水淡化法工藝之脫氣 由於海水中溶有的不凝性氣體在低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會在冷凝器內冷凝。這將升高系統的壓力,使蒸發結晶器內壓力高於二相點壓力,破壞操作的進行。顯然減壓脫氣法適合本系統。
冷凍海水淡化法工藝之預冷 海水脫氣後可與蒸發結晶器內排出的濃鹽水和淡化水產生熱交換,預冷至海水的冰點附近。
海水淡化法工藝之溫度和壓力 它們是影響海水蒸發與結冰速率的主要因素。
海水淡化法工藝之冰—鹽水是一固液系統 普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離,但分離方法不同,得到的冰晶含鹽量也不同。實驗結果表明減壓過濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。
海水淡化法工藝之蒸汽冷凝 在蒸發結晶器內,除海水析出冰晶以外,還將產生大量的蒸汽,這些蒸汽必須及時移走,才能使海水不斷蒸發與結冰。
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。
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:低溫多效蒸餾淡化技術的概念低溫多效海水淡化技術是指鹽水的最高蒸發溫度低於70℃的淡化技術,其特徵是將一系列的水平管噴淋降膜蒸發器串聯起來,用一定量的蒸汽輸入通過多次的蒸發和冷凝,後面一效的蒸發溫度均低於前面一效,從而得到多倍於蒸汽量的蒸餾水的淡化過程。
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。一種低溫多效蒸餾法海水淡化設備,包括供汽系統、布水系統、蒸發器、淡水箱及濃水箱,供汽系統的生蒸汽入口置於中間效蒸發器上。工作方法為:(1)布水系統對海水進行噴淋;(2)輸入生蒸汽到中間效蒸發器的蒸發管內部;(3)蒸汽在蒸發管內冷凝傳出熱量,蒸發管外吸收熱量產生蒸發;(4)新蒸汽輸送至其兩側的蒸發管內;(5)管內發生冷凝,管外吸收熱量、產生蒸發;(6)各效蒸發器重復蒸發和冷凝過程;(7)蒸餾水進入淡水箱;(8)濃鹽水進入濃水箱。
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。
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。露點蒸發淡化技術是以空氣為載體,通過用海水或苦鹹水對其增濕和去濕來製得淡水,並通過熱傳遞將去濕過程與增濕過程耦合,使冷凝潛熱直接傳遞到蒸發室,為蒸發鹽水提供汽化潛熱,以提高過程的熱效率。建立了有效傳熱面積分別為9.6 m~2和2.75 m~2的兩台增濕/去濕耦合的露點蒸發淡化設備。建立了相應的實驗裝置和計算機數據採集系統。分別成功地完成了露點蒸發淡化基本流程與參數相關性實驗以及強化傳熱/傳質淡化實驗。
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。

『肆』 海水淡化膜主要技術原理有哪些

海水抄淡化採用反滲透膜,是一種沒有襲孔的膜,也叫半透膜,不是篩分原理,是逆向滲透原理。對透過的物質具有選擇性的薄膜稱為半透膜。一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜視為理想的半透膜。當把相同體積的稀溶液和濃液分別置於一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜,向濃溶液側流動,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,形成一個壓力差,達到滲透平衡狀態,此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定於濃液的種類,濃度和溫度與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。
海水淡化用的反滲透膜可以截留海水中的鈣鎂鈉等陽離子,和氯根、硫酸根等陰離子,使水透過。採用錯流過濾,較寬的流道保證了其耐污染性能。但仍然需要用專用清洗劑定期對膜進行再生。
膜的材料一般為聚醚、聚碸和聚醯胺。

『伍』 反滲透海水淡化技術具有哪些優點

1、反滲透海水淡化技術成熟,應用范圍廣。
2、反滲透膜材料生產技術成內熟、先進。容
3,耗能少,現有技術已達到每噸水僅消耗1.8—4.5度電能,節約能源,降低制水成本。
4、反滲透海水淡化設備組合類型多樣,可滿足用戶不同使用要求。
5、反滲透海水淡化設備投資是指土木工程、自動化工程、管道工程和其他相關工程,是一項成熟工程,投資風險小。
6、採用反滲透進行海水淡化,可保留水中有益微量元素,促進生物活性,結合後續處理後可產出安全的飲用水。在深圳恆通源看到的。

『陸』 求海水淡化膜分離技術(反滲透)的原理

反滲透膜是一種半透膜,靠壓力驅動達到逆向滲透的效果,使水分子、乙醇分子等小分子透過膜,而離子被截留。需要說明的是,這種截留不是100%的,海水淡化反滲透的出水用電導率檢測,一般在幾個到幾十個μs。

『柒』 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。

『捌』 反滲透海水淡化技術的優點是什麼

1、反滲透海水淡化技術成熟,應用范圍廣。
2、反滲透膜材料生產技術成熟、先內進。
3,耗能少容
4、反滲透海水淡化設備組合類型多樣,可滿足用戶不同使用要求。
5、反滲透海水淡化設備投資是指土木工程、自動化工程、管道工程和其他相關工程,是一項成熟工程,投資風險小。
6、採用反滲透進行海水淡化,可保留水中有益微量元素,促進生物活性,結合後續處理後可產出安全的飲用水。在深圳恆通源看到的

『玖』 目前國際上公認的最先進的海水淡化技術是哪項技術

從海水中取得淡水的過程謂海水淡化。 現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、版電滲析法、蒸餾法、權反滲透法、以及可實現盈利的碳酸銨離子交換法,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。

『拾』 反滲透海水淡化系統工作原理及特點具體有哪些

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%)。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。
反滲透技術通常用於海水、苦鹹水的淡水;水的軟化處理;廢水處理以及食品、醫葯工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外,反滲透技術應用於預除鹽處理也取得較好的效果,能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上,樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此,不僅節約費用,而且還有利於環境保護。反滲透技術還可用於除於水中的微粒、有機物質、膠體物,對減輕離子交換樹脂的污染,延長使用壽命都有著良好的作用。
反滲透是目前高純水制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(ED)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,發展很快,在半導體、集成電路製造工藝中、食品、醫葯工業中,通常將反滲透作為高純水制備中的脫鹽,超過濾則多作為制水系統的後處理,膜過濾則用於水處理的預處理和後處理,用於過濾微粒和細菌。
工作原理:
反滲透設備的系統除鹽率一般為98-99%.這樣的除鹽率在大部分情況下是可以滿足要求的.在電子工業、超高壓鍋爐補給水、個別的制葯行業對純水的要求可能更高。此時單級反滲透設備就不能滿足要求。
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。
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%。

反滲透優點:
連續運行,產品水水質穩定
無須用酸鹼再生
不會因再生而停機
節省了反沖和清洗用水
以高產率產生超純水(產率可以高達95%)
無再生污水,不須污水處理設施
無須酸鹼儲備和酸鹼稀釋運送設施
減小車間建築面積
使用安全可靠,避免工人接觸酸鹼
減低運行及維修成本
安裝簡單、安裝費用低廉

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