A. 怎樣將海水凈化成淡水
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、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。
海水淡化即利用海水脫鹽生產淡水。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,可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。
全球海水淡化技術超過20 余種,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、熱膜聯產以及利用核能、太陽能、風能、潮汐能海水淡化技術等等,以及微濾、超濾、納濾等多項預處理和後處理工藝。
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。一般而言,低多效具有節能、海水預處理要求低、淡化水品質高等優點;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。一般認為,低多效蒸餾法和反滲透膜法是未來方向。預計「十二五」期間,我國海水淡化將達到150萬-200萬噸/日,是現有產能的三、四倍,投資規模將達到200億元左右。
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。
冷凍法
冷凍法,即冷凍海水使之結冰,在液態海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。
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。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。
蒸餾法
淡化法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。蒸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。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。太陽能蒸餾法就是採用簡單的太陽能蒸餾器。該蒸餾器由一個水槽組成,水槽內有一個黑色多孔的氈心浮洞,槽頂上蓋有一塊透明、邊緣封閉的玻璃覆蓋層。太陽光穿過透明的覆蓋層投射到黑色絕熱的槽底,轉換為熱能。因此,塑料芯中的水面溫度總是高於透明覆蓋層底的溫度,水從氈芯蒸發,蒸汽擴散到覆蓋層上冷卻為液體,排入不透明的蒸餾槽中.
低溫蒸餾
低溫多效蒸餾淡化技術
低溫多效海水淡化技術是指鹽水的最高蒸發溫度低於70℃的蒸餾淡化技術,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首效,後面一效的蒸發溫度均低於前面一效,然後通過多次的蒸發和冷凝,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,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首效溫度,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.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
蒸餾法是通過加熱海水使之沸騰汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸餾法海水淡化技術是最早投人工業化應用的淡化技術,特點是即使在污染嚴重、高生物活性的海水環境中也適用,產水純度高。與膜法海水淡化技術相比,蒸餾法具有可利用電廠和其他工廠的低品位熱、對原料海水水質要求低、裝置的生產能力大,是當前海水淡化的主流技術之一。
露點蒸發
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。
真空冷凍
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。
冷凍海水淡化法工藝
冷凍海水淡化法工藝之脫
冷凍海水淡化法工藝之預冷
冷凍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。
冷凍海水淡化法工藝之冰—鹽水是一固液系統
冷凍海水淡化法工藝之蒸汽冷凝
新吸附法
非加壓滲透吸附
非加壓吸附滲透海水淡化法,或稱為「正向滲透法」,讓水通過多孔膜進入一種超強吸水的吸附劑的鹽濃度甚至超過海水的溶液或固態物,但溶液里的特殊鹽分很容易蒸發。分固態鹽、液態鹽方向。固態鹽解吸附耗能更小。
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,是一種用碳納米管來做薄膜的小孔,另一種滲透用的薄膜。
蛋白質膜,是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。
B. 海水怎麼變淡水
現在使用的海水淡化法有蒸餾法,海水凍結法,離子交換法。
1、蒸餾。
加熱海水,使其中的水變成蒸汽後,使蒸汽凝結。 由於溶解在海水中的鹽類不會與蒸汽一起排出,因此得到的水是接近純水的蒸餾水。加熱和凝聚。但是,加熱和凝聚需要能量。 每蒸發一克水就消耗2.3公斤焦耳的能量。 因此,這種方法可以應急處理,但不會持續很長時間。
C. 海水制鹽流程及其方程式
為除去粗鹽中的Na2SO4、MgCl2、CaCl2,得較純凈的食鹽,先加水溶解,再加過量內BaCl2溶液容,再加過量NaOH溶液,再加過量Na2CO3溶液,然後過濾,過濾後再加過量的稀鹽酸,最後加熱蒸發得晶體。過濾後要再加過量的稀鹽酸是因為加入過量的Na2CO3溶液,用稀鹽酸與Na2CO3反應生成Nacl水及二氧化碳。起到除雜作用
2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2
D. 簡單、民用的過濾海水的方法,急求。
把鹽水倒到鍋里煮,在蓋子下面放一個寬口容器或者在蓋子打一個眼,通向一個容器,水蒸氣會跑到容器里的
E. 處理海洋石油污染主要有哪三種方法
1、物理處理法:使用清污船及附屬回收裝置、圍油欄、吸油材料及磁性分離等;
2、化學處理法:燃燒、使用化學處理劑(如乳化分散劑、凝油劑、集油劑、沉降劑)等;
3、生物處理法:人工選擇、培育,甚至改良這些噬油微生物,然後將其投放到受污海域,進行人工石油烴類生物降解。
石油入海後即發生一系列復雜變化,包括擴散,蒸發,溶解,乳化,光化念握啟學氧化,微生物氧化,沉降,形成瀝青球,以及沿著食物鏈轉移等過程(見圖)。這些過程在時、空上雖有先後和大小的差異,但大多是交互進行的。
(5)海水處理方法步驟擴展閱讀
石油在海面形成的油膜能阻礙大氣與海水之間的氣體交換,影響了海面對電磁輻射的吸收、傳遞和反射。長期覆蓋在極地冰面的油膜,會增強冰塊吸熱能力,加速冰層融化,對全球海平面變化和長期氣候變化造成潛在影響。
海面和海水中的石油會溶解鹵代烴等污染物中的親油組分,降低其界面間遷移轉化速率。石油污染會破壞海濱風景區和海濱浴場。如1983年12月,皮兆「東方大使」號油輪在青島膠州灣觸礁擱淺,溢油3000多噸,嚴重地污染了青島海濱及膠州灣。
制定有關法規,制止海洋活動過程中非法排放含油污水,嚴格控制沿岸煉油廠和其他工廠含油污水的排放。監測監視海區石油污染狀況,改進油輪的導航通訊等設備的性能,防止海難事故。
發生石油污染後,可應用圍油欄等把浮油阻隔包圍起來,防止其擴散和漂流,並用各種機械設備盡量加以回收,對無法回收的薄油膜或分散在水中的油粒,可以噴仔如灑各種低毒性的化學消油劑。
鑒於回收和消除海上油污的技術和方法尚待改進,港灣和近海地形復雜,因此,目前尚難全部消除海上油污。若遇上惡劣的氣象條件,則大部分石油無法回收處置。