⑴ 海水的淡化技术
海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法
上个世纪90年代邓宇的发明,《美国化学文摘》收录
摄取海洋甘泉
水是生命之源。不久以前,人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话,然而,工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹,解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下,把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。淡化海水的方法已有十种之多,下面介绍的是其中最为主要的几种。
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,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外,以上方法的组合也日益受到重视。
电渗析法
电渗析法亦换膜电渗析法。
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。
反渗透法
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转向反渗透法。超过滤法,
宏大设想
寻找海水淡化新技术
随着科技的飞速发展,压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进,但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限,而且就脱盐来讲,RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此,国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究,并取得了一定的成果,在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用,特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”,更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少,相关研究和论文也不多。虽然,上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”(CN92110710.2)。
正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前,人们就采用食盐来长期贮存食物,因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今,人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究;食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料;紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展,正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。
非加压渗透吸附法(90年代)
非加压吸附渗透海水淡化法,或称为“正向渗透法”,让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物,不需要外界加压,但溶液里的特殊盐分提取液很容易蒸发,不需要加太多的热(加热能与反渗透加压的能量比?)。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。
海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法(CN92110710.2)1992年:上个世纪90年代邓宇的发明,《美国化学文摘》收录。另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进
碳纳米管薄膜
一种用碳纳米管来做薄膜的小孔,另一种渗透用的薄膜。
活细胞蛋白质膜
薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。
反渗透机理
统一的“干闭湿开”反渗透机理模型
有几个经典模型
1.优先吸附毛细孔模型:弱点干态电镜下,没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。
2.溶解扩散模型:不认为有孔。
3.干闭湿开模型:上个世纪80,90年代,国人邓宇等提出的,能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型,统一了两个最经典的反渗透机制模型,细孔模型,溶解扩散模型。
膜干时,膜收缩致密,孔隙闭合,电镜下看不到
膜湿时,膜材料溶胀,膜的孔隙被溶剂溶胀,孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
⑵ 海水淡化中废水电导率怎么测量
CIT-8800 感应式电导率仪 量程是50uS-2000mS
⑶ 求一篇关于海水淡化论文~~!
21世纪的朝阳产业--海水淡化一.全球水危机 21世纪将是水的世纪。20世纪初,国际上就有"19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水"的说法,第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为"世界水日",号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。 从全球范围来看,根据联合国统计,全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6-7倍,比人口增长速度高2倍,全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水,即平均每5人中便有1人缺水。估计到2025年,全世界将有近1/3的人口(23亿)缺水,波及的国家和地区达40多个,中国是其中之一。中国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。我国淡水资源总量名列世界第六,但人均占有量仅为世界平均值的 l/4,位居世界第109位,而且水资源在时间和地区分布上很不均衡,有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线,那里的人均水资源拥有量不足500立方米。目前我国有300个城市缺水,其中110个城市严重缺水,他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区,水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。2010年后,我国将进入严重缺水期,有专家估计,2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。因此,为保证我国经济的可持续发展,淡水资源问题的解决已迫在眉睫。二.解决水危机的途径--海水淡化 地球表面的2/3被水覆盖,可谓水资源极为丰富,但地球上水的总储量中97%是咸水(包括海水和苦咸水),在余下的3%的淡水中,又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%,而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。 解决淡水紧缺问题有很多途径,核心原则是"开源节流",地表水资源较丰富地区,可建蓄水工程;地表水资源贫乏地区,可实施跨流域调水;海水和苦咸水淡化;此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。 "开源"方面,在我国,地下取水已受到越来越多的限制,为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水,并大力提倡和推动污水回用和水的再利用。但兴建新的蓄调水工程,投资比过去大大增加,而跨流域引水则随着调水距离越来越远,调水成本越来越高,加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题,远距离调水的传统办法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是,这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量,我国淡水紧缺的问题依然十分严峻。 我国海岸线的总长为32647公里,被列为海洋大国,而且沿海和中西部地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源,在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下,开发利用海水和苦咸水资源,进行海水(苦咸水)淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。而且,发展海水(苦咸水)淡化技术,向大海要淡水也已经成为当今世界各国的共识。三.海水淡化技术及发展1. 海水淡化方法 海水淡化,亦称海水脱盐,是通过装置和设备除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。 海水淡化的蒸馏法主要有:多级闪蒸(MSF)、低温多效(LT-MED) 和压汽蒸馏(MVC)三种技术。前两种技术主要采用蒸汽作热源,多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是 利用热泵蒸发技术,它仅使用电能,应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透(RO)技术,它利用半透膜,在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。 海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术,美、法、日、以色列等国的技术已经非常发达,而且已形成海水淡化产业。我国的海水淡化技术研究始于50年代,经过40多年的发展,也培养和锻炼了自己的海水淡化专门人才,组建了一些专门科研开发机构,在蒸馏淡化、反渗透两大技术领域,经过几个五年计划的攻关,多项工程的实践,已具有较丰富的经验。但由于人们对海水淡化的认识不完全,国家经费投入少,使这项技术不能得到很快地发展。2.海水淡化的能耗与成本 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,但实际上这是一个"认识"问题。 目前世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、远程调水和海水(苦咸水)淡化三种。开采地下水作为一个重要的开源措施,工程量小、成本低,这是很吸引人的优点,但地下取水受资源条件限制很大,而且许多地区多年来由于过度开采地下水,已形成地下漏斗,造成房屋倾斜,甚至导致了海水倒灌等环境危害,地下水的开采已经受到制约。 远程调水,目前并没有把工程投资费用以及被引水地区的间接经济损失计算在内,仅以日常运行费用、管理费计算其成本,这与真正成本相差很大。其实引水工程,除了巨额的投资之外,还要占用大量耕地,还存在被引水地区的环境危害等问题。如引黄济青(岛)工程,占地达6.2万亩,还会造成黄河断流、植被破坏等生态环境问题,而生态环境的破坏在经济上是难以估量的。80年代实施的引滦入津工程,时至今日每立方米成本仍达2.3元左右,距离天津市民的用水价1.4元有0.9元的政府补贴。专家预测,南水北调工程实施后,长江水流到北京,按现行不变成本计算,综合成本在5元/立方米以上,甚至有专家预测每立方米将达20元。美国有资料认为,远程调水超过40公里,成本将超过海水淡化。 对于海水淡化,能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来,随着技术的提高,海水淡化的能耗指标降低了90%左右(从26.4kwh/m3降到2.9 kwh/m3),成本随之大为降低。目前我国海水淡化的成本已经降至4-7元/立方米,苦咸水淡化的成本则降至2-4元/立方米,如天津大港电厂的海水淡化成本为5元/立方米左右,河北省沧州市的苦咸水淡化成本为2.5元/立方米左右。如果进一步综合利用,把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等,则其淡化成本还可以大大降低。至于某些生产性的工艺用水,如电厂锅炉用水,由于对水质要求较高,需由自来水进行再处理,此时其综合成本将大大高于海水淡化的一次性处理成本。可见,如果抛开政府补贴等政策性因素而单从经济技术方面分析,海水淡化尤其是苦咸水淡化的单位成本实际上是很有竞争力的。转贴于 中国论文下载中心 http://www.studa.net
⑷ 水处理主要包括水的净化、污水处理、硬水软化和海水淡化等.(1)水处理技术的核心是减少或除去水中的各
(1)水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子,主要的去离子方法是离子交换法和膜分离法,
故答案为:离子交换法;膜分离法;
(2)①pH接近7,用CO2处理,生成HCO3-,则反应的离子方程式为OH-+CO2=HCO3-,故答案为:OH-+CO2=HCO3-;
②HCO3-和Al3+发生相互促进的水解,生成CO2和Al(OH)3,从而增强净水效果,故答案为:HCO3-会促进Al3+的水解,生成更多的Al(OH)3,净水效果增强;
③根据电荷守恒可质量守恒可知,应为Hg2+和CH4的反应,1L水中,n(Hg2+)=3×10-7mol,则m(Hg2+)=3×10-7mol×200.6g/mol=6.02×10-5g=0.06mg>0.05mg,所以没有达到排放标准,故答案为:CH4;否;
④废水Ⅳ常用C12氧化CN-成CO2和N2,若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5:2,则反应的离子方程式为5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2+N2+8H+,
故答案为:5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2+N2+8H+;
(3)地下水硬度较大,需要软化,所以自来水厂需要对地下水进行软化,阳离子交换树脂(HR)可以实现阳离子之间的交换,阴离子交换树脂交换出H+,生成CaR2 (或MgR2 ),可用盐酸或酸溶液使阴离子交换树脂再生,
故答案为:软化;盐酸或酸;
(4)①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜B和阴极相连,阴极是阳离子放电,所以隔膜B是阳离子交换膜,
故答案为:B;
②根据阳极是氯离子放电:2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑.
⑸ 关于海水淡化、污水处理的知识
污水处理的知识: 主要有物理处理法,生化处理法和化学处理法,生化处理法经常被使用,主流处理方法主要看被处理水质和受纳水体情况,一般城市生活污水的主流处理方法为生化处理法,如活性污泥法,mbr 等方法。 白色污染 : 白色污染是我国城市特有的环境污染,在各种公共场所到处都能看见大量废弃的塑料制品,他们从自然界而来,由人类制造,最终归结于大自然时却不易被自然所消纳,从而影响了大自然的生态环境。从节约资源的角度出发,由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源,应尽可能回收,但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本,在现行市场经济条件下难以做到。面对日益严重的白色污染问题,人们希望寻找一种能替代现行塑料性能,又不造成白色污染的塑料替代品,可降解塑料应运而生,这种新型功能的塑料,其特点是在达到一定使用寿命废弃后,在特定的环境条件下,由于其化学结构发生明显变化,引起某些性能损失及外观变化而发生降解,对自然环境无害或少害。例如淀粉填充塑料,首先其所含淀粉在短时间内被土壤中的微生物分泌的淀粉酶迅速分解而生成空洞,导致薄膜力学性能下降,同时配方中添加的自氧剂与土壤中的金属盐反应生成过氧化物,使聚乙烯的链断裂而降解成易被微生物吞噬的小碎片被自然环境所消纳,同时起到改良土壤的作用。 地球是我们赖以生存的家园,而这个家园正在被垃圾所包围。作为21世纪的主人,我们不能只是担忧与抱怨,而是要有行动,要有绿色行动。垃圾并非一无是处,废品也不是废不可用。垃圾资源化和再循环在技术上并不难,困难在于废物随手抛弃、混合堆积就成为垃圾;因此作为有教养的新世纪的文明人,我们应该参与“举手之劳”的垃圾源头分类活动,为净化我们的生存空间做一点奉献,献一片爱心。 生活垃圾是人类生活的副产品,随着社会经济的迅速发展和城市人口的高度集中,生活垃圾的产量正在逐步增加。一般生活垃圾可分为废纸、塑料、玻璃、金属和生物垃圾等五类。垃圾对人类生活和环境的主要危害是: 第一、占地过多。堆放在城市郊区的垃圾,侵占了大量农田。现在北京人每人平均年产垃圾440公斤,全市年产400万吨左右,相当于两个半景山。北京的垃圾堆放场地已有4500余处,占地超过1万多亩。垃圾在自然界停留的时间也很长:烟头、羊毛织物1—5年;橘子皮2年;经油漆的木板13年;尼龙织物30—40年;皮革50年;易拉罐80—100年;塑料100—200年;玻璃1000年。为此,我们既要少制造垃圾,更要注重垃圾的分类,回收利用,变废为宝。少用一次性筷子、水杯、饭盒等制品,多用可重复使用的制品,减少宝贵的森林资源消耗;少用塑料袋,改用购物布袋,减少城市“白色污染”的危害;购买无氟冰箱、空调等环保电器,保护大气臭氧层;少用高浓度洗涤剂,使用无磷洗衣粉,减少水污染。 第二、污染空气。垃圾是一种成份复杂的混合物。在运输和露天堆放过程中,有机物分解产生恶臭,并向大气释放出大量的氨、硫化物等污染物,其中含有机挥发气体达100多种,这些释放物中含有许多致癌、致畸物。塑料膜、纸屑和粉尘则随风飞扬形成“白色污染”。 第三、污染水体。垃圾中的有害成份易经雨水冲入地面水体,在垃圾堆放或填坑过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物,同时将垃圾中的重金属溶解出来。垃圾污染源产生的渗出液经土壤渗透会进入地下水体;垃圾直接弃入河流、湖泊或海洋,则会引起更严重的污染。您看:颐和园、北海水面上漂着的塑料瓶和饭盒,香山、八大处林间山路上散落着和树枝上挂着的塑料袋、面包纸等,一些游客只图自己方便,造成旅游环境污染。如果动物误食了白色垃圾不仅会伤及健康,甚至会导致死亡。 第四、土壤渣土化。垃圾直接施用于农田,或仅经简易处理后用于农田会破坏土壤的团粒结构、理化性质和保水、保肥能力。特别是塑料袋、塑料布,如果埋在农田内,庄稼的根就不能生长,农田就会减产,可供人们食用的粮食就会减少。 第五、火灾隐患。垃圾中含有大量可燃物,在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气,遇明火或自燃易引起火灾。随着城市垃圾中有机质含量的提高和由露天分散堆放变为集中堆存,而在长期堆存中只采用简单覆盖致使垃圾产生沼气的危害日益突出,垃圾爆炸事故不断发生,造成重大损失。 第六、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物,而且能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所,也是传染疾病的根源。 综上所述,对于城市垃圾问题的严重性和迫切性显而易见。要让这些垃圾变废为宝,就要做好垃圾的回收和利用。您知道吗?回收1吨废纸可生产好纸800公斤,可以少砍17棵大树,可节约一半以上的造纸能源,减少35%的水污染;1吨废塑料至少能回炼600公斤汽油和柴油;用废玻璃再造玻璃,不仅可以节约石英砂、纯碱等原料,还可节电;用废金属冶炼金属可节约大量的能源消耗,还可减少空气污染;而一些果皮、蛋壳、菜叶、剩饭等厨房垃圾,可用堆肥发酵的方法处理,变成绿色肥料等。 因此,我们要通过电视、广播、报纸和信息网络等多种大众媒体,大力进行垃圾源头分类收集的宣传教育;抓紧制定适合国情有关垃圾分类收集处理的法规,并严格执行;可考虑在一些单位深入细致地进行垃圾源头分类收集的试点工作;并与大家进一步讨论完善管理办法,使垃圾源头分类收集尽快普遍开展。让我们共同努力,用举手之劳,推动垃圾分类回收,清除垃圾污染,变废为宝,节约资源。使北京能以崭新的面貌夺得2008年奥运会的主办权,同时也给我们自己提供一个优美的健康的生存空间。
⑹ 污水处理和海水淡化哪个成本更高一些
海水淡化的成本更高。
海水淡化需要使用反渗透技术,目前处理成本不会低于3元/吨。
污水处理成本与污水类型、性质以及处理程度有关,普通生活污水处理达到1级A标准的话,采用生化处理方法,成本不会超过2元/吨。
⑺ 海水淡化还是污水回用哪个才是水处理之路
污水处理指为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化的过程内。
按容污水来源分类,污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等,而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物,包括:①漂浮和悬浮的大小固体颗粒;②胶状和凝胶状扩散物;③纯溶液。
按水污的质性来分,水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有:⑴未经处理而排放的工业废水;⑵未经处理而排放的生活污水;⑶大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水;⑷堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾;⑸水土流失;⑹矿山污水。
⑻ 海水淡化蒸发器和废水处理蒸发器之间的区别是什么
一、能量回收装置。PX和Aqualyng是近期所研发出来的新型能量回专收装置,其能量回收效率非常高,能够属让RO系统在进行海水淡化的过程中自身所消耗的电能大约在2.6kW·h/m3淡水。
二、新型膜产品的应用。目前正在开发和继续研究高压RO膜及低压RO膜,随着能量回收装置效率的不断提升,海水淡化过程应用高压RO膜越来越多,而苦咸水淡化过程应用低压RO膜越来越多。
三、预处理工艺。最新的预处理方法是将原来的NF、UF以及MF三种传统方法结合应用的一种全膜法,这种预处理方法的优势在于它所需的化学药剂非常少,而反渗透膜的清洗次数也得到了有效的减少,使得系统的操作和管理更加方便、环保。
四、回收率的提升。海水淡化系统采用最新研究的SWRO-级浓缩水作进料,当操作压力被恒定控制在8-10MPa范围内时,回收率高达百分之六十。