海水淡化的方法概述
現(xiàn)代意義上的海水淡化則是在第二次世界大戰(zhàn)以后才發(fā)展起來的。戰(zhàn)后由于國際資本大力開發(fā)中東地區(qū)石油,使這一地區(qū)經(jīng)濟迅速發(fā)展,人口快速增加,這個原本干旱的地區(qū)對淡水資源的需求與日俱增。而中東地區(qū)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(qū)解決淡水資源短缺問題的現(xiàn)實選擇,并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(shù)應(yīng)運而生,現(xiàn)代海水淡化產(chǎn)業(yè)也由此步入了快速發(fā)展的時代。
海水淡化技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用始于干旱的中東地區(qū),但并不局限于該地區(qū)。由于世界上70%以上的人口都居住在離海洋120公里以內(nèi)的區(qū)域,因而海水淡化技術(shù)近20多年迅速在中東以外的許多國家和地區(qū)得到應(yīng)用。最新資料表明,到2003年止,世界上已建成和已簽約建設(shè)的海水和苦咸水淡化廠,其生產(chǎn)能力達到日產(chǎn)淡水3600萬噸。目前海水淡化已遍及全世界125個國家和地區(qū),淡化水大約養(yǎng)活世界5%的人口。海水淡化,事實上已經(jīng)成為世界許多國家解決缺水問題,普遍采用的一種戰(zhàn)略選擇,其有效性和可靠性已經(jīng)得到越來越廣泛的認同。
現(xiàn)如今的主流方法繁多,具體有如下幾種方法:
蒸餾法、冷凍法、反滲透法、太陽能法、低溫多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)等
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(jù)規(guī)模大小、能源費用、海水水質(zhì)、氣候條件以及技術(shù)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(tǒng)工程。就主要工藝過程來說,包括海水預處理、淡化(脫鹽)、淡化水后處理等。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),添加必要的藥劑等;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(tǒng)的核心部分,這一過程除要求高效脫鹽外,往往需要解決設(shè)備的防腐與防垢問題,有些工藝中還要求有相應(yīng)的能量回收措施;后處理則是對不同淡化方法的產(chǎn)品水針對不同的用戶要求所進行的水質(zhì)調(diào)控和貯運等處理。海水淡化過程無論采用哪種淡化方法,都存在著能量的優(yōu)化利用與回收,設(shè)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(shù)的發(fā)展與工業(yè)應(yīng)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(fā)為主要代表的工業(yè)技術(shù)。專家普遍認為,今后三、四十年在工業(yè)應(yīng)用上,仍將是這三項技術(shù)“唱主角”,但反滲透的比重將越來越大。從地區(qū)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(單臺設(shè)備產(chǎn)水量目前已高達日產(chǎn)淡水4~5萬噸)、適應(yīng)于污染重的海灣水以及預處理費用低的優(yōu)勢;然而在中東以外地區(qū)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(yōu)勢,以北美地區(qū)為例,近期的發(fā)展已經(jīng)表明,在淡化和水處理方面都將以膜法為主。
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