什么专业学习海水淡化
来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2024-08-17 10:54:47
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什么专业学习海水淡化【专家解说】: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
【专家解说】: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。目前,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。
一、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。
二、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。
三、反渗透法 通常又称超过滤法,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。
有人说:"19世纪争煤,20世纪争石油,21世纪可能争水"。水资源危机已经开始困扰越来越多的国家,我国也不例外。我国是一个海洋大国,海水资源丰富,海水谈化技术优点是节能,高效和经济,因此,具有广阔的发展前景。经查阅资料得知现有海水淡化方法如下:
一、压气蒸馏法
二、低温多效蒸馏法
三、电渗析法
四、反渗透法
第二节 狂人狂想
本小组经过一段时间的调查和查阅资料,在思考后,初步形成了如下不完善的想法。
太阳能蒸流法:(图略)
这种方法适用于邻近海洋地区。首先在临近海洋的地方开通两个渠道,一个是进水道一个是出水道,管道内部应铺上聚乙烯材料,目的是为了防止海水长期侵蚀导致管道的损坏。然后,在近海地区,建造一个大型的过滤器,过滤器由防腐材料制成,中间有三个水室,第一室与第二室之间用石英砂过滤层隔开,二室与三室之间用活性炭过滤层隔开,在过滤器的顶端用一个洁净的管道与下一个蒸发装置相连接,蒸发装置的动力来源依靠太阳能,即在装置底部铺上一层太阳能聚热板,板底设置一个闸门,装置底部与浓盐水排海道相连,此装置在与下一个蓄水箱相连,这个蓄水箱再与下一个蓄水箱相连,两个蓄水箱中间设一个消毒装置。工作时,根据连通器的原理,海水将被压入过滤器中,然后被压上涨,透过石英砂过滤层,滤去较大的颗粒杂质,滤水继续上涨,透过活性炭过滤层,依靠活性炭的吸附性,滤去细菌浮游生物和有毒离子等物质,经过这样处理的水已经很纯净了。将这种水再引入下一个蒸发装置,利用太阳能对其进行蒸发,蒸发到一定程度,打开闸门,卤水由排海道排海,蒸发出来的水蒸气液化到蓄水箱,当水积到一定程度就可以通过消毒装置进行消毒,经过消毒的水足以达到娃哈哈矿泉水的标准。
潮汐发电电离海水法:(图略)
这套方法,根据潮汐的流动原理设计而成的。首先,在近海的海域上建造一个大型的发电机组,机组由四根纲筋插入深海底,发电机由电缆连接到海边,再在海边上建造一个大型的蓄水缸,水缸顶部装上一个功率较大的电磁铁,缸的顶端与一根密闭的管道相连,管道引到地上,缸的底端开一个进水口,由一个开关控制,开关最好设置在地面上,管道和装有氢氧化钠溶液的容器相连,在与装有干燥剂的容器相连,然后由一根耐高温的管道与一个燃烧装置相连。此燃烧装置再与一个消毒装置相连,最后与一个蓄水箱相连。
工作时,发电机的叶轮,经过潮汐的推动,进行发电,发出的电由电缆与海边的蓄水缸上的电磁铁相连,这样电磁铁将电离缸里的海水。缸内的水量可以通过开关,由陆地的指挥员控制。由于电离海水的气体除了氢气氧气外,还有氯气。所以,把混合气体同入氢氧化钢溶液(也可用其他廉价的除氯物,或药品)除去氯气,再把气体,通过干燥剂干燥。然后把所得到的氢气和氧气同入下一个装置点燃,所得液体经过消毒达到饮用水标准。
RO海水净化法:(图略)
在研究过程中,我们从资料中发现:在南海有一种龟和一种鳗鱼其体内的血液里含盐类很少,而且其肉质为淡的。我们在研究过程中发现,即它们口腔内有一种薄膜,这种薄膜海水通过可隔绝盐。由此,我想到,是不是可以提取这种薄膜。换言之,通过这种薄膜,来过滤海水得到淡水,先姑且称它为RO计划吧。
RO海水净化法流程
海水→过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→高压泵→反渗透→消毒→淡水。
海水先经过过滤器截留悬浮物,大颗粒的杂制裁再流入活性炭过滤器,吸收水中的悬浮物,再经过精密过滤器,由精密的装置截留水中的细小颗粒杂质和微小碳粒。然后经过高压泵,打入反渗透的装置用RO(一种过滤膜)截留水中大部分离子和细菌等有害物质,可将未透过的物质和水再经过消毒就OK了。
废物燃烧蒸馏法:(图略)
众所周知废物和垃圾以成为当今困扰人类的问题。但是,大量的有机垃圾和废物当中却含有着极大的能量,如果单纯的把他们埋入地下,不仅污染环境,而且是对能源的巨大浪费。基于此,我们小组经过研究是否可以变废为宝,即把这些能源加以合理利用,而海水淡化则是一种比较有效的途径。
具体方法如下:
把垃圾废物堆积在一起,并在周围装上可以吸热且耐高温的金属材料,也可以直接利用燃烧放出的热量来推动发电机的叶轮发电,利用电能或热能对海水进行热处理,或直接通过蒸发得到淡水。这种方法看似简单,但要找到一种高效的既抗高温,又能可以吸热的材料却是一种非常困难的事情,而且设备造价非常高。现在最理想的金属材料是用钛,或者人造金属,由于科学家们目前也正致力于对新型金属材料的研究工作,所以此种方法还有待于进一步研究。
其它方法:
第一,可以把海水淡化和制盐工程联系起来,晒盐的同时把海水从液态到气态,再冷凝回液态的过程中的能量收集起来,去蒸发海水,此所谓以海治海,也可以直接收集蒸发过程中的水蒸气。
第二,由于海水淡化造价较高,可以直接用海水作一些不需要淡水的工作,如:冲厕所,这样节省了能源又提高了效率。
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