劉志杰，崔肖潔

浙江海洋學(xué)院船舶與建筑工程學(xué)院，浙江 舟山 316000

0 引言

我國(guó)有著廣闊的海域面積，海水資源非常的豐富，但是淡水資源卻非常缺乏的國(guó)家。淡水資源“既患貧又患不均”。人均水量既少，地域分布上又很不均衡。再加上人們?cè)谏a(chǎn)和生活中不斷地向水體中排入大量的污染物，使得水體遭受到了嚴(yán)重的污染。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，很多用水量較大的企業(yè)相繼建成，如何能夠解決水資源缺乏，滿(mǎn)足供水要求已成為人們關(guān)注的主要問(wèn)題。

海水淡化裝置就是利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水。是實(shí)現(xiàn)水資源利用的開(kāi)源增量技術(shù)，可以增加淡水總量，且不受時(shí)空和氣候影響，水質(zhì)好、價(jià)格漸趨合理，可以保障沿海居民飲用水和工業(yè)鍋爐補(bǔ)水等穩(wěn)定供水。

海水淡化的方法有電滲析法、蒸餾法、反滲透法，目前應(yīng)用反滲透膜的反滲透法以其設(shè)備簡(jiǎn)單、易于維護(hù)和設(shè)備模塊化的優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，逐步取代蒸餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。

1 淡化海水在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用

淡化的海水使用范圍很廣。淡化后的海水可以被用來(lái)水浴。而且用淡化海水水浴對(duì)人體的生理機(jī)能有很大的好處，做過(guò)海水浴之后的人的體溫，皮溫，呼吸及脈搏和做過(guò)礦泉水浴之后體溫，皮溫，呼吸及脈搏有顯著的差異，查閱相關(guān)資料表明，淡化海水浴對(duì)人體這些生理指標(biāo)的影響由于礦泉水。海水淡化浴礦泉水浴均為全身熱療法，但是淡化海水浴有肯能提高臨床治療效果。

淡化海水在遠(yuǎn)行的大型艦艇上也有廣泛的應(yīng)用，遠(yuǎn)行的艦艇如果帶有大量的淡水會(huì)降低艦艇的載貨能力。如果利用淡化海水，不僅能夠滿(mǎn)足船上人員的飲用、洗滌等生活需要，還可以用來(lái)供給動(dòng)力裝置、衛(wèi)生醫(yī)藥等部門(mén)使用。海水淡化裝置直接影響到船舶的續(xù)航力， 一般大型艦船， 每天需補(bǔ)充淡水量約200t。

淡化海水在日常的生活中應(yīng)用也很多，現(xiàn)在在沿海地區(qū)應(yīng)用更為廣泛，有些海島城市甚至用淡化還水來(lái)作為該城市的飲用水，他們將近海的海水經(jīng)過(guò)處理達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)后通過(guò)當(dāng)?shù)氐淖詠?lái)水產(chǎn)，向居民供水。很多企業(yè)也用淡化后的海水來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，這樣可以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)利潤(rùn)。

2 淡化海水裝置的主要類(lèi)型及原理

海水淡化的方法很多，目前被應(yīng)用于市場(chǎng)上的海水淡化方法主要有電滲析法、蒸餾法、反滲透法，現(xiàn)在本文將通過(guò)以下內(nèi)容來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明淡化海水裝置的主要類(lèi)型及原理。

2.1 電滲析法

電滲析是膜分離技術(shù)的一種，是電解和滲析擴(kuò)散的組合，它的工作原理就是利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，在外加電場(chǎng)的作用下，陰、陽(yáng)離子分別往陽(yáng)極和陰極移動(dòng)，它們最終會(huì)于交換膜，如果膜的固定電荷與離子的電荷相反，則離子可以通過(guò)，如果它們是相同的，則離子被排斥，從而可以制得淡水。

這種方法簡(jiǎn)單易行，但是由于該裝置需要消耗大量的電能，處理海水能力有限，所以?xún)H適用于實(shí)驗(yàn)室或者用水量較小的場(chǎng)合，且成本較高。其次是電滲析只能去除水中的鹽分，對(duì)水中的有機(jī)物去除能力不好，某些高價(jià)離子和有機(jī)物還會(huì)污染離子交換膜。在電滲析的過(guò)程中易發(fā)生濃化極差而產(chǎn)生污垢。這些都對(duì)電滲析的效率有很大的影響，在實(shí)際的操作過(guò)程中很難控制。限制了電滲析方的推廣應(yīng)用。

2.2 蒸餾法

蒸餾法是我國(guó)使用最早的海水淡化方法。在帆船時(shí)代，人們就開(kāi)始使用蒸餾的方法將海水淡化后供船員飲用和洗滌。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的蒸餾淡化海水的方法已經(jīng)很成熟。

蒸餾法就是將還睡加熱蒸發(fā)，在使蒸汽冷凝得到淡水的過(guò)程，與其它海水淡化方法相比，這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，所得淡水質(zhì)量較高，它可以應(yīng)用生產(chǎn)和生活中的各種廢熱或者直接利用太陽(yáng)能來(lái)加熱海水，時(shí)期達(dá)到蒸發(fā)所需要的溫度。

蒸餾的方法有一般可以分為單級(jí)蒸餾和多級(jí)閃蒸兩種方法。

單效蒸發(fā)是應(yīng)用蒸餾技術(shù)的海水淡化裝置中最簡(jiǎn)單的配置形式。它的原理是在一個(gè)絕熱的容器中安裝一組水平的管道，在管道中通入熱的介質(zhì)，一臺(tái)抽氣機(jī)來(lái)保持容器內(nèi)的真空，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的海水補(bǔ)給水從上方噴淋到管束的表面， 由于真空形成內(nèi)部低壓，在管道內(nèi)高溫介質(zhì)的作用下，較低溫度就使水沸騰。在容器中還裝置有一組使海水降溫的冷卻管道，沸騰的蒸汽在冷卻管束的表面凝結(jié)成水，從凝結(jié)器流下的水被收集到底盤(pán)中，并由水泵抽出。

多級(jí)閃蒸是閃發(fā)蒸餾的一種。閃發(fā)蒸餾原理是將加熱后的海水輸入一定真空的容器內(nèi)，熱海水進(jìn)入容器時(shí)，由于溫度高于真空容器內(nèi)的飽和溫度， 過(guò)熱海水降溫聚熱，使小部分水分閃發(fā)成蒸汽。而多級(jí)閃發(fā)是由一系列逐級(jí)降壓的閃發(fā)室串聯(lián)而成，過(guò)熱水在水位差作用下向下一級(jí)流動(dòng)，靠逐級(jí)降壓而保持的過(guò)熱度使海水不斷蒸發(fā)，產(chǎn)生水蒸氣后冷凝成淡水。

2.3 反滲透

反滲透法就是將海水加壓，使淡水透過(guò)滲透膜而海水中的無(wú)機(jī)鹽被截留的淡化方法，亦稱(chēng)膜法。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單使用用于各種水體凈化的場(chǎng)合，它是海水淡化技術(shù)中發(fā)展最快的也是效率最高的一種海水淡化技術(shù)。反滲透處理海水可以按照?qǐng)D1流程進(jìn)行。預(yù)處理后的海水經(jīng)高壓泵加壓后，送入反滲透膜器而得淡水。

圖1 反滲透海水淡化原理

3 結(jié)論

本文主要從現(xiàn)在我國(guó)水資源分布的現(xiàn)狀和海水淡化的作用來(lái)入手，結(jié)合了電滲析法，蒸餾法，反滲透法等工作原理來(lái)分析海水淡化的詳細(xì)過(guò)程。通過(guò)此分析可以了解到在沿海的發(fā)達(dá)地區(qū)使用海水淡化裝置，可以節(jié)約大量的淡水資源，有利于改善環(huán)境等。希望本文的內(nèi)容能對(duì)海水淡化事業(yè)的發(fā)展起到一定的作用。

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