水資源課程論文-海水淡水化

PAGEPAGE4水資源規(guī)劃與管理課程論文海水淡化工程的介紹與應用前景分析論文作者：教師：學科專業(yè)：學號：提交論文時期：201中國·重慶2014年11月海水淡化工程的介紹與應用前景分析摘要：海水淡化技術是將海水中的鹽和水分離的技術。作為一個海洋大國，我國水資源呈現總體缺乏，地區(qū)分布不均的情況；加之我國處于迅速發(fā)展階段，水資源的可持續(xù)利用有助于經濟的發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境。本文主要簡述了海水淡化工程的發(fā)展國內外現狀、原理、主要技術和發(fā)展前景。關鍵字：海水淡化國內外研究現狀海水淡化方法發(fā)展前景一、引言水乃生命源泉，是人類賴以生存所不可或缺的資源，但是，隨著現代社會的高速發(fā)展，經濟的持續(xù)增長和生活的高質改善，犧牲的是我們生存的美好環(huán)境。工業(yè)化和都市化的發(fā)展迫使我們的環(huán)境的加劇惡化和資源的短缺，尤其是對水體的污染，目前淡水資源的短缺已成為僅次于全球氣候變暖的世界第二大環(huán)境問題。據統(tǒng)計，目前人類生活用水每年以5%的速度增加,每15年用水總量就增加一倍，到2030年世界將會有三分之一人口面臨淡水資源危機。我國被列為世界13個缺水國之一。我國水資源情況[1]：⑴總量多但人均擁有量少，據統(tǒng)計我國淡水資源總量為2.8萬億立方米，居世界第6位，但是人均淡水資源量為2340m3僅為前蘇聯的1/7,美國的1/5，世界人均的1/4。⑵我國水資源的地理分布極不均勻,總體上呈現南多地少,北少的態(tài)勢。北方的人均水量甚至僅是南方人均水量的4分之一,畝均水量僅是南方的9分之一。⑶我國年際水資源量和水資源的年度分配不平均,枯水年與豐水年差別大。但是，我國是一個海洋大國，擁有約300萬平方公里海洋面積和18000多公里長的海岸線,而海水淡化出水對環(huán)境副作用小，不受氣候和季節(jié)的影響，由此，發(fā)展海水淡水化具有不可避免的趨勢和良好的前景。海水淡化也稱海水化淡、海水脫鹽，是指將水中的多余鹽分和礦物去除得到淡水的工序。《中國21世紀議程》,《中國海洋21世紀議程》把海水淡化技術和建立海水淡化示范工程并在有條件的地區(qū)推廣,列為優(yōu)先發(fā)展項目。二、國內外海水淡化發(fā)展歷程和現狀國際海水淡化發(fā)展歷程和現狀表1國際海水淡化發(fā)展大事記年份發(fā)展進程所示。圖3.雙膜電滲析槽原理利用質子交換膜的選擇透過性，在外加直流電場作用下，陰、陽離子分別往陽極和陰極移動，它們最終會于交換膜，如果膜的固定電荷與離子的電荷相反，則離子可以通過，如果它們是相同的，則離子被排斥，從而可以制得淡水。電滲析適用于含鹽量小于20g/L的苦咸水的淡化，由于其耗能很大，大型海水淡化裝置基本上不采用電滲析法。此外，電滲析只能除去水中的鹽分，而對水中有機物不能除去，某些高價離子和有機物還會污染膜。電滲析運行過程中易發(fā)生濃度極差化而產生結垢，這些都是電滲析技術較難掌握而又必須重視的問題。2.反滲透技術反滲透（RO）技術屬于一種膜分離技術，反滲透膜是一種用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能夠在外加壓力作用下使水溶液中的某些組分選擇性透過,從而達到淡化、凈化或濃縮分離的目的。利用選擇性半透膜裝置,在海水一邊施加一個大于滲透壓的壓力時,海水中的水分子通過滲透膜進入淡水一邊,海水中的溶質被滲透膜隔離使得海水濃度增加。工作原理如圖4所示。圖4反滲透原理當連通器鹽水側對液體壓力P大于滲透壓H時，鹽水中的水分子將通過半透膜進入淡水側而溶質仍被半透膜隔離于鹽水側，致使鹽水濃度加大，這個過程與自然界正常滲透過程相反，稱為反滲透。為使反滲透裝置正常運行，鹽水側壓力必須高于滲透壓H，一般在4～7MPa范圍內。反滲透裝置投資省、能耗低、建設周期短、易于自動控制，適用于海水、苦咸水大中型規(guī)模的淡化工程，裝置體積小，設備及操作簡單，且在常溫下操作，設備的腐蝕和結垢程度較輕。存在的問題是膜的壽命和抗污染，反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置需進口，進口膜使用3～5年后更換率為5%。四、海水淡化應用前景海水淡水化正處于高數發(fā)展的階段，國內外大量科研工作者從事這方面的研究，出現了許多好的研究成果，目前主要關注與海水淡化經濟效益和綠色環(huán)保。主要有以下幾方面：⑴發(fā)展以水電聯產、熱膜耦合為代表的一體化整合海水淡化技術。水電聯產是指海水淡化水和電力聯產聯供。由于海水淡化成本在很大程度上取決于消耗電力和蒸汽的成本，水電聯產可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力，從而實現能源高效利用和降低海水淡化成本。國外大部分海水淡化廠都是和發(fā)電廠建在一起的，是當前大型海水淡化工程的主要建設模式。⑵研究海水淡化與新型清潔、可再生能源耦合技術無論是蒸餾法還是反滲透海水淡化技術,都需要以消耗能源作為代價來換取淡水。近年來,以風能、太陽能為代表的可再生能源已經在全球各個國家得到廣泛應用,此外國內外大量研究以潮汐能、波浪能、靜水壓、溫差能等海洋能的海水淡化技術[5～7]。⑶研發(fā)不同類型的小型淡化裝置,為海島、艦船、石油平臺配套。水資源短缺是海島開發(fā)建設的瓶頸,海水淡化是解決海島水資源短缺的根本途徑。研究發(fā)展不同技術類型的小型海水淡化裝置,是加強國防、維護國家權益和加快海島開發(fā)建設及經濟發(fā)展的重要需求。另外,小型淡化裝置還用于艦船、石油鉆井平臺等場合,為遠海資源開發(fā)、深海油氣探測、海洋科學考察、海洋維權等提供充足淡水資源[8]。參考文獻：[1]何季民.我國海水淡化事業(yè)基本情況[P].電站輔機，2002（2）:35-43[2]朱淑飛等.國內外海水淡化發(fā)展歷史及現狀分析[J],水處理技術，2014（7）：12-14[3]解利昕等.海水淡化技術現狀及各種淡化方法評述[J].化工進展,2003（22）:1081～1084[4]高艷玲等.海水淡化技術評述與成本分析.工程與技術，2005（2）：28-29[5]KALOGIPOUSA.seawterdesalinationusingrenewableenergysources[J]progressinenergyandcombustionscience,2005(31):242-281[6]SERGIOMA,GERARDOH.Anappliedresearchprogramonwaterdesalinationwithrenewableenergies[J].AmericanJournalofEnvironmentalSciences,2008,4(3):204-211[7]PAULSENK,HENSELF.Designofanautarkicwaterandenergys