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。