海水淡化的技術(shù)探討第一部分
發(fā)布時(shí)間：2020-12-28 11:31:15來源：
數(shù)十億人正遭受著許多威脅生命的問題，例如世界各地的流行病，氣候異常和荒漠化。在這些問題中，缺水是對生活在世界上的生物最嚴(yán)重的全球威脅之一[1,2]。地球上的大部分水（約97％）存在于海洋中，它們是咸水，而其余的則是淡水。北極和南極的冰川中存在淡水（占淡水的68.7％），地下水（占30.1％）和溪流/地表水（占0.3％）[3,4]。就溪流水而言，約有87％由湖泊和沼澤組成，這表明最多只能直接從地球上發(fā)現(xiàn)的總水量中有1％可供消費(fèi)。水資源短缺正在影響全球約15億人口。此外，世界上還有19億人口正面臨著從河流和池塘獲取淡水的技術(shù)短缺問題。此外，水資源短缺導(dǎo)致工農(nóng)業(yè)地區(qū)的發(fā)展受到阻礙。
盡管人類社會已經(jīng)意識到缺水是一個(gè)關(guān)鍵問題，但由于缺乏新的淡水源，目前仍無法輕易解決。因此，已經(jīng)確定了兩種潛在的新水資源，即海水和廢水。廢水回收和海水淡化已被認(rèn)為是緩解世界水資源壓力的主要替代水資源。
目前，海水淡化廠已在全球120多個(gè)國家/地區(qū)運(yùn)營。海水淡化廠已成為世界上最大的淡水供應(yīng)商[11]。三十年前，傳統(tǒng)的熱淡化工廠需要大量的占地面積才能實(shí)現(xiàn)大水量生產(chǎn)。但是，此后，反滲透（RO）海水淡化廠出現(xiàn)了，并逐漸取代了常規(guī)工藝，因?yàn)檫@些工藝所需的占地面積小得多，并且具有更高的水生產(chǎn)能力。
大約在二十年前，引入了能量回收裝置（ERD）并針對RO脫鹽工藝進(jìn)行了優(yōu)化，這可在運(yùn)行期間節(jié)省多達(dá)60％的能量[12]。因此，RO海水淡化廠被認(rèn)為是目前在海水淡化廠中實(shí)施的首要系統(tǒng)[11,13]。
為了減少脫鹽的能耗，已經(jīng)出現(xiàn)了幾種替代工藝，例如海水蒸餾（MD），正滲透（FO），電容去離子（CDI）和反電滲析（RED）來代 替RO脫鹽工藝[14,15] 。許多類型的研究人員一直在研究這些過程，以開發(fā)商業(yè)化的海水淡化廠，以減少能耗并提高淡水生產(chǎn)能力。相信這些新技術(shù)將很快完全商業(yè)化。
因此，本章介紹了各種海水淡化技術(shù)和幾種替代方案的概念，以及它們的優(yōu)缺點(diǎn)。本章還介紹了脫鹽的歷史，常規(guī)熱和海水技術(shù)的能效，替代海水制造技術(shù)以及海水鹽水的管理。