水资源课程论文-海水淡水化

PAGEPAGE4水资源规划与管理课程论文海水淡化工程的介绍与应用前景分析论文作者：教师：学科专业：学号：提交论文时期：201中国·重庆2014年11月海水淡化工程的介绍与应用前景分析摘要：海水淡化技术是将海水中的盐和水分离的技术。作为一个海洋大国，我国水资源呈现总体缺乏，地区分布不均的情况；加之我国处于迅速发展阶段，水资源的可持续利用有助于经济的发展和保护生态环境。本文主要简述了海水淡化工程的发展国内外现状、原理、主要技术和发展前景。关键字：海水淡化国内外研究现状海水淡化方法发展前景一、引言水乃生命源泉，是人类赖以生存所不可或缺的资源，但是，随着现代社会的高速发展，经济的持续增长和生活的高质改善，牺牲的是我们生存的美好环境。工业化和都市化的发展迫使我们的环境的加剧恶化和资源的短缺，尤其是对水体的污染，目前淡水资源的短缺已成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题。据统计，目前人类生活用水每年以5%的速度增加,每15年用水总量就增加一倍，到2030年世界将会有三分之一人口面临淡水资源危机。我国被列为世界13个缺水国之一。我国水资源情况[1]：⑴总量多但人均拥有量少，据统计我国淡水资源总量为2.8万亿立方米，居世界第6位，但是人均淡水资源量为2340m3仅为前苏联的1/7,美国的1/5，世界人均的1/4。⑵我国水资源的地理分布极不均匀,总体上呈现南多地少,北少的态势。北方的人均水量甚至仅是南方人均水量的4分之一,亩均水量仅是南方的9分之一。⑶我国年际水资源量和水资源的年度分配不平均,枯水年与丰水年差别大。但是，我国是一个海洋大国，拥有约300万平方公里海洋面积和18000多公里长的海岸线,而海水淡化出水对环境副作用小，不受气候和季节的影响，由此，发展海水淡水化具有不可避免的趋势和良好的前景。海水淡化也称海水化淡、海水脱盐，是指将水中的多余盐分和矿物去除得到淡水的工序。《中国21世纪议程》,《中国海洋21世纪议程》把海水淡化技术和建立海水淡化示范工程并在有条件的地区推广,列为优先发展项目。二、国内外海水淡化发展历程和现状国际海水淡化发展历程和现状表1国际海水淡化发展大事记年份发展进程所示。图3.双膜电渗析槽原理利用质子交换膜的选择透过性，在外加直流电场作用下，阴、阳离子分别往阳极和阴极移动，它们最终会于交换膜，如果膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过，如果它们是相同的，则离子被排斥，从而可以制得淡水。电渗析适用于含盐量小于20g/L的苦咸水的淡化，由于其耗能很大，大型海水淡化装置基本上不采用电渗析法。此外，电渗析只能除去水中的盐分，而对水中有机物不能除去，某些高价离子和有机物还会污染膜。电渗析运行过程中易发生浓度极差化而产生结垢，这些都是电渗析技术较难掌握而又必须重视的问题。2.反渗透技术反渗透（RO）技术属于一种膜分离技术，反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。利用选择性半透膜装置,在海水一边施加一个大于渗透压的压力时,海水中的水分子通过渗透膜进入淡水一边,海水中的溶质被渗透膜隔离使得海水浓度增加。工作原理如图4所示。图4反渗透原理当连通器盐水侧对液体压力P大于渗透压H时，盐水中的水分子将通过半透膜进入淡水侧而溶质仍被半透膜隔离于盐水侧，致使盐水浓度加大，这个过程与自然界正常渗透过程相反，称为反渗透。为使反渗透装置正常运行，盐水侧压力必须高于渗透压H，一般在4～7MPa范围内。反渗透装置投资省、能耗低、建设周期短、易于自动控制，适用于海水、苦咸水大中型规模的淡化工程，装置体积小，设备及操作简单，且在常温下操作，设备的腐蚀和结垢程度较轻。存在的问题是膜的寿命和抗污染，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需进口，进口膜使用3～5年后更换率为5%。四、海水淡化应用前景海水淡水化正处于高数发展的阶段，国内外大量科研工作者从事这方面的研究，出现了许多好的研究成果，目前主要关注与海水淡化经济效益和绿色环保。主要有以下几方面：⑴发展以水电联产、热膜耦合为代表的一体化整合海水淡化技术。水电联产是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。⑵研究海水淡化与新型清洁、可再生能源耦合技术无论是蒸馏法还是反渗透海水淡化技术,都需要以消耗能源作为代价来换取淡水。近年来,以风能、太阳能为代表的可再生能源已经在全球各个国家得到广泛应用,此外国内外大量研究以潮汐能、波浪能、静水压、温差能等海洋能的海水淡化技术[5～7]。⑶研发不同类型的小型淡化装置,为海岛、舰船、石油平台配套。水资源短缺是海岛开发建设的瓶颈,海水淡化是解决海岛水资源短缺的根本途径。研究发展不同技术类型的小型海水淡化装置,是加强国防、维护国家权益和加快海岛开发建设及经济发展的重要需求。另外,小型淡化装置还用于舰船、石油钻井平台等场合,为远海资源开发、深海油气探测、海洋科学考察、海洋维权等提供充足淡水资源[8]。参考文献：[1]何季民.我国海水淡化事业基本情况[P].电站辅机，2002（2）:35-43[2]朱淑飞等.国内外海水淡化发展历史及现状分析[J],水处理技术，2014（7）：12-14[3]解利昕等.海水淡化技术现状及各种淡化方法评述[J].化工进展,2003（22）:1081～1084[4]高艳玲等.海水淡化技术评述与成本分析.工程与技术，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