核心技術
我國是海洋大國,且沿海和中西聞地區擁有非常豐富的地下苦咸水資源,在地下取水和跨區域調水受到越來越多的條件限制的情況下,開發利用海水和苦咸水資源,進行苦咸水淡化就成為開源節流,解決我國淡水緊缺的重要戰略途徑。發展苦咸水淡化技術,向大海要淡水也已經成為當今世界各國的共識。
由于水質低劣,口感極差,甚至不能飲用,多年以來嚴重影響了當地群眾的生活質量和身體健康水平。由此可見防病改水的緊迫性與必要性。主要淡化方法的原理及其特點苦咸水的淡化實際上就是鹽水淡化,使鹽水脫鹽淡化或者經處理后達到飲用水標準??嘞趟秃K椒ㄓ性S多種,主要是蒸餾法、電滲析法和反滲透法。目前苦咸水淡化大多采用反滲透法和電滲析法,主要是反滲透法。
電滲析法的基本原理、特點和適用范圍在苦咸水淡化中應用的電滲析法簡稱ED ,是利用離子交換膜在電場作用下,分離鹽水中的陰、陽離子,從而使淡水室中鹽分濃度降低而得到淡水的一種膜分離技術。電滲析裝置是利用離子在電場的作用下定向遷移,通過選擇透過性的離子交換膜達到除鹽目的。在外加直流電場的作用下,水中的離子作定向遷移(陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過) ,使一種水中大部分離子遷移到另一種水中去。這種技術已比較成熟,具有工藝簡單、除鹽率高、制水成本低、操作方便、不污染環境等主要優點,但是存在對水質要求較嚴格、需對原水進行預處理等缺點。20 世紀50 年代,美國、英國開始將這種方法用于苦咸水淡化,中國在20 世紀80 年代將此法用于苦咸水淡化、工業用純水和超純水制造。
反滲透法的基本原理及特點:用一種選擇透過性膜將一個容器分為兩半,在膜的兩側同時分別加入純水和鹽水,使膜兩側的液面一樣高,過了一定時間會發生鹽水側的液面在升高,純水側的液面在下降,這是由于水分子透過半透膜向鹽水側遷移的結果,這種現象稱為滲透。能夠對水或溶液具有選擇透過性的膜稱為半透膜。如果在濃溶液一邊加上適當的壓力,則可使滲透停止。當稀溶液向濃溶液的滲透停止時的壓力稱為滲透壓。反滲透則是在濃溶液一邊加上比自然滲透更高的壓力,扭轉自然滲透方向,把溶液中的離子壓到半透膜的另一邊,這與自然界的正常滲透過程相反,故稱之為“反滲透”,這種裝置稱為反滲透裝置。
反滲透方法可以從水中除去90 %以上的溶解性鹽類和99 %以上的膠體微生物及有機物等。與其他水處理方法相比具有無相態變化、常溫操作、設備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應范圍廣、自動化程度高和出水質量好等優點。尤其以風能、太陽能作動力的反滲透凈化苦咸水裝置,是解決無電和常規能源短缺地區人們生活用水問題的既經濟又可靠的途徑。