В связи с ростом населения планеты и последствиями изменения климата нехватка питьевой воды становится глобальной проблемой. Как эффективное средство решения проблемы нехватки питьевой воды, технология опреснения морской воды получает все большее внимание и применение. В этой статье мы рассмотрим принцип, состояние применения и будущее развитие технологии опреснения морской воды.
1. Принцип технологии опреснения морской воды
Технология опреснения морской воды заключается в удалении соли, микроорганизмов и примесей из морской воды с высокой соленостью с помощью ряда процессов очистки, в результате чего получается пресная вода, которую можно использовать для питья и различных промышленных целей. В настоящее время основными технологиями опреснения морской воды являются термический, мембранный и электрохимический методы.
1. Термический метод
Термическое опреснение — это технология, которая позволяет получать пресную воду путем ее нагрева, испарения и конденсации пара. Эта технология в основном включает в себя многоэффективную дистилляцию и флэш-испарение. При многоэффективном методе дистилляции в многоступенчатом дистилляторе морская вода нагревается шаг за шагом для получения пара, а после конденсации пара получается пресная вода. Метод мгновенного испарения заключается в нагревании морской воды под высоким давлением так, что она мгновенно испаряется, а затем пар конденсируется в пресную воду через конденсатор. Хотя технология термического опреснения является зрелой технологией, ее энергопотребление велико, эксплуатационные расходы высоки, и ее трудно популяризировать и применять.
2. Мембранный метод
Мембранная технология опреснения — это технология, которая отделяет соль, микроорганизмы и примеси от морской воды через специальную мембрану для получения пресной воды. В настоящее время основными мембранными методами являются обратный осмос, ультрафильтрация и электродиализ. Обратный осмос — это пропускание морской воды через специальную полупроницаемую мембрану под высоким давлением для отделения содержащихся в ней солей и примесей, чтобы получить пресную воду. Метод ультрафильтрации заключается в отделении макромолекулярных веществ, микроорганизмов и примесей в морской воде через специальную ультрафильтрационную мембрану для получения пресной воды. Электродиализ — это использование электрического поля для отделения ионов в морской воде через специальную мембрану с целью получения пресной воды. Мембранная технология опреснения обладает такими преимуществами, как низкое энергопотребление и стабильное качество воды, и постепенно становится основным направлением в технологии опреснения морской воды.
3. Электрохимический метод
Технология электрохимического опреснения — это технология, использующая электрохимические реакции для отделения солей и примесей в морской воде с целью получения пресной воды. Этот метод включает в себя электродиализ, электрохимическую реакцию и электроадсорбцию. Среди них электродиализ и мембранная технология опреснения схожи: обе используют электрическое поле для разделения ионов и получения пресной воды. Метод электрохимической реакции и метод электроадсорбции используют электрохимические реакции для отделения солей и примесей в морской воде с целью получения пресной и чистой воды соответственно. Технология электрохимического опреснения характеризуется низким энергопотреблением и высоким качеством воды, однако она все еще находится на стадии эксперимента и пока не применяется в широких масштабах.
Во-вторых, состояние применения технологии опреснения морской воды
1. Решить проблему нехватки питьевой воды
Основная область применения технологии опреснения морской воды — решение проблемы нехватки питьевой воды. Во многих частях мира ощущается нехватка питьевой воды, а технология опреснения позволяет превратить морскую воду в пригодную для питья пресную воду, обеспечивая человечество питьевой водой. В настоящее время количество опреснительных установок в мире растет год от года, а в тройку лидеров входят Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты и Израиль.
