海水是一種非常復(fù)雜的多組分水溶液。由于其含鹽量非常高,而不能被直接使用,目前主要采用兩種方法淡化海水,即蒸餾法和反滲透法。下面,介紹幾個常用的海水淡化技術(shù)。
一、海水淡化:反滲透法(RO)
將海水加壓,使淡水透過滲透膜而鹽分被截留的淡化方法。反滲透主體設(shè)備主要由高壓泵、反滲透膜、能量回收三部分組成,無論海水、苦咸水,亦無論大型、中型、小型都適應(yīng),是海水淡化技術(shù)近二十年來發(fā)展最快的,除了中東國家,美洲、亞洲和歐洲,大中生產(chǎn)規(guī)模的裝置都以反滲透為首選,也是我國目前的首選方法。
二、海水淡化:多級閃蒸(MSF)
將經(jīng)過加熱的海水,引入到一個壓力較低的空間內(nèi),由于環(huán)境壓力低于受熱海水的溫度所對應(yīng)的飽和蒸汽壓,此時海水急速地部分汽化,產(chǎn)生蒸汽,經(jīng)冷凝而變成淡水。利用這一原理便可做成依次多個壓力逐級降低的閃蒸室進行蒸發(fā)。多級閃蒸海水淡化裝置其規(guī)模可以較大,成為大型海水淡化工廠,并可以與熱電廠建在一起,利用熱電廠的余熱加熱海水,而水電聯(lián)產(chǎn)將可以大幅度降低生產(chǎn)成本,現(xiàn)行大型海水淡化廠大多采用此法。
三、海水淡化:多效蒸發(fā)(ME)
將加熱后的海水經(jīng)多個蒸發(fā)器串聯(lián)運行的蒸發(fā)過程。也主要是與火電站聯(lián)合運行,但規(guī)模一般在日產(chǎn)萬噸以下。這包括兩種類型,一類是多效分裂式,七八十年代較盛行,稱為豎管蒸發(fā)(VTE)。操作溫度一般較高,頂溫在100~120度,歐洲和亞洲一些火電廠都在使用;另一類是低溫多效蒸餾(LT— MED),頂溫在70度左右,較前者更具競爭力,是蒸餾法中最節(jié)能的方法之一,國華黃驊電廠就是用的這項技術(shù)。
四、海水淡化:壓汽蒸餾(VC)
海水預(yù)熱后,進入蒸發(fā)器并在蒸發(fā)器內(nèi)部分蒸發(fā)。所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側(cè)。蒸汽冷凝后得到淡水,如此實現(xiàn)熱能的循環(huán)利用。其用電或蒸汽驅(qū)動,也屬于最省能的淡化方法之一。但規(guī)模一般不大,多為日產(chǎn)千噸級。。
五、海水淡化:電滲析法(ED)
電滲析以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性而脫出水中離子的淡化過程。電去離子(EDI)是一種電滲析和離子交換相結(jié)合的方法,在直流電場的作用下,實現(xiàn)電滲析過程,離子交換鹽和離子交換連續(xù)再生過程。
六、海水淡化:冷凍法
即冷凍海水使之結(jié)冰,在液態(tài)淡水變成固態(tài)冰的同時鹽被分離出去。從理論上分析,是最有前途的淡化方法之一,但目前未形成實用規(guī)模。我國海冰資源巨大,只是采集、融化、冰水除鹽等的工耗、能耗以及相關(guān)設(shè)施問題,尚需進一步做工程研究。而人工冷卻法,早在七十年代美國就著手研究,問題是從制冷、結(jié)冰、冰晶輸送、洗滁、融化以及冷量回收等單元過程太多,效率不高,成本過大。