反渗透法淡化海水原理

海水淡化原理及方法综述

摘要 介绍了海水淡化的原理和多级闪蒸、反渗透种常用的海水淡化方法，并且简要回顾了我国海水淡化的研究和技术应用情况。

关键词 海水淡化 多级闪蒸 反渗透

水对于人类的生存与发展具有重要意义，而能被人类利用的淡水资源仅占全球水总储量的0．77%。随着淡水资源短缺的形势日趋严峻，人们寄希望于新的淡水资源的开发。海水淡化作为开发新的淡水资源的重要手段日益受到重视。

1 海水淡化的原理

海洋水占全球水总储量的96．5%，而人类有近七成居住在距大海不到10公里的地方，因此海水淡化成为新水源开发的必然趋势。海水淡化就是将海水脱除盐分变为淡水的过程。

1．1 海水的水质特点［1］

海水水质的主要特点是：1)含盐量高，一般在35 g/左右；)腐蚀性大；3)海水中动、植物多；4)海水中各种离子组成比例比较稳定（见表1）；（5）pH变化小，海水表层pH在8．1~8．3范围内，而在深层pH则为7．8左右。

1． 海水淡化方法分类及其原理

根据分离过程，海水淡化主要包括蒸馏法、膜法、冷冻法和溶剂萃取法等。蒸馏法海水淡化是将海水加热蒸发，再使蒸气冷凝得到淡水的过程，又可分为多级闪蒸、多效蒸发和压气蒸馏。膜法海水淡化是以外界能量或化学势差为推动力，利用天然或人工合成的高分子薄膜将海水溶液中盐分和水分离的方法，由推动力的来源可分为电渗析法、反渗透法等。冷冻法海水淡化是将海水冷却结晶，再使不含盐的碎冰晶体分离出并融化得到淡水的过程［3］。溶剂萃取法海水淡化是指利用一种只溶解水而不溶解盐的溶剂从海水中把水溶解出来,然后把水和溶剂分开从而得到淡水的过程［3］。

海水淡化的历史可以追溯到公元3世纪，当时的水手用海绵吸收海水蒸发出的水蒸气，然后将凝结的淡水挤出以供旅途之需。海水淡化真正实现装机应用是在18世纪后期。最早的海水淡化处理厂于1881年在地中海马耳他岛上建成，岛上的饮用水大部分来源于海水淡化处理［4］。现代海水淡化方法的早期研究开发中，蒸馏法特别是多级闪蒸法应用最为广泛。近二十年来反渗透技术发展速度很快，在海水淡化领域的总容量已经接近多级闪蒸的容量份额。

- 1 - 海水淡化膜反渗透

海水淡化膜反渗透是一种目前被广泛应用于海水淡化技术的方法。它的原理是利用高压力将海水经过一种特殊的膜过滤器进行过滤，从而将其中的盐分、杂质等物质分离出去，从而得到淡水。

这种膜反渗透技术具有许多优点，例如能够高效地去除盐分、杂质等物质，不需要化学品或其他处理剂，对环境无污染，能够满足大规模海水淡化的需要等等。而且，随着技术的不断发展，海水淡化膜反渗透的能效比和产水量也不断提高，成本也不断降低，因此被越来越多的地区采用。

不过，海水淡化膜反渗透也存在一些问题，例如膜的污染、膜的寿命等等，需要不断进行研究和改进。此外，海水淡化膜反渗透的能源消耗也比较大，这也是需要解决的问题之一。

总的来说，海水淡化膜反渗透是一种非常有前景的技术，可以为那些缺水的地区提供可靠、高效、环保的淡水资源，也有望成为未来淡水资源开发的主要方式之一。

作者：Abao005

浅析反渗透在海水淡化中的应用

摘 要：海水淡化自古以来就是人们梦寐以求的，现在已经变为现实，尤其是近几年来，反渗透技术由于其投资少、能耗低、成本便宜、建设周期短等优点。已多次在国际海水淡化会化招标中胜出。本文主要介绍反渗透技术的发展，介绍了膜、组器、设备以及应用工艺的创新性开拓，其中包括不对称膜、复合膜。

关键词：海水淡化，渗透，反渗透，膜分离

1 引言

海水的组成很复杂，已知海水中含有80 多种化学元素，主要以离子形式存在。在海水浓缩、结晶过程中，则以盐的形式析出。其中Cl - ，Na + ，Mg

2+ 等11 种含量超过1 × 10 - 6 的元素是海水的主要成份，占海水总含盐量的99.58% 。此外，海水中还存在某些同位素，重要的有氢的同位素氘等。海水中也溶解有多种气体，含量最多的为二氧化碳、氮和氧。空气中的稀有气体氩、氦和氖，在海水中也有微量存在。溶解在海水中的二氧化碳，与淡水中的情况不同，淡水中的二氧化碳主要是以游离状态存在，可用煮沸或减压等方法驱除。海水中的二氧化碳除少量是游离状态外，主要是以碳酸根及碳酸氢根形式存在，需加入强酸方可逐出，用一般的方法难以驱逐。海水中还含有各种数量不等的无机和有机悬浮物，因此要从海水中提取淡水并不是一件很容易的事。

世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。反渗透法于20世纪70年代起用于海水净化，经过几十年的发展，随着反渗透膜性能提高、预处理技术进步、能量回收率的提高等，已成为投资最省、成本最低、应用范围广泛的海水淡化技术，也是目前最清洁的方法。

一、反渗透简介

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

海水淡化反渗透法原理

海水淡化反渗透法是一种利用反渗透膜技术将海水中的盐分去除，从而得到淡水的方法。这种方法已经被广泛应用于世界各地的海岸地区，成为解决淡水短缺问题的有效手段。

反渗透法的原理是利用半透膜将水分子从盐分子中分离出来。半透膜是一种具有特殊孔径大小的膜，它可以让水分子通过，但是盐分子却无法通过。当海水通过反渗透膜时，水分子会被膜过滤，而盐分子则被留在膜的另一侧。这样，就可以得到淡水。

反渗透法的过程需要一定的压力来推动海水通过反渗透膜。通常，海水淡化厂会使用高压泵来产生足够的压力，以便将海水推入反渗透膜中。在膜的另一侧，淡水则被收集起来，而盐分则被排出。

反渗透法的优点是可以将海水中的盐分去除，从而得到纯净的淡水。这种方法不需要使用化学药品，因此对环境的影响较小。此外，反渗透法的设备比较简单，易于维护和操作。

然而，反渗透法也存在一些缺点。首先，这种方法需要消耗大量的能源，因为需要使用高压泵来推动海水通过反渗透膜。其次，反渗透法的设备比较昂贵，需要大量的投资。此外，反渗透法的膜容易受到污染，需要定期更换。

总的来说，海水淡化反渗透法是一种有效的方法，可以解决淡水短缺问题。虽然这种方法存在一些缺点，但是随着技术的不断进步，相信这些问题也会逐渐得到解决。