向海水要淡水

地球被稱為水球，地表70％以上被水所覆蓋。但是，就是這顆水球，竟始終飽受干旱和饑渴之苦，因?yàn)檫@些水多是無法直接飲用和使用的咸水。于是，把咸澀的海水變成淡水，就成了人們千百年來堅(jiān)持不懈的努力目標(biāo)。

海水淡化歷史

地球表面水儲(chǔ)量的97％為海水和苦咸水。目前，全世界有一百二十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)采用海水或苦咸水淡化技術(shù)取得淡水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，海水淡化系統(tǒng)與生產(chǎn)量以每年10％以上的速度在增加。亞洲國(guó)家如日本、新加坡、韓國(guó)、印尼與中國(guó)等也都積極發(fā)展或應(yīng)用海水淡化作為替代水源，以增加自主水源的數(shù)量。海水淡化主要有蒸餾、凍結(jié)、反滲透、離子遷移和化學(xué)法等辦法。海水淡化雖然耗電耗能，成本很高，但是意義重大。 第一個(gè)海水淡化工廠于1954年建于美國(guó)。佛羅里達(dá)州的基韋斯特市海水淡化工廠是世界上最大的一個(gè)。

表面看，海水淡化很簡(jiǎn)單，只要將咸水中的鹽與淡水分開即可。最簡(jiǎn)單的方法，一種是蒸餾法，將水蒸發(fā)而鹽留下，再將水蒸氣冷凝為液態(tài)淡水。另一種海水淡化的方法是冷凍法，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(shí)，將鹽分離出去。這兩種方法都有難以克服的弊病。蒸餾法會(huì)消耗大量的能源，并在容器里產(chǎn)生大量的水垢，得到的淡水卻并不多。這是一種很不劃算的方式。冷凍法同樣要消耗許多能源，得到的淡水卻味道不佳。

1953年，一種新的海水淡化方式問世了，這就是反滲透法。這種方法利用半透膜來達(dá)到將淡水與鹽分離的目的。由于海水含鹽量高，如果用半透膜將海水與淡水隔開，淡水會(huì)通過半透膜擴(kuò)散到海水的一側(cè)，從而使海水一側(cè)的液面升高，產(chǎn)生壓力使淡水不再擴(kuò)散過來。這個(gè)過程是滲透。如果反其道而行之，要得到淡水，就要用反滲透法。反滲透法最大的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能，生產(chǎn)同等質(zhì)量的淡水，它的能源消耗僅為蒸餾法的1／40。因此，從1974年以來，世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家不約而同地將海水淡化的研究方向轉(zhuǎn)向了反滲透法。

后來，古老的蒸餾法也重新煥發(fā)了青春。通常，水在常溫常壓下要加熱到100℃才沸騰，產(chǎn)生大量的水蒸氣。傳統(tǒng)的蒸餾法通過升高溫度獲得水蒸氣，耗能巨大。而新的方法是將氣壓降下來，把經(jīng)過適當(dāng)加溫的海水，送入人造的真空蒸餾室中，海水中的淡水會(huì)在瞬間急速蒸發(fā)，全部變成水蒸氣。許多這樣的真空蒸餾室連接起來，就組成了大型的海水淡化工廠。如果海水淡化工廠與熱電廠建在一起，利用熱電廠的余熱給海水加溫，成本就更低了。 現(xiàn)在世界上的大型海水淡化工廠，大多采用新的蒸餾法。

海水淡化方法

現(xiàn)代意義上的海水淡化是在第二次世界大戰(zhàn)以后才發(fā)展起來的。那時(shí)，中東地區(qū)石油生產(chǎn)受到重視，這一地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人口快速增加，這個(gè)原本干旱的地區(qū)對(duì)淡水資源的需求與日俱增，促使海水淡化產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展起來。

20世紀(jì)60年代初，多級(jí)閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點(diǎn)蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)和熱膜聯(lián)產(chǎn)等技術(shù)相繼產(chǎn)生，使現(xiàn)代海水淡化產(chǎn)業(yè)步入快速發(fā)展時(shí)代。

實(shí)際上，一個(gè)大型的海水淡化項(xiàng)目往往是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。就主要工藝過程來說，包括海水預(yù)處理、淡化(脫鹽)、淡化水后處理等。其中預(yù)處理是指在海水進(jìn)入淡化裝置之前對(duì)其所做的必要處理，如殺除海生物，降低濁度、除掉懸浮物，添加必要的藥劑等；脫鹽則是通過上列的某一種方法除掉海水中的鹽分，是整個(gè)淡化系統(tǒng)的核心部分。后處理則是對(duì)不同淡化方法的產(chǎn)品水進(jìn)行水質(zhì)調(diào)控和貯運(yùn)等處理。

當(dāng)然，海水淡化也涉及到環(huán)境問題，比如濃鹽水的排放問題。

目前，全球海水淡化日產(chǎn)量約3500萬立方米左右，其中80％用于飲用水，解決了1億多人的供水問題。全球現(xiàn)有海水淡化廠1.3萬多座，海水淡化作為淡水資源的替代與增量技術(shù)，愈來愈受到世界上許多沿海國(guó)家和地區(qū)的重視。