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漫谈海水淡化技术的前世今生

2017-8-16 10:36| 发布者: candy| 查看: 4342| 评论: 0|来自: 工业水处理

地球上71%的面积被海洋覆盖,但人类生产生活所需的淡水资源却相对匮乏。从数据来看,地球上的水总体积约有13亿8600万立方千米,海洋约占地球总水量为96.53%,湖泊咸水和地下咸水占0.94%,淡水资源只有约3500万立方千米,只占总水量的2.53%,再除去无法取用的冰川和高山冰冠中的水,陆地上可利用的淡水湖、地下水和河流的水量不到地球总水量的1%。因此,对资源丰富的海水加以开发和利用,使之变成淡水,一直是人们探索的方向。


海水淡化(sea water desalination)是人类追求了几百年的梦想,它是利用海水脱盐工艺生产淡水,以提供饮用水和工农业用水。这可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,不引入其他杂质,可保证水质优良,保障沿海居民饮用水和工农业用水,有时食用盐也会作为副产品被生产出来,一举两得。

海水淡化的发展简史及现状

从浩瀚的海洋中去除盐份,提取淡水,这是人类始终不渝的追求。四百年来,作为人类探索海洋的一部分,"海水淡化"这艘大船一直在航行……

15世纪末到16世纪

世界大航海时代,英国王室曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。当时欧洲探险家在漫长的航海旅行中,用船上的火炉煮沸海水后冷却凝结,以制造淡水。这是日常生活的经验,也是海水淡化技术的开始。1560年,世界上第一个陆基海水脱盐工厂诞生在突尼斯的一座海岛上。1675年和1680年海水蒸馏淡化的专利在英国诞生。

17世纪

1675年和1680年海水蒸馏淡化的专利在英国诞生。

18世纪

提出了冰冻海水淡化技术。

19世纪

伴随着蒸汽机的发明,出现了浸没式蒸馏器;1872年,智利研发出了世界首台太阳能海水淡化装置,日产2万立方米淡水;1884年,英国建成第一台船用海水淡化器;1898年,俄罗斯投产了本国第一家基于多效蒸发原理的海水淡化工厂,日产淡水达到1230立方米。

20世纪早期

仅有少数几个国家英国、美国、法国和德国掌握海水淡化设备制造技术,也只有在蒸汽轮船上和中东少数几个港口使用到海水淡化装备。值得称赞的是,1920年前后,中国在山东省威海市刘公岛上已有了一座海水淡化蒸馏塔。


20世纪50年代后

现代意义上的海水淡化技术则是在第二次世界大战以后才发展起来的。1954年,电渗析海水淡化装置问世。同年,世界上第一座海水淡化工厂建于美国,现在仍在得克萨斯的弗里波特运转着。1957年,多级闪急蒸馏法海水淡化技术(MSF)揭开了海水淡化发展历史上的新一页。1960年,反渗透法海水淡化装置问世。1975年,低温多效海水淡化技术在原有多效蒸馏基础上进行改进后,得到一定规模的推广。20世纪80年代以来,反渗透技术不断取得突破,使其成为耗能最低、投资运行最快的海水淡化技术,得到迅速的发展。

全球海水淡化市场分布


目前,海水淡化产业及装置已覆盖沙特阿拉伯、以色列、意大利、希腊等中东和地中海沿岸国家、以及美国、英国、中国、日本和澳大利亚等世界150多个国家和地区。

其中,中东地区因水资源严重匮乏,同时又是石油资源富集地区,经济实力雄厚,对海水淡化技术和装置的迫切需求及海水淡化发展的经济基础使得该地区成为目前世界海水淡化装置的主要分布地区,仅这一地区的沙特、阿联酋、科威特、卡塔尔和巴林五国的海水淡化装置总产水量,就占到全球总量的44.3%。

在有些波斯湾沿岸国家,海水淡化量已占本国淡水使用量的80%~90%。与之形成对比的是,全球第一个现代海水淡化工厂的诞生地美国的海水淡化总量仅占到全球的15%,而技术相对发达的欧洲,占比也仅为12%。

目前的数据显示,沙特仍然是全球第一大淡化海水生产国,其产量约占全球总产量的18%。2015年,以色列70%的水来自海水淡化,还产生了全球知名的海水淡化公司IDE。

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