海水淡化
发表时间:2021/02/04 23:04:32 浏览次数:2088
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全球淡水告急!世纪之交的各种传媒，整天谈论缺水问题。的确，在人类面临的资源危机中，除能源危机之外，最为人担忧的是淡水危机。
我们常说我们的地球是个水球，到处都是水。但是，供人类生存、发展使用的淡水却少得可怜。全球水量中，97％是又苦又咸，不能饮用、不能灌溉、不能烧锅炉、不能洗涤的海水。3％的淡水的绝大部分又冻结在极地、高山的冰雪中。深埋在地下、悬浮于空气中的淡水也无法直接利用。其结果是，大约只有0．007％的存在于江、河、湖泊、水库和浅地层中的淡水是人类可以利用的。
由于淡水分布的不均匀，地球陆地本来就有60％的地方是缺水地区和根本无水的沙漠。目前，全世界大约三分之一的人口生活在缺水状态中。据预测，到2025年，全世界三分之二的人口将生活在缺水状态中。现在，世界上已经有些地区，如中东地区，正在为争水而打仗。有一份权威性的研究报告说：“除非我们改进淡水供给政策，否则我们将可能因缺水而引起大规模冲突，发生大灾难。”
淡水危机闹到如此严重的程度是不奇怪的。3000年前的铜器时代，全球人口不过2—3千万，现在已经突破60亿。中国人口在清朝以前，长期保持在5—9千万之间，现在已经突破12亿。为满足最低需要，一个人一天要喝2—2.5升水。为保证一人一天之需，古代人一两担（50升）水就足够了。现代城市居民，一天每人没有300升水，就不能保持生活的舒适。现代农业、工业都消耗大量淡水，没有水，工农业便不能发展。淡水缺乏如此急迫，向海洋索取淡水成为刻不容缓的任务。
海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海时代，英国王室曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。但是，至今尚无人得到这一赏格。因为到目前为止，海水淡化的方法虽然有了320多种，但是，还没有一种达到该赏格规定的“物美价廉”的标准。
“物美价廉”、“经济合算”也是相对而言的。以石油为能源，从海水生产出来的淡水，可能比油还贵。但是，在特定情况下，还是值得的。大航海时代就已经有蒸馏器供远航帆船应急之用。轮船时代，几乎所有远洋商船和作战舰艇上都安装了应急的海水淡化设备。尽管这些海水谈化设备除了例行“试车”，几乎从来没有投入使用过，按照海上安全航行制度规定，一切有关舰船在设计的时候，都不能缺少应急海水淡化设备。
一些小型海岛，在国防、科学研究、资源开发方面地位十分重要。为保证驻岛人员的生活，除从大陆运送淡水外，安装代价昂贵的海水谈化装置也是必要的。如我国西沙群岛、南沙群岛驻军单位和海洋观测站上都有海水淡化装置，并经常投入使用。
盛产石油、经济富有的中东国家，大多是干旱的沙漠地区。在这样的地区，水比油贵并不认为是不合算的。他们花费一些石油和金钱，大规模淡化海水，供应人们的生活，浇灌树木花草，美化环境。他们觉得这是很值得的。
正因为如此，20世纪50年代以后，海水谈化，作为一门现实的应用技术，发展很快。在已经开发的20几种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法达到了工业规模的生产应用。
电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下，海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；负离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。
反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了，因此叫做反渗透，或逆渗透。
蒸馏法的原理很简单，就是我们在实验室里制备蒸馏水的原理。把海水烧到沸腾，淡水蒸发为蒸汽，盐留在锅底，蒸汽冷凝为蒸馏水，即是淡水。
这种古老的海水淡化方法，消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水。现代多级闪急蒸馏淡化使古老的蒸馏法焕发了青春。
水在常规气压下，加热到100℃才沸腾成为蒸汽。如果使适当加温的海水，进入真空或接近真空的蒸馏室，便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。利用这一原理，做成多级闪急蒸馏海水淡化装置。此种淡化装置可以造得比较大，真空蒸发室可以造得比较多，连接起来，成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂，可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水。水电联产，可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂，大多采用此法。如果太阳能蒸发淡化法能够投入实用，古老的蒸馏淡化技术又上一个节能的新台阶。
目前，海水淡化基本上也已经形成新兴产业部门。1975年，全世界海水淡化日产量达200万吨。此后，以每两年翻一番的速度增长。
1975年，香港建成一个日产18万吨的海水淡化厂，在当时属于世界先进的淡化厂。祖国从1965年开始向香港供水。引用充沛的东江水，不断扩大“东深供水工程”，保证香港发展充足用水。1975年建成的大型海水淡化厂成了备用设备。
1983年，沙特阿拉伯吉达港建成日产30万吨海水淡化厂。接着，巴林建成日产10万吨海水淡化厂。科威特海水淡化能力日产100多万吨。中东盛产石油的富国，人民生活用水基本上已可完全依靠海水淡化来供应。
海水谈化技术的进步鼓舞着我们，人类必能最终找到生产大量廉价淡化海水的方法，最终克服淡水紧缺的威胁。在这个问题彻底解决之前，我们应当实行节约用水。
我们常说我们的地球是个水球，到处都是水。但是，供人类生存、发展使用的淡水却少得可怜。全球水量中，97％是又苦又咸，不能饮用、不能灌溉、不能烧锅炉、不能洗涤的海水。3％的淡水的绝大部分又冻结在极地、高山的冰雪中。深埋在地下、悬浮于空气中的淡水也无法直接利用。其结果是，大约只有0．007％的存在于江、河、湖泊、水库和浅地层中的淡水是人类可以利用的。
由于淡水分布的不均匀，地球陆地本来就有60％的地方是缺水地区和根本无水的沙漠。目前，全世界大约三分之一的人口生活在缺水状态中。据预测，到2025年，全世界三分之二的人口将生活在缺水状态中。现在，世界上已经有些地区，如中东地区，正在为争水而打仗。有一份权威性的研究报告说：“除非我们改进淡水供给政策，否则我们将可能因缺水而引起大规模冲突，发生大灾难。”
淡水危机闹到如此严重的程度是不奇怪的。3000年前的铜器时代，全球人口不过2—3千万，现在已经突破60亿。中国人口在清朝以前，长期保持在5—9千万之间，现在已经突破12亿。为满足最低需要，一个人一天要喝2—2.5升水。为保证一人一天之需，古代人一两担（50升）水就足够了。现代城市居民，一天每人没有300升水，就不能保持生活的舒适。现代农业、工业都消耗大量淡水，没有水，工农业便不能发展。淡水缺乏如此急迫，向海洋索取淡水成为刻不容缓的任务。
海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海时代，英国王室曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。但是，至今尚无人得到这一赏格。因为到目前为止，海水淡化的方法虽然有了320多种，但是，还没有一种达到该赏格规定的“物美价廉”的标准。
“物美价廉”、“经济合算”也是相对而言的。以石油为能源，从海水生产出来的淡水，可能比油还贵。但是，在特定情况下，还是值得的。大航海时代就已经有蒸馏器供远航帆船应急之用。轮船时代，几乎所有远洋商船和作战舰艇上都安装了应急的海水淡化设备。尽管这些海水谈化设备除了例行“试车”，几乎从来没有投入使用过，按照海上安全航行制度规定，一切有关舰船在设计的时候，都不能缺少应急海水淡化设备。
一些小型海岛，在国防、科学研究、资源开发方面地位十分重要。为保证驻岛人员的生活，除从大陆运送淡水外，安装代价昂贵的海水谈化装置也是必要的。如我国西沙群岛、南沙群岛驻军单位和海洋观测站上都有海水淡化装置，并经常投入使用。
盛产石油、经济富有的中东国家，大多是干旱的沙漠地区。在这样的地区，水比油贵并不认为是不合算的。他们花费一些石油和金钱，大规模淡化海水，供应人们的生活，浇灌树木花草，美化环境。他们觉得这是很值得的。
正因为如此，20世纪50年代以后，海水谈化，作为一门现实的应用技术，发展很快。在已经开发的20几种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法达到了工业规模的生产应用。
电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下，海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；负离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。
反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了，因此叫做反渗透，或逆渗透。
蒸馏法的原理很简单，就是我们在实验室里制备蒸馏水的原理。把海水烧到沸腾，淡水蒸发为蒸汽，盐留在锅底，蒸汽冷凝为蒸馏水，即是淡水。
这种古老的海水淡化方法，消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水。现代多级闪急蒸馏淡化使古老的蒸馏法焕发了青春。
水在常规气压下，加热到100℃才沸腾成为蒸汽。如果使适当加温的海水，进入真空或接近真空的蒸馏室，便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。利用这一原理，做成多级闪急蒸馏海水淡化装置。此种淡化装置可以造得比较大，真空蒸发室可以造得比较多，连接起来，成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂，可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水。水电联产，可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂，大多采用此法。如果太阳能蒸发淡化法能够投入实用，古老的蒸馏淡化技术又上一个节能的新台阶。
目前，海水淡化基本上也已经形成新兴产业部门。1975年，全世界海水淡化日产量达200万吨。此后，以每两年翻一番的速度增长。
1975年，香港建成一个日产18万吨的海水淡化厂，在当时属于世界先进的淡化厂。祖国从1965年开始向香港供水。引用充沛的东江水，不断扩大“东深供水工程”，保证香港发展充足用水。1975年建成的大型海水淡化厂成了备用设备。
1983年，沙特阿拉伯吉达港建成日产30万吨海水淡化厂。接着，巴林建成日产10万吨海水淡化厂。科威特海水淡化能力日产100多万吨。中东盛产石油的富国，人民生活用水基本上已可完全依靠海水淡化来供应。
海水谈化技术的进步鼓舞着我们，人类必能最终找到生产大量廉价淡化海水的方法，最终克服淡水紧缺的威胁。在这个问题彻底解决之前，我们应当实行节约用水。
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