海水淡化:太陽能蒸餾法和電透析法
太陽能蒸餾法
人類早期利用太陽能進(jìn)行海水淡化,主要是利用太陽能進(jìn)行蒸餾,所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。餾系統(tǒng)被動(dòng)式太陽能蒸餾系統(tǒng)的例子就是盤式太陽能蒸餾器,人們對它的應(yīng)用有了近150年的歷史。由于它結(jié)構(gòu)簡單、取材方便,至今仍被廣泛采用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中于材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。與傳統(tǒng)動(dòng)力源和熱源相比,太陽能具有安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),將太陽能采集與脫鹽工藝兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合是一種可持續(xù)發(fā)展的海水淡化技術(shù)。太陽能海水淡化技術(shù)由于不消耗常規(guī)能源、無污染、所得淡水純度高等優(yōu)點(diǎn)而逐漸受到人們重視。太陽能蒸餾法就是采用簡單的太陽能蒸餾器。該蒸餾器由一個(gè)水槽組成,水槽內(nèi)有一個(gè)黑色多孔的氈心浮洞,槽頂上蓋有一塊透明、邊緣封閉的玻璃覆蓋層。太陽光穿過透明的覆蓋層投射到黑色絕熱的槽底,轉(zhuǎn)換為熱能。因此,塑料芯中的水面溫度總是高于透明覆蓋層底的溫度,水從氈芯蒸發(fā),蒸汽擴(kuò)散到覆蓋層上冷卻為液體,排入不透明的蒸餾槽中。
電透析法
電透析法的原理是將很多的陰/陽離子薄膜交錯(cuò)地串聯(lián)在一起,電解質(zhì)溶液則在膜間流動(dòng),兩側(cè)施加直流電的電壓之后,陽離子向陰極移動(dòng)而陰離子向陽極移動(dòng)。其中陰離子可順利通過陰離薄膜,但再往前移動(dòng)時(shí)卻被鄰近的陽離子膜擋住。同樣,陽離子也可以順利地通過陽離子膜而無法通過陰離子膜。最終將分離得到低電解質(zhì)濃度的溶液(淡水)以及高電解質(zhì)濃度的溶液(鹵水)。電透析法所耗用的能源與溶液中鹽類含量成正比,實(shí)際的脫鹽率介于75%~99%之間。
此方法較少被應(yīng)用在海水淡化方面,因海水所含的TDS 較高,耗電能較逆滲透法高,經(jīng)濟(jì)效益較差,因此此方法多用于淡化堿水。
電透析法的商業(yè)化應(yīng)用始于60年代,比逆透法早10年,其中往復(fù)式電透析法可以大幅度地改善積垢的問題,已成為電透析法的主流。在80年代因使用脂肪質(zhì)陰離子薄膜的緣故,使得往復(fù)式電透析法較以前有了較大的改善。
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