在下麵的指南中,我們概述了海水淡化的一些重要方麵。
我們討論了它是什麼,不同的類型和方法,使用的過程,目前在世界上使用它的例子,等等。
什麼是海水淡化,它是如何工作的?
脫鹽是從水中去除鹽分以產生淡水的過程。
更具體地說,脫鹽過程是從不同類型的水中去除鹽和其他不需要的礦物質、顆粒和雜質(包括汙染物),這些水包括鹽水、鹹水和半鹹水(這些水都含有不同水平的鹽和不同濃度的溶解固體總量)。
gov資源更詳細地介紹了不同類型的水及其組成
海水淡化通常將海水轉化為飲用水(飲用水)或非飲用水(不能消耗的水,但可以用於其他用途,如農業灌溉和不同的工業用途)
大規模與小規模海水淡化
大規模和小規模的海水淡化都存在。
大規模的海水淡化為更廣泛的社會生產大量的淡水,而小規模的海水淡化可以在個人層麵上使用小型的“反滲透膜”產品和類似的產品。
海水淡化也可用於中小型規模的船隻和潛艇
本指南側重於為社會提供大規模的海水淡化,即生產大量水的海水淡化廠
沿海海水淡化設施vs內陸海水淡化設施
這兩類海水淡化設施的主要區別是:
-沿海海水淡化設施位於海岸線上,主要用於海水淡化
-內陸海水淡化設施位於遠離海岸的內陸,處理來自蓄水層和河流等來源的微鹹水(鹽度低於海水)
wired.com指出:“(內陸海水淡化廠)比沿海工廠效率更高……”
地圖顯示世界上所有內陸和沿海海水淡化廠的位置
Wired.com也有一張地圖,上麵顯示了世界上所有沿海和內陸海水淡化廠的位置,還指出了每個工廠的能力,以及產出水流向的行業/部門(即產出水的客戶是誰)。
海水淡化設施,技術,過程和方法
有兩種主要的海水淡化設施,它們使用不同的技術:
1.基於熱海水淡化
通常包括加熱含鹽量高的水,收集更純的水蒸氣,然後泵出鹵水副產品。
熱脫鹽是一種更古老、更傳統的技術,過去主要用於脫鹽設施。
2.基於膜海水淡化
通常需要將含鹽量高的水加壓通過幾個過濾器或“膜”來去除鹽分。
基於膜的海水淡化技術是近年來使用頻率更高的技術。
上述的脫鹽設施/技術采用不同的工藝/方法,將含鹽量較高的水轉化為淡水:
基於熱海水淡化
- - - - - -蒸餾
蒸餾法有幾種形式,但蒸餾法包括將含鹽量較高的水煮沸以獲得水蒸氣,然後將水蒸氣冷凝,將其與原始給水中的鹽和其他不需要的雜質分離。
多級閃蒸蒸餾可能是世界範圍內使用較多的蒸餾方法之一。
基於膜海水淡化
——滲透
使用膜技術的最廣泛的過程或方法是“反滲透”(也被稱為“RO”)
wired.com指出,“現在RO設備生產全球69%的脫鹽水”,原因是(轉述)“[這個過程更便宜和更有效,因為RO需要更少的壓力和能量來過濾海水,產生更少的鹽水]”
話雖如此,wired.com還指出,“(反滲透法對高含鹽量的水效率最低,而對含鹽量較低的水效率更高)”
關於這些技術、過程和方法的其他信息
Wikipedia.org在他們的報告中列出並解釋了不同的技術、過程和方法,如其他形式的蒸餾和滲透法
他們還描述了其他形式的海水淡化,如“凍融海水淡化”和“微生物海水淡化”
edu還提到了第三種脫鹽方式——電脫鹽。
Ide-tech.com也在指南中提供了更多關於不同技術的信息
海水淡化產品的廢物-鹽水
“鹽水”是海水淡化的主要副產品。
鹵水是一種高濃度的鹽水
鹵水在排放時可能會有幾種潛在的環境影響,但可能有幾種方法可以減少這種環境影響
目前,世界上大部分鹽水可能來自少數國家,這些國家目前運行著陳舊、效率更低的海水淡化廠
世界上大部分的鹽水來自哪裏
據wired.com報道:“⋯⋯隻有沙特阿拉伯、阿拉伯聯合酋長國、科威特和卡塔爾這四個國家生產全球55%的脫鹽鹽水(這些鹽水主要來自沿海工廠,使用的是……)陳舊、低效的熱電廠(而不是世界其他國家使用的RO工廠)。”
世界各地海水淡化的例子
海水淡化技術在世界各地得到廣泛應用,許多工廠目前位於中東
一些城市已經從海水淡化中獲得了很大一部分的供水
目前有多少海水淡化廠在運行?
維基百科顯示,目前全球有21000家海水淡化廠在運行
根據2017年的數據,全球約有18426個海水淡化設施,分布在150個國家,總容量約為229億美元加侖(twdb.texas.gov)
目前世界上大多數海水淡化廠位於哪裏?
2015年,53%的海水淡化廠位於中東,17%位於北美。
城市使用脫鹽的例子,以獲得更大比例的水供應
西澳大利亞的珀斯就是一個典型的例子,目前該市的大部分水來自脫鹽和地下水的結合.
wikipedia.org提到,目前世界上最大的海水淡化廠位於沙特阿拉伯,而阿聯酋、沙特阿拉伯和以色列擁有一些最大的工廠(就能力而言)。
海水淡化要花多少錢?
海水淡化的成本在不同國家的不同地區之間可能有所不同,隨著時間的推移,海水淡化技術的改進或發展可能會降低成本。
然而,目前各種報告表明,海水淡化可能是生產成本最高的水源,而微鹹海水淡化排在第四位(僅次於水回用)。
mercurynews.com的一份報告指出(轉述自圖表/表格),從不同水源生產水的價格如下:
海水淡化- $2200至$4300
間接飲用水再利用- 1600 - 2700美元
非飲用再利用- 1500至2100美元
半鹹水脫鹽- 950至1800美元
雨水收集- 570到1600美元
地表水:386 - 1884美元
地下水——90 - 960美元
此外,wikipedia.org提到(轉述),運輸成本(將脫鹽水從產地運輸到更遠的地方,並必須用泵輸送更遠的距離)會顯著增加成本。
wikipedia.org也有一個表格,顯示了不同形式的海水淡化的成本,其中反滲透法每升成本最低
它們還顯示了不同國家海水淡化的供應成本,以每立方米、每人、每天為基礎計算,美國是最昂貴的國家之一
海水淡化機,單元和係統
一些公司生產用於船舶和潛艇的海水淡化機、單元和係統,以及其他中型海水淡化生產。
便攜式海水淡化過濾器,手動泵和套件
小型和/或便攜式脫鹽過濾器,手動泵,套件和類似的產品也可供個人使用
海水淡化的潛在優點和缺點
閱讀更多關於本指南中闡述了海水淡化的潛在優點和缺點.
海水淡化與循環水的比較
我們將在一起一個單獨的指南概述了兩者之間的區別,並提供了海水淡化和水循環的比較.
來源
1.http://large.stanford.edu/courses/2011/ph240/parise2/
2.http://www.twdb.texas.gov/innovativewater/desal/faq.asp#title-18
3.https://www.ide-tech.com/en/solutions/desalination/what-is-desalination/?data=item_1
4.https://brandongaille.com/22-top-pros-and-cons-of-desalination/
5.https://www.wired.com/story/desalination-is-booming-but-what-about-all-that-toxic-brine/
6.https://en.wikipedia.org/wiki/Desalination
7.https://www.mercurynews.com/2019/09/27/100-million-desalination-project-to-be-led-by-lawrence-berkeley-national-lab