解决人类生存之根本问题——海水淡化

水资源紧张是全世界面临的严重问题之一，海水淡化是解决这一问题的根本途径。目前，海水淡化方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法、磁力淡化法等，但都不是太理想，蒸馏法成本高，工艺设备复杂，出水率低；电渗析法、反渗透法需要有离子或介质的透过，要求能量大，因而能耗高，并且对水的预处理要求条件苛刻，离子交换膜或反渗透膜易污染、维护量大；磁力淡化法主要靠磁场的洛化兹力，一般洛化兹力较小或太小，很难克服水流的惯性而发生作用，不足以使阴、阳离子很好地分离，淡化效果差、水质低、出水量小，淡化效果很差。 本方案提供了一种更好的海水淡化方法及装置，该方法成本低，能耗低，对水的预处理要求低，淡化效率高，淡化质好，工艺设备简单合理，易于施行。 此海水淡化方法是由电极电场和导电隔板通过离子极化来实现的，在阴、阳电极板间间隔放置与电极板平行的两个以上的导电隔板，形成多个制水工作室，海水从工作室的一端流入，经过工作室从其另一端流出，出口处将水分离，从导电隔板两侧汇出盐水，从导电隔板间的中间部位收集淡水。 该方法中，在海水流过制水工作室的过程中，在电场力的作用下，海水中的阴、阳离子分别向两边的电电隔板偏转运动，在导电隔板上极化，导电隔板的两侧形成阴、阳离子的高浓度区，导电隔板间的中间部位成了阴、阳离子的低浓度区，即淡水区，从而使部分海水得到淡化。 根据上述方法设计的一种海水淡化装置，包括海水进水口，阴、阳电极板、盐水出口和淡水出口，其阴、阳极板间间隔放置与电极板平行的两个以上的导电隔板，导电隔板以及与电极板间由绝缘导水分水夹框并固定，形成矩阵结构，导电隔板间为制水工作室，导电隔板与电极板间为电极室，海水进水口位于制水工作室的另一端，盐水出口和淡水出口位于制水工作室的另一端，盐水出口在导电隔板的端点部位，淡水出口在导电隔板间的中间部位。 由于离子的运动速度小，为了保证阴、阳离子的有效分离，达到有效淡化的目的，导电隔板间的距离小一些好，导电隔板的长度长上些好。 为了便于淡水和盐水的分流，淡水出口和盐水出口间有分流板，起导向分流作用。 本装置可几套并用，横向组装或纵向叠装使用都可以，扩大规模，以提高淡水产量。 本方案中，电极反应属一种不利反应，应尽量控制，将电极反应控制在电极室内。可增加导电隔板个数以及控制两极电压等，不能使导电隔板间的电压超过电解电压，防止导电隔板上出现电极反应。 由于酸、碱的腐蚀电极和导电隔板应当具有抗腐蚀性能，电极可以是钛（或钼）镀铂电极、铅电极、二氧化钌电极、不锈钢电极、石墨电极等。导电隔板最好是电阻小的防腐蚀材料，如可以是钛薄板，不锈钢薄板，有机防腐蚀导电复合材料等。 导电隔板间以及电极板间的绝缘导水分流框，使用常规的绝缘材料即可，选用抗腐蚀、抗老化的材料更好，常用的有塑料、环氧树酯、玻璃、陶瓷、橡胶、复合材料等。 在阴、阳电极板之间有多导电隔板，在电场力的作用下，阳极室的阴离子向阳极移动，阴极室的阳离子向阴极移动，分别在两端电极上产生电解反应。导电隔板间的阴、阳离子作反向运动，分别移向两边的导电隔板，导电隔板两侧形成了阴、阳离子的密区，一侧为阳离子，一侧为阴离子，海水流至导电隔板的末端时，导电隔板两侧形成的区域Ⅰ为阴、阳离子高浓度区，为盐水区，导电隔板间的中间部位形成的区域Ⅱ为阴、阳离子的低低浓度区，为淡水区，从而达到海水淡化的目的。 电极1依附在电极骨架2上，电极板之间有导电隔板7，导电隔板之间以及与电极板之间由环氧树酯导水分水尖框6分隔并固定，形成电极室14和制水工作室15。海水进水口3位于制水工作室的一端，在其另一端，淡水出口和盐水出口11、8处设有分流板16，起分流作用，便于淡水和盐水的分流。 海水从海水进口3进入淡化装置，通过海水布水管4流到各海水布水口5，布水口5最好设在工作水室15端部的中间部位，使海水从中间流入工作室中，且控制水流速度，有利于离子的定向移动，以便取得更好地淡化效果。在制水工作室15中，水中的阴、阳离子受电场力的作用，分别向两边的导电隔板移动，导电隔板7两侧便函分别形成阴离子和阳离子的密集区，并且两侧的正、负电性相互吸引，使得阴、阳离子更集中、更密集，随着水流，一同携手流出口，到分流板16处，经分流后，导电隔板两侧的高离子浓度水即盐水，便沿盐水出口8，经盐水汇水管9，最后由盐水汇出口10流出。同时，两导电隔板7中间的水中的阴、阳离子浓度就相应变低，为阴、阳离子的低浓度区即淡水区，该淡水便沿淡水出口11，经淡水汇水管12，最后从淡水汇出口13流出，从而得到淡水。 本淡化装置使用过程中，由于阴极室显碱性，可形成Mg(OH)2成和CaCO3的沉淀沉积，操作时，可间隔一段调换电极性，改变电场方向，则Mg(OH)2和CaCO3便因改变环境而溶解，无需另处再清理或更换电极，并且使电极的性能得到保证。 综上所述可以看出，本系统具有以下优点： （1）工艺设备简单合理，易于施行。 （2）原理可靠，方法简单，成本低，只需使离子移动，无需使离子穿透或介质透过，所需能量小，能耗低，并且无需对水进行严格的预处理，适应性能好。 （3）矩阵式多导电隔板的电场分离，同一隔板的两侧带不电性相反的离子，阴、阳离子更集中更密集，加上分流板的作用，本系统淡化水质好，淡化效率高。 （4）容易实现装置的组合使用，便于提高淡化水产量。 （5）本系统利用的是海水中的阴、阳离子在导电隔板上的极化现象，是区别于电渗析法和反渗透法的又一种使海水淡化的新方法，值得推广应用

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　　海水淡化设备(www.membran.cn)是指专门用来淡化海水的设备，海水淡化主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法将海水进行淡化处理。

　　海水由于其含盐量非常高，而不能被直接使用，主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法。

　　蒸馏法

　　蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。反渗透膜法适用面非常的广，且脱盐率很高，因此被广泛使用。反渗透膜法首先是将海水提取上来，进行初步处理，降低海水浊度，防止细菌、藻类等微生物的生长，然后用特种高压泵增压，使海水进入反渗透膜，由于海水含盐量高，因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点，经过反渗透膜处理后的海水，其含盐量大大降低，TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化后的水质甚至优于自来水，这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。

　　反渗透法

　　海水含盐量高、硬度高，对设备腐蚀性大，而且水温季节性变化较大 使得反渗透海水淡化系统比常规的苦咸水脱盐系统要复杂得多，工程投资和能耗也高得多。因此 通过精心的工艺设计，合理的设备配置来降低工程投资和能耗，从而降低单位制水成本，并确保系统稳定运行就显得格外重要。

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