海水淡化

海水淡化

海水淡化是指用海水生成饮用水的脱盐过程。

科技

关键词

海水, 脱盐, 海水淡化厂, 水, 反渗透, 蒸馏器, 蒸馏装置, 蒸馏, 离子交换, 电渗析, 半透膜, 饮水不足, 盐, 饮用水, 氯化钠, 电极, 环境破坏, 海边, 技术, 地理

相关附加项

场景

海水淡化装置

  • 海水
  • 蒸馏器
  • 脱盐水
  • 浓缩的盐溶液

蒸馏器

  • 蒸馏装置 - 在脱盐过程中,海水在蒸馏室里蒸发,将盐与水分开。然后蒸汽凝结,产生干净的饮用水。

蒸馏装置

蒸馏

  • 热压机 - 排出的蒸汽被压缩,从而被加热。
  • 热蒸汽 - 管子的升温致使海水蒸发,盐分沉淀,然后蒸汽被运送到下一个容器。
  • 海水
  • 浓缩的盐溶液
  • 脱盐水 - 在脱盐过程中,海水在蒸馏室里蒸发,将盐与水分开。然后蒸汽凝结,产生干净的饮用水。

离子交换

  • 带电树脂珠 - 氢离子与带负电的珠子表面结合,而氢氧离子与带正电的珠子表面结合。海水中的离子(包括钠离子和氯离子)也与珠子表面结合,而珠子释放出氢氧根离子和氢离子,它们形成水分子。
  • 海水
  • 脱盐水

电渗析

  • 海水
  • 脱盐水
  • 容器

反渗透

  • 海水
  • 脱盐水
  • 浓缩的盐溶液
  • 半透膜 - 当电极的极性颠倒时,电极释放的离子便可以从仪器中去掉。然后极性再次颠倒,脱盐过程继续。

动画

  • 热压机 - 排出的蒸汽被压缩,从而被加热。
  • 热蒸汽 - 管子的升温致使海水蒸发,盐分沉淀,然后蒸汽被运送到下一个容器。
  • 海水
  • 浓缩的盐溶液
  • 脱盐水 - 在脱盐过程中,海水在蒸馏室里蒸发,将盐与水分开。然后蒸汽凝结,产生干净的饮用水。
  • 带电树脂珠 - 氢离子与带负电的珠子表面结合,而氢氧离子与带正电的珠子表面结合。海水中的离子(包括钠离子和氯离子)也与珠子表面结合,而珠子释放出氢氧根离子和氢离子,它们形成水分子。
  • 海水
  • 脱盐水
  • 带电树脂珠 - 氢离子与带负电的珠子表面结合,而氢氧离子与带正电的珠子表面结合。海水中的离子(包括钠离子和氯离子)也与珠子表面结合,而珠子释放出氢氧根离子和氢离子,它们形成水分子。
  • 反离子
  • 电极 - 它们吸引带相反电荷的离子,因而这些离子从水中被提取出来。当电极的极性颠倒时,电极释放的离子便可以从仪器中去掉。然后极性再次颠倒,脱盐过程继续。
  • 电极
  • 离子的释放 - 当电极的极性颠倒时,电极释放的离子便可以从仪器中去掉。然后极性再次颠倒,脱盐过程继续。
  • 脱盐
  • 海水
  • 脱盐水
  • 浓缩的盐溶液
  • 半透膜 - 当电极的极性颠倒时,电极释放的离子便可以从仪器中去掉。然后极性再次颠倒,脱盐过程继续。
  • 半透膜 - 一个卷起的薄膜,它让水分子通过,但阻挡了在水中溶解的离子。脱盐水通常通过薄膜流回并与盐水混合,但这一过程在压力下被颠倒过来:脱盐水流经薄膜,剩下浓缩的盐溶液。
  • 孔隙

旁白

尽管在没有食物的情况下可以生存长达30到40,在没有水的情况下我们仅能生存3到4。世界上有很多地方淡水资源稀缺,因此人们尽一切可能来获取饮用水。

世界上的海水充足,但大量饮用海水是十分危险的,因为它的含盐量高,会引起脱水。一个小型家庭蒸馏器足以将少量海水淡化,但要满足更大的需求需要大规模的技术

海水淡化厂通常建在海岸边。首先用物理方法使水净化。然后有几种脱盐的方法。最简单的方法是蒸馏,此动画的工厂里使用的也是这种方法。其目的是通过将水烧开来将水里的盐分去掉。

一个蒸馏装置由几段构成,它们都含有热管。热蒸汽被抽进这些管道中,而未加热的海水从顶部喷到热管表面。海水使热蒸汽流冷却,热蒸汽在管道内凝结成淡水,在底部流出。同时,加热海水产生的蒸汽被传送至下个蒸馏段里的热管。

脱盐水从蒸馏段内的热管收集,而浓缩的盐水通过蒸馏器的底部排出。来自最后一段的蒸汽通过热压机被再次引入第一段,热压机增加蒸汽压力温度

离子交换器用带电树脂珠使海水脱盐。它们装在一个容器中,容器里有一个排水管。海水从顶部加入容器中,然后通过珠子之间的孔隙流到底部。在水流动之际,树脂珠与海水的盐分结合,积水通过过滤器流入开口。最后,脱盐水通过排水管离开容器。

起初,在带电树脂珠的表面有带正电和带负电的反离子。它们是来自水中的氢离子氢氧离子

海水中带正电的钠离子和带负电的氯离子流经空隙,它们的离子强度高于反离子的离子强度,将反离子从树脂珠的表面排斥开。因而钠离子和氯离子与珠子表面结合,被排斥的反离子再次形成水分子。过了一会,这些珠子无法结合更多的,它们需要再生。离子交换法的缺点是需要高强度的酸来将钠离子和氯离子从珠子表面清除,这转而会对环境造成严重的危害。

电渗析的过程中,海水在高压下通过薄膜抽出,这一过程运用了电流。

海水中的离子与带对应电荷的薄膜结合。带负电的氯离子与带正电的薄膜,即阳极结合,而带正电的钠离子与带负电的阴极结合。一会之后,阳极和阴极的表面无法再结合更多的,并且必须被清除

清除电渗析槽的表面还需要电流。盐离子通常与带电的表面结合;因而在它们被清除的同时,电流的流动被颠倒,因而离子与阳极和阴极的表面分离。被清除的盐离子与水一起从隔室排出。

通过反渗透法来使水脱盐取决于盐和水粒子的大小差异,而不是取决于它们的离子强度。在这一过程中,水在高压下被抽进压力容器,在压力容器中,一个由特殊塑料制成的多层半透膜放于管子周围。高压迫使海水通过这些半透膜层。

到了海水流经所有半透膜层的时候,薄膜将已过滤完所有的盐分,脱盐水通过排水管排出。被薄膜阻碍的盐分在另一个排水管聚积,作为浓缩的盐溶液离开压力容器。反渗透法是最普遍的脱盐法之一。此外,它也是最环保的方法之一,因为它不需要任何有害的化学试剂。

相关附加项

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防洪堤或者防御小型洪水的夏堤确保了对抗洪灾的防护。

供水系统

供水系统为消费者提供清洁而且安全的饮用水。

公共设施系统

满足消费者的供水、污水处理、电力、暖气和燃气供应和通讯需求的系统。

水污染

水体污染的主要来源是工业,农业和城市地区。

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蒸发地表水形成各种形状的云,水又从云中以降水的形式落回地表。

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