苦咸水淡化处理技术

苦咸水淡化处理技术（精选5篇）

苦咸水淡化处理技术 第1篇

1 工作原理

反渗透就是在有盐分的水中, 施加比自然渗透压力更大的压力, 使渗透向相反的方向进行, 把咸水中的水分子压到膜的另一边, 从而达到去除咸水中盐分的目的 (图1a) 。浓溶液随着水的流入而不断被稀释。当水向浓溶液流动而产生的压力足够用于阻止水继续流入时, 渗透处于平衡状态 (图1b) 。平衡时, 水从任意一边通过半透膜向另一边流入的数量相等, 即处于动态平衡状态, 而此时压力称为溶液的渗透压。当在浓溶液上有外加压力, 且该压力大于渗透压时, 浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液, 使得浓溶液的密度更大, 该过程就是渗透的相反过程, 称为反渗透 (图1c) 。

2 组成结构

设备由浅机井、原水箱、原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、增压泵、反渗透主机、紫外线杀菌器、储水箱组成。组成结构见图2。

3 技术改造

目前沧州市农村饮用水所用反渗透设备进水流量为0.5～100.0 t/h, 水的淡化率一般在40%～45%, 原水溶解性总固体一般在1.5～10.0 g/L。

3.1 工艺流程

工艺流程为:浅机井原水箱原水泵原水预处理增压泵反渗透主机紫外线杀菌器储水箱。

3.2 性能指标

技术改造性能指标主要包括工作电压、公称流量、进口压力、淡化率、脱盐率、降氟率, 分别为380 V、0.5～100.0 t/h、0.25 MPa、40%～45%、96%～97%、≥85%。

3.3 前期试验

试验以DTS=3 000 mg/L、出水量0.5 t/h的系统为例, 试验设备配置见表1, 经过前期试验, 压力为0.1 MPa, 流量为0.2 t/h, 电导率为350μS/cm;压力为0.14 MPa, 流量为0.3 t/h, 电导率为110μS/cm;压力为0.16 MPa, 流量为0.5 t/h, 电导率为45μS/cm。

3.4 技术改造

针对沧州市浅层地下水氯化物、氟化物和溶解性总固体等含量较高的问题, 结合当地实际情况, 进行了改进和创新, 改进前后情况见表2。

3.5 改造效果

通过对反渗透预处理系统的改进和增加泵、管道、水箱等材料的更换, 不仅延长了设备的使用寿命而且降低了运行成本和处理成本, 提高了脱盐率。一是优化预处理系统。采用2次沉淀、3次预处理, 多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器等预处理装置, 使水中氟化物、氯化物和溶解性总固体降低到符合进水水质要求, 保护了膜, 延长了设备的使用寿命。二是膜元件选择。CPA2-4040膜元件采用隔网技术, 在大幅度降低系统压差的同时提高了抗污堵性能。三是CDLF系列轻型立式多级离心泵。更适用于轻度腐蚀性溶液、不同温度、流量和压力范围。四是输入电源检测。当供电电源缺相、错相、电压过高、电压过低时, 主机断电保护并显示实时电压, 设置马达保护开关, 保护电机。五是冲洗系统。定时冲洗膜进水侧, 清除细菌、未溶解盐类及其他杂质, 防止膜结垢, 保证净化水质并延长膜的寿命[5]。

参考文献

[1]胡勇有, 刘绮.水处理工程[M].广州:华南理工大学出版社, 2006.

[2]冯敏.现代水处理技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[3]王立新, 郭颜威, 王秀明.咸水淡化处理方法探讨[J].安全与环境工程, 2006, 13 (1) :66-69.

[4]李芳, 苟启文.苦咸水淡化处理前后水质效果评价[J].中国初级卫生保健, 2009, 23 (10) :108-110.

农村苦咸水的危害及淡化处理方法 第2篇

在中国, 苦咸水分布较广泛, 其主要在东部沿海地区和北方部分地区, 其中有些地方储量非常大。其形成原因根据分布区域的不同而有区别, 在东部沿海地区, 由于饮水量较大, 导致水位降低, 海水渗入地下水层, 形成苦咸水;在北方部分地区, 由于降水量少, 蒸发量较大, 导致地下水含盐量普遍较高。苦咸水口感苦涩, 很难直接饮用, 苦咸水中的杂质和超量盐类危害人体健康, 长期饮用苦咸水轻则引起皮肤过敏、腹泻、腹胀等疾病, 重则会诱发肾结石甚至一些癌症;在农业方面, 如果长期用苦咸水进行农业灌溉, 不仅会导致土壤团遭到破坏, 降低土壤的保水等性能, 也会使耕作植物不能正常生长, 甚至死亡。在工业方面, 以水为重要原料的饮食业、化工业等都会受到严重影响。由此可见, 苦咸水对人们生产生活的危害甚是严重, 所以解决苦咸水问题迫在眉睫。

二苦咸水的危害

苦咸水的危害主要表现在以下几个方面:

1.苦咸水对人们身体健康造成了严重的危害。现在很多农村还没有接通自来水, 大多数农民只能引用井水, 在苦咸水集中分布的地区, 人们只能引用苦咸水, 苦咸水中的盐碱浓度较高、硬度较大、高氟、高砷、高铁锰、低碘、低硒, 口感苦涩, 很难直接下咽, 长期饮用苦咸水会导致人体胃肠功能紊乱、免疫力下降, 甚至可能会导致肾结石和一些癌症, 据不完全统计, 我国约有3800万人口正在饮用苦咸水, 如果水不得到有效的淡化, 生活在苦咸水地区人民的身体将会受到严重的威胁, 身体处于亚健康状况, 这会严重影响当地居民的生产生活, 拉低当地的生活水平。

2.苦咸水对农村的生产生活也有一定的危害。因为苦咸水中含有较多的杂质和盐类, 农村进行灌溉多是抽取井水进行灌溉, 而且很大一部分农民是通过“大水漫灌”的方法进行浇水, 如果长期使用苦咸水进行耕地灌溉, 会破坏当地的土壤团块, 使当地的耕地质量下降, 影响农作物的生长, 影响当地的收成, 苦咸水中含有的大量盐类, 也会对一些耕种植物的生长产生一定的危害, 严重的话, 苦咸水甚至会使某些农作物枯萎甚至死亡, 当地的农作物产量下降, 当地的经济发展势必会受到直接的影响, 人们的生活水平由于经济的不景气也会有一定程度的降低。

3.苦咸水对当地的部分工业发展也有一定的负面影响。有一些同业如化工业、造纸业等, 需要大量的水作为材料, 水的质量在一定程度上决定了工业生产出来产品的质量, 在苦咸水集中分布的地区, 这些工厂只能使用苦咸水, 而长期使用苦咸水不仅会降低其生产出来的产品质量, 也会增加对生产机器的磨损程度, 增大工业生产成本, 滞缓当地的工业发展速度, 影响当地的经济发展。

4.我国是世界上13个贫水国家之一, 我国淡水资源总量约为28000亿立方米, 居世界第六位, 但是我国人口较大, 人均淡水资源量仅有2300立方米, 世界排名19位, 所以我国水资源形势十分严峻, 而苦咸水的存在又使我国严峻的淡水形势雪上加霜, 如能通过一些切实有效且又简便的方法对苦咸水进行淡化, 转化为饮用水, 这不仅会缓解人们的饮水健康问题、农业灌溉问题和工业生产问题, 对缓解我国严峻的淡水形势也有着十分积极的意义。

三苦咸水的淡化处理工艺

苦咸水对人们的日常生产生活、工业生产等造成了巨大危害, 所以苦咸水问题亟待解决, 目前我国对于苦咸水绝大部分使用的是淡化处理的方法, 其中包括蒸馏法、电渗析法等, 各种淡化方法有其各自的优缺点, 要综合当地的实际情况, 恰当选择淡化处理方法, 以达到效果最优, 下面详细介绍几种淡化处理工艺。

1.蒸馏法:

蒸馏法是将苦咸水加热至沸腾, 将蒸馏出的蒸汽加以冷凝, 形成冷凝水的过程, 蒸馏法是最早使用的淡化方法之一, 其主要有以下特点:操作容易、结构简单、所得水质较好, 蒸馏法主要包括以下几种:多效蒸发、多级闪蒸、压气蒸发和膜蒸馏, 虽然现在的淡化容量70%是蒸馏法, 但是随着科技的进步, 这种趋势正在逐渐改变, 一些新型的技术正在逐步替代蒸馏法而得到广泛的应用。

2.电渗析法:

电渗析法是利用水中离子在电场力的作用下做定向移动, 利用选择透过性的离子交换膜, 使离子从一种水中进入另一种水, 从而达到淡化的目的。这种技术现在已经比较成熟, 且具有成本较低、除盐率高、操作方便、工艺简单等特点, 20世纪50年代美国、英国等国家开始将这种技术应用于苦咸水淡化, 我国从20世纪80年代开始使用这种技术进行苦咸水淡化和一些工业过程, 并收到了较好的效果。

3.反渗透法:

反渗透法是利用与渗透相反的过程对苦咸水进行淡化的工艺, 使用选择透过性膜将容器分为两部分, 一部分注入水, 另一部分注入苦咸水, 在苦咸水水面上加上适当的压力, 使得苦咸水中的一些离子通过选择透过性膜进入另一部分水中, 从而实现对苦咸水的淡化作用, 反渗透方法可以从水中除去90%以上的溶解性盐类和99%以上的胶体微生物及有机物。反渗透法具有设备简单、常温下可操作、操作简单、占地小、效益高等特点, 反渗透法非常经济, 甚至超过了电渗析法, 反渗透法应用前景十分广阔。

4.其他方法:

随着科学技术的进一步发展, 现在又出现了一些新型的苦咸水淡化处理工艺, 其中以纳滤为代表, 纳滤的原理与反渗透法相似, 但其使用的是外界能量和化学位差来推动离子的迁移。纳滤是20世纪80年代末发展起来的一种新型膜分离技术, 国外对纳滤的研究和应用比较早, 所以技术比较成熟, 在国内纳滤起步较之晚一些, 20世纪90年代中国引入了纳滤, 技术相对不太成熟, 但是纳滤在污水和废水处理、饮用水净化方面显现出极大的优势, 现在已逐渐为人们所熟知。

四结语

综上, 苦咸水无论是对人们的饮用水安全、农田灌溉、工业生产等方面都造成了极大的影响, 通过蒸馏法、电渗析法、反渗透法以及一些新型的淡化处理工艺, 对苦咸水进行淡化处理, 不仅可以减少苦咸水对人们生产生活造成的危害, 也有助于我国的节约用水, 一定程度上缓解我国的淡水短缺, 使我国的经济发展更加科学、和谐、可持续。

摘要：现今社会, 饮用水安全问题受到前所未有的重视, 特别是农村饮用水的安全。农村饮用水安全状况随各地经济发展的不同而存在差异, 一些经济不发达的地区, 饮水水质严重不达标、供水保证率低、水性地方病等问题十分突出, 饮水水质恶化带来严重危害, 长期影响人们的身体健康。苦咸水问题一直影响农村饮水安全, 当我们长期饮用时就会导致胃肠功能紊乱, 免疫力低下, 所以解决苦咸水问题对于全面解决我国农村饮水安全问题具有深远的意义。

苦咸水淡化研究进展 第3篇

1 苦咸水化学类型

苦咸水的化学类型按照水中含有的高浓度的离子来分类, 分为碳酸盐型苦咸水、硫酸盐型苦咸水、氯化物型苦咸水等。

碳酸盐类型的苦咸水离子含量高低规律为CO32-, HCO3-含量最高, 其次K+, Na+, SO42-和Cl-, Mg2+, Ca2+含量较少, 体系为Na+‖Cl-, SO42-, HCO3-, CO32--H2O体系。

硫酸盐型的苦咸水离子含量高低规律为SO42-和Cl-含量最高, 其次K+, Ca2+, Na+, Mg2+等离子, 体系为Na+, Mg2+, Ca2+ (K+) ‖Cl--H2O体系。

氯化物型的苦咸水离子含量高低规律为Cl-含量最高, 其次K+, Ca2+, Na+, Mg2+等离子, 体系为Na+, Mg2+, Ca2+ (K+) ‖Cl--H2O体系。

苦咸水的水化学类型与TDS含量高低有关。TDS含量在1~3 g/L之间的苦咸水化学类型为HCO3-·Cl--Na+·Mg2+ (Ca2+·Mg2+) 型和HCO3-·SO42-·Cl--Na+·Mg2+·Ca2+ (Na+·Mg2+) ;TDS含量大于3 g/L的苦咸水, 化学类型多为SO42-·Cl--Na+·Mg2+ (Na+·Mg2+·Ca2+) 型和SO42--Na+·Mg2+型[8]。

2 苦咸水危害及现状

2.1 高氟苦咸水危害

目前, 我国高氟地区的饮用水水源中氟含量仍超过规定标准1 mg/L, 有些地区甚至超过10 mg/L。饮用水氟含量在0.6 mg/L对人体无害, 饮用水适宜的氟含量是可以预防龋齿。所以, 长期饮用纯净水的的人们, 应使用含一定氟含量的牙膏。但如果饮用的水质为氟超标的水源, 则会严重影响人体的身体健康。因为人体对氟的代谢功能差, 长期饮用氟超标的水质, 会使氟在体内积存, 从而抑制人体造骨细胞的生长[9], 最终导致氟骨病、氟斑牙等地方性氟中毒, 对人民身体健康和经济发展造成很大的影响。在世界上来说, 很多国家的地下水为高氟水。所以农村饮用高氟水问题已经成为各国一个不可忽视的社会发展问题。尽管我国政府部门在防治地方性氟中毒和消除氟危害方面作了大量工作, 但彻底根治氟超标超标引起的各种危害还有很多路要走。苦咸水的高含盐量不但对人体有极大的危害, 而且对工业、农业也有害[10,11]。在人体方面, 人类如果长期饮用这种高度苦咸水, 会引起身体不适, 如腹泻、腹胀等消化系统疾病, 出现皮肤过敏的症状, 甚至诱发肾结石及各类癌症[12], 身体健康受到严重影响;在工业方面, 由于苦咸水的的高离子含量, 其无机盐的化学性质活跃, 限制其在化工、饮食、电子方面的的使用与发展;在农业方面, 高浓度苦咸水不能直接利用在农业的灌溉方面, 因为苦咸水的高含量会使土壤的颗粒结构变坏, 造成土壤盐碱化, 抑制作物生长。

2.2 高氟苦咸水分布现状

我国苦咸水分布主要在华北、西北和东北等易发生干旱的地方以及沿海地带, 我国苦咸水分布最多的区域之一有河北省和天津市, 其苦咸水面积大约为4万km2, 其总储蓄量达1793.85亿m3, 其中2~5 g/L的微咸水有990.55亿m3[13]。华北平原浅层咸水资源达75亿m3, 西北地区 (新疆、甘肃、宁夏、陕西、青海、内蒙古的部分地区) 咸水资源88.6亿m3。高氟水的分布大致与苦咸水的分布区域一致。适宜开采利用的地下水处于地下10~100 m左右。

天津静海县境处于华北大平原的东北部, 为天津中南部海积冲积的平原区, 其地势较平。静海县大部分地区处于海拔高度5 m以下, 静海县城海拔高度仅在3~4 m, 地面坡降大约1/6000~1/10000, 属于典型的低平原区, 并且土质主要以粘土、亚粘土为主, 这样就造成地表水与地下水排泄不畅, 使得静海地下土壤有明显的盐渍化现象[14], 所以天津市静海县大部分村庄的村民长期在饮用这种深层的苦咸水, 是全国典型的饮用水氟超标和苦咸水不安全地区之一, 水中氟离子大于2 mg/L即为重度超标。河北省的“高氟加苦咸”水质也成为河北农村饮水安全的主要困扰。据统计, 河北省农村饮水不安全人日有2323万人, 其中水质不达标的1537万人, 占饮水不安全人日的66%~70%。其中饮用高氟水主要分布在沧州、衡水、邢台、邯郸、廊坊等市;饮用苦咸水的主要分布在平原区的邯郸、邢台、沧州、保定等市。与世界发达国家相比, 在农村饮用水处理技术方面我国还有一定的差距。据有关介绍, 世界中等发达国家农村饮水普及率为70%以上。发达国家为90%以上, 而我国饮水普及率东部约70%, 中部地区约40%, 西部不到40%, 显示出其发展的不平衡性[15]。

3 苦咸水淡化方法

目前, 苦咸水的淡化方法主要有电渗析法、蒸馏法、反渗透法、电吸附法、冷冻法和纳滤法等。

3.1 电渗析法

电渗析法是在直流电场的作用下, 利用离子交换膜的选择透过性, 使离子在膜上实现反离子迁移。阳离子通过阳离子交换膜, 而阴离子通过阴离子交换膜, 最终达到去除电解质的目的。

虽然该技术脱盐效果好, 操作方便, 不污染环境[16], 但是仍有不足需要进一步的解决[17,18]。主要缺点包括:

(1) 离子选择性交换膜只对带电荷的物质有选择性去除的能力, 对不带电荷的其它物质没有脱除效果;

(2) 对于高盐度的苦咸水, 电渗析脱盐率降低, 使产水水质达不到TDS小于1000 mg/L;

(3) 电渗析对SO42-去除率为64%, 如果苦咸水体系类型为SO42--Na+型和SO42-·Cl--Na+型水, 通过电渗析法很难达到生活饮用水的标准;

(4) 电渗析对NH3-N, NO3-N, NO2-N、耗氧量及硅的去除率较低, 约为15%~45%;

(5) 电渗析工作所需能耗大。

上述劣势使得电渗析在苦咸水淡化工程中的应用受到限制, 现在电渗析技术在制备生活饮用水方面已经被反渗透技术所取代。

3.2 反渗透法

反渗透膜只允许水渗透不允许其它离子透过。操作压差为在1.5~10.5 MPa之间。

反渗透淡化相比较电渗析来说, 能耗低、设备地面积小, 运行稳定可靠等, 是现在较广泛应用的苦咸水处理技术。缺点是对反渗透前进水水质要求严格, 相对其它膜分离技术, 操作压力较高, 要比电渗析法的前期投资大[19]。

3.3 蒸馏法

蒸馏就是把苦咸水先进行加热, 沸腾蒸发后蒸汽被冷凝成水的过程。蒸馏过程示意图1。

蒸馏法的装置结构非常简单, 操作容易, 能够获得较好的淡水水质。但缺点也很明显, 在水淡化过程中由于水分不断蒸发, 料液不断浓缩, 会使得某些难溶盐析出, 从而在设备传热面上在形成垢物。蒸馏法适于应用在大规模工业化生产中, 而且蒸馏法规模越大, 成本越低, 规模小反而成本会高[20]。

3.4 冷冻法

冷冻法起源于17世纪, Lorgna[21]首先研究了由冷冻海水的办法来制取淡水的可行性的。外国利用冷冻法淡化咸水早于我国[22], 目前国内利用冷冻法处理苦咸水、卤水尚处于起步阶段。

冷冻法就是利用有机溶质与无机盐在水中与冰中分配系数的差异而分离的。通过冷冻, 水冰晶析出而溶质继续留在溶液中。继续降温, 将有冰晶不断析出, 最后融冰即得到淡水。

冷冻法相对蒸馏法来说更节能, 冷冻过程没有处理污水、废水、咸水等, 对设备没有腐蚀性。冷冻法的缺点是受处理水中污染物的影响, 污染物成分越复杂繁多, 处理效果越不理想。

3.5 电吸附法[23]

通过在电吸附装置两端施加静电场, 在电极溶液界面形成双电层, 通过极化吸附剂来操纵界面的电位, 可以改变界面的吸附量和选择性, 使得其中的离子向带有相反电荷的电极方向移动。电吸附装置通电后水中的盐类、胶体颗粒及其它离子会富集在电极的表面, 得以实现苦咸水的淡化与净化。

电吸附法具有不需加药、净化效果好、能耗较低、管理简便的特点, 但投资较高。电极 (核心部件) 的使用年限一般在5~8年, 需要对原水进行预处理, 制水过程中的废水较多且需要妥善处理。

3.6 纳滤法

反渗透淡化技术在苦咸水淡化中己得到应用[24], 与纳滤相比, 反渗透运行压力高, 反渗透膜几乎截留了水中所有离子, 只选择透过了水分子, 即产水近乎为纯水。根据纳滤膜的特性, 操作压力低, 能去除有毒分子和有机污染物等大分子, 同时对二价离子具有较高截留的特点, 采取纳滤法对苦咸水进行淡化, 产水水质会留有一定的含量的人体所需的矿物质, 此水质对人体来说更有益。因此, 纳滤技术在苦咸水淡化领域的应用逐渐活跃起来[25]。

4 结论

苦咸水淡化新设备研制成功 第4篇

笔者在德蓝新疆水处理研究中心看到了这套苦咸水淡化设备一台不到一人高、比普通冰箱稍大的装置。据介绍, 在实际运用中, 这种设备可更小巧, 在房间的一角就可以放下。

目前, 新疆约有15.35亿立方米地下水属苦咸水, 在岳普湖、巴楚、麦盖提等地问题尤为突出。“目前, 我国运行的苦咸水淡化装置约3000套, 主要采用反渗透和电渗析技术, 日产淡水近百万立方米, 但存在运行费用高、管理复杂等问题, 这也是制约其在更大范围内推广应用的主要障碍。”德蓝公司董事长曾凡付说, 德蓝苦咸水淡化设备利用新疆丰富的太阳能资源替代电能进行蒸馏、淡化, 大大降低了操作使用难度和系统运行维护成本。

苦咸水淡化处理技术 第5篇

生态城市建设应遵循可持续发展的原则, 即形成“低投入、高产出、低排放、低污染”的高效运行模式;运用循环经济理论, 它的模式是资源-产品-废物-再生资源-再生资源产品, 物质和能量得到了合理的、持久的、高效的、循环的利用, 对自然环境的影响降低到了最小程度[1]。

鹤壁市常年性河流有卫河、淇河和共产主义渠, 另有中、小型水库20座, 水资源较为丰富。但是, 可利用水资源严重不足, 太行山地是石灰岩地带, 地表水渗露严重, 更加重了水资源的缺乏。平原区地下水资源较为丰富, 但是由于长期的超采, 地下水降落漏斗不断扩大[2]。鹤壁市属资源型缺水城市, 鹤壁市大部分地区地下水含氟量较高, 在泊洼易涝区和地势低的区域, 含盐量较高, 是河南省地下水含氟、含盐量较高的地区之一[3], 特别是农村地区, 人们长期饮用高氟水、苦咸水、被污染水, 直接威胁着人们的身体健康。

自2006年起, 我市急需解决的不安全饮水人数为37.4万人。据悉, 自鹤壁市农村饮水安全工程建立以来, 政府每年都投资上千万元用于解决这一问题, 其中涉及鹤山区、淇滨区、淇县、浚县等部分村庄。这一做法虽解决了部分群众的吃水问题, 但是每年都要耗巨资用于打井、引水、管网延伸等, 不仅消耗大量财力物力, 而且从长远考虑, 不利于水资源的可持续发展。

尽管鹤壁市在环境建设方面已经取得了一些成绩, 比如退耕还林、加大城区绿化面积等, 但是也存在诸多不足, 从资源能源方面来看, 人民生产、生活的能源还是主要依赖煤炭, 煤炭开发量逐年增大, 而清洁能源的使用率很低, 能源多样性较差;在自然环境生态方面, 水资源污染严重, 地下水开采过度。结合我市水资源实际情况, 提出了利用太阳能进行苦咸水淡化的方案。我市有丰富的太阳能资源, 充分利用这一清洁可再生能源进行苦咸水淡化, 将不适宜饮用的水淡化为可直接饮用水, 投资一次即一劳永逸, 不仅能彻底解决我市部分群众饮水安全问题, 而且符合可持续发展这一战略思想, 必将为我市建成生态之城添上浓墨重彩的一笔。

1 多效蒸馏/多级闪蒸流程

在作者之前的研究中, 已对一套利用太阳能驱动的顺流五效蒸馏/四级闪蒸的海水淡化系统进行了深入分析[4], 通过建立该系统的数学模型, 在给出的设计工况下计算出了换热设备的结构。

多效蒸馏/多级闪蒸太阳能海水淡化装置由太阳能集/蓄热子系统和多效蒸馏/多级闪蒸海水淡化子系统组成。系统内蒸馏器全部采用水平管外降膜蒸发方式来强化蒸馏过程热、质传递。顺流五效蒸馏/四级闪蒸太阳能海水淡化装置流程简图如图1所示。

2.1太阳能集/蓄热子系统

真空管 (或平板) 太阳能集热器内部的水吸收太阳辐射温度升高, 当达到设定温度后, 热水循环泵启动, 热水流入蓄热水箱进行循环, 蓄热水箱内的水温逐渐升高。

当水温升高到设定值 (65℃) 后, 被送入第一效蒸馏器的水平横管中, 作为热源加热滴淋下来的海水 (苦咸水) , 热水由于释放出大量的热量而导致温度降低。降温后的热水经由换热器跟海水 (苦咸水) 发生热量交换后温度进一步降低, 最后重新流入集热器内吸收太阳能。热水在太阳能集热器、蓄热水箱和太阳能海水淡化子系统之间进行循环流动, 直至热水温度降低到不足以驱动海水淡化子系统为止。

2.2多级闪蒸/多效蒸馏海水淡化子系统

首效蒸馏器由太阳能加热的热水提供热量, 海水在首效蒸馏器的水平管外进行降膜蒸发, 产生的水蒸气作为热源通入第二效蒸馏器的水平管中, 水蒸气在管内放热冷凝成淡水汇集在淡水箱中, 而浓海水则继续被通入下一效蒸馏器中进行降膜蒸发。最末效蒸馏器内产生的蒸汽及上一效蒸馏器内凝结的水一起进入冷凝器内被冷却海水冷凝并流入淡水罐, 最后被淡水泵抽出。冷凝器出口的冷却海水分出一部分, 经过滤处理后与末效蒸馏器出口的部分浓海水混合作为淡化用海水。这部分海水又进入海水/热水换热器加热到近饱和温度后进入首效蒸馏器并淋滴在水平管束上。

本装置通过小温差降膜蒸发、设置海水/热水换热器、回收末效浓海水热量等方法回收了系统余热, 提高了设备的效率, 提高了产水率。

3 结论

根据以上内容, 可设计制造出一台苦咸水淡化装置, 建设在我市农村地区, 将不适宜饮用的苦咸水直接通入该系统中, 即可得到直接饮用的淡水, 无需再投入资金进行打井、引水、管网延伸等工程, 从而彻底解决我市农村地区人民的吃水问题, 为我市建设生态之城增添一份力量。

摘要：鹤壁市部分农村地区长期存在饮水安全问题, 部分村民生活在高氟区、高盐区和高污染水区, 饮用水水质较差, 直接威胁着人们的身体健康。我市虽已投入大量财力物力, 通过寻找洁净水源的方法来解决这一问题, 但是这种现象仍然存在, 这与我市建设生态之城的总方向极为不符。如何在不开辟新水源的情况下, 对水质较差的苦咸水进行淡化, 使其转化为能够直接饮用的淡水, 不仅节省大量资金, 又符合可持续发展战略, 这是本文研究的核心。

关键词：太阳能,苦咸水淡化,生态之城

参考文献

[1]侯光轩.鹤壁市生态城市建设的SWOT分析:[硕士论文[D].新疆:新疆师范大学, 2012.

[2]张健.鹤壁市生态城市环境指标体系优化:[硕士论文][D].河南:河南农业大学, 2012.

[3]刘萍, 刘岩, 李付江.农村环境质量检测与评价方法探讨---以河南省鹤壁市为例[J].河南科学, 2013, 31 (6) :846-849.