海水淡化课件

1. 概念：海水是一种不容忽视的潜在水源，海 淡水资源 脱盐 水淡化技术是解 决 紧缺问题的关键 。海水淡化又称 ，它是利用 物理 化学 生物 、 、 方法将海水中溶解的盐脱除 蒸馏法 膜法 冷冻法 。 离子交换法 蒸馏法 膜法 2．方法：海水淡化的方法有 、 、 、 等，其中 、 是主 要方法。
第三单元
海水淡化
1．什么是蒸馏？
提示 法。 2．渗析的含义是什么？ 提示 渗析是用于提纯胶体的一种方法，利用胶粒不能通过 利用液体的沸点不同将两种或多种互溶液体分离的方
半透膜而离子或小分子能透过半透膜而将胶体和离子分开。
1．知道海水是一种重要的资源，海水淡化技术 是解决淡水资源 紧缺问题的关键。 2．了解海水淡化的主要方法。 3．了解蒸馏法淡化海水的基本原理。
【例1】
将海水淡化后作生活用水，以解决淡水 资源匮乏的问题，下列淡化海水的方法，在原 理上完全不可行的是 ( ) 。 A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B．利用太阳能使海水蒸馏淡化 C．将海水缓慢降温凝固以获取淡化的饮用水 D．将海水通过离子交换树脂除去所含离子
解析 A项中明矾是KAl(SO4)2·12H2O，加入到 海水中能除去OH－或Ba2＋等，但对Na＋、Cl－ 、Mg2＋、Ca2＋等无影响，起不到淡化海水的作 用，另外，加入明矾，对水的质量要求较高的 生活用水，会有对人不利的因素，不可行；B项 中是海水淡化常用的一种方法；C项中由于降温 ，物质的溶解性降低，而使水得到淡化；D项中 此法普通水都可以纯净化，海水当然可以淡化 。 答案 A
如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压 ，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗 透法的最大优点是节能。反渗透海水淡化技术 发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主 要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高 反渗透系统回收率，廉价高效预处理技术，增 强系统抗污染能力等。
(4)太阳能法：人类早期利用太阳能进行海水淡 化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的 太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器 。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛 采用。与传统动力源和热源相比，太阳能具有 安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺 两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技 术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源 、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到 人们的重视。
【慎思1】
海水淡化的方法已有十几种，主要的有蒸馏法 、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历 史最久，技术和工艺也比较完善，是目前海水 淡化的主要方法。 (1)蒸馏法：蒸馏法虽然是一种古老的方法，但 由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统 治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形 成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云 在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的 。根据所用能源、设备、流程不同主要可分设 备蒸馏法、蒸气压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法
海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透 法、冷冻法、太阳能法。
Hale Waihona Puke 【体验1】水资源非常重要，联合国确定2003年 为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的 是 ( )。 A．蒸馏法是海水淡化的方法之一 B．淡水的密度小于海水的密度 C．融化的雪水中矿物质的含量比深井水中 的少 D．在0 ℃以上，温度越高，水的密度越小 解析 水在4 ℃时，ρ＝1 g·cm－3，小于4 ℃ 时热缩冷胀，高于4 ℃时，热胀冷缩。 答案 D
4．冷冻法 冷海水 真空室 基本原理：把 喷入 ，部分海 冰晶 固体冰晶 水蒸发吸热使其余海水冷却形成 。 中的杂质要比原溶液中少得多。将得到的冰 淋洗 熔化 晶用适量的淡水 、 ，就得 到淡水。
电渗析法将海水淡化的原理是什么？怎 样形成闭合回路的？ 提示 电解原理。外电路靠电子定向移动，内 电路靠阴阳离子分别向两极透过阴阳离子交换 膜定向移动形成电流。 【慎思2】 要因地制宜地选择海水淡化的方案，需 注意哪些问题？ 提示 ①该地区的地理环境；②该地区所需淡 【慎思3】 水量的多少；③经济状况；④技术条件。 反渗透法的特点是什么？关键是什么 ？ 提示 ①寻找理想的渗透膜。②提高海水的淡
1.蒸馏法 蒸馏 减压蒸馏 (1)类型： 与 。 (2)实际应用：蒸馏法淡化的水量约占世界海 70% 水总淡化量的。 低 热交换技术 实际应用中，人们采用降低容器内压 强的方法使水在比较 的温度下沸腾，并充 分利用 ，使该法得以普及。
2．电渗析法 基本原理：在电渗析槽里，阴、阳离子交换 三 膜把渗析槽分隔成 个区域(如教科书中电 渗析原理示意图 )，两端的两个区域的电极分 直流电源 别与 的两极相连。装满海水后， 电场 海水槽 在外加 的作用下，处于中间 阴、阳离子 阴离子交换膜、阳离子交换膜 位置 里的 分别透 降低 过 迁移到 阳极区、阴极区，中间水槽里的水含盐量就 了。
(2)冷冻法：冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在 液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷 冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏 法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅 垢，而所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样 要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳， 难以使用。 (3)反渗透法：通常又称超过滤法，是1953年才 开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只 允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将 海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通 过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的 液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个
3．反渗透法 含盐浓度不同 (1)渗透压：用一种渗透膜把 渗透 的两种水溶液隔开，将发生 现象。浓 较小 度 的溶液中的水分会通过半透膜渗透 较大 浓度较大 到浓度 的溶液中，使原来 的 一侧溶液液面升高，当液面升高产生的压力 渗透压 渗透 达到一定的数值时能阻止水的继续 ， 含盐浓度较大 这个压力称为 。 浓溶液 稀溶液 (2)基本原理：如果在 的溶液 浓溶液 一侧施加一定的压力，可以迫使水从 一侧向 一侧渗透，使 浓度增大。