海水淡化技术：非加压吸附渗透海水淡化法上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录摄取海洋甘泉水是生命之源。不久以前，人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话，然而，工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。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，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。电渗析法电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。反渗透法是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升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。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。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。超过滤法，宏大设想寻找海水淡化新技术随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进，但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此，国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用，特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。虽然，上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”（）。正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前，人们就采用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展，正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。非加压渗透吸附法（90年代）非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分提取液很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比？）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法（）1992年：上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录。另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进碳纳米管薄膜一种用碳纳米管来做薄膜的小孔，另一种渗透用的薄膜。活细胞蛋白质膜薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。反渗透机理统一的“干闭湿开”反渗透机理模型有几个经典模型1．优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。2．溶解扩散模型：不认为有孔。3．干闭湿开模型：上个世纪80，90年代，国人邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。膜干时，膜收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
首先，目前海水淡化技术已经比较成熟，主要分为膜法和热法两大类。通俗点说，膜法就是过滤，利用外界（装置中的高压泵）施加的高压，把海水中的淡水挤到反渗透膜的一侧，无机盐等组分留在膜的另一侧。而热法则是蒸馏，你就想象吧，类似于一口大锅蒸啊蒸，然后纯水变成水蒸气蒸出去了再冷凝得到淡水。当然实际中这个锅的设计要麻烦一点… 海水淡化在中东地区发展的非常成熟。以色列、沙特等地方的海水淡化厂多如牛毛，技术也很先进，无论是工程能力还是技术研发能力都值得我们学习，目前世界上总规模、单机规模最大的膜法、热法工程都在那边。膜法最大规模已经达到近64万吨/天…而且，淡化水是和其他水源一起混合，进入市政管网的。也就是说，辣么多居民，都在喝淡化水。 当然，日本、韩国、新加坡也都有一些很不错的公司。目前在我国，热法以低温多效为主，最大规模是天津北疆电厂搞的，20万吨/天，但目前没有开足马力；膜法就是反渗透了，最大规模是天津大港新泉（新加坡凯发搞的），10万吨/天，这个也没开足马力。其他的也还有，但总体来说这两个算是比较典型的大型淡化工程了，运营的也还都不错。
热法能耗主要是蒸汽和电力，其中蒸汽又很贵，一般来说，热法淡化都是和电厂共建的，因为电厂有很多废热可以利用，这样就降低了蒸汽的成本。膜法主要就是耗电了，毕竟需要高压泵呼呼呼不停转。 二者都需要大量设备投资。总的算下来，淡化水吨水成本4-6块钱吧。膜法装置占地小，好挪，操作也便利，所以现在市场中用的相对多一些。从技术上来说，海水淡化是很成熟的。当然国产化率目前还差点事儿。
单纯说点技术上的现有问题吧。
一是国产化率比较低。超滤膜做得还可以，但真用起来和国外的膜还是有点差距。至于能量回收和反渗透膜嘛，那基本就全得靠进口了。这个确实要努力。
典型海水淡化厂设计
我们大体认为容易的话，主要是因为蒸馏法，高中化学实验室常用之制备纯水的方法之一。看起来也没啥难度，但是其实不是，商用的话有点麻烦
以减压方式降低沸点，并产生蒸汽，再将蒸汽冷凝后即可制得淡水。由于此方法并没有使含盐水真正沸腾（仅是表面沸腾）与热传表面积接触，可以大幅改善因蒸馏产生的积垢问题
于 1950 年代即已有商业化规模
科技 难度其实不大，但是估计是效益不高，建立一个淡水加工基地，其实不是那么容易的
海水淡化去盐技术已经很稳定，【难】的是成本难以再降低。
目前技术主要分两类，薄膜逆渗与蒸馏法，其中又以薄膜逆渗技术成本效能更高。
世界各地缺水的地方，如中东多国一早已广泛采用海水去盐淡化来提供食用水，东南亚方面新加坡目前有两个海水淡化厂每天总共可处理约50万吨，今年底第三个海水淡化厂投产，加上裕廊岛第五个海水淡化厂，预计2020年每天可生产大约90万吨净水，约占新加坡一半淡水供应。而目标是在2060年时，新生水和淡化海水的产量占用水量的85％。
从以上可见海水去盐技术走向成熟，难度已攻克，现阶段是如何降低成本的问题。
水是生命之源，是生物体重要组成成分，是世界上最廉价的“药”。
水对人体有着重要的生理作用，以此补充适量水分对 健康 十分有利。人体对水的需求量因年龄、体重、气候及运动强度等因素而异。
总体来说：成年人一天需要补充1500~2800mL的水，以补充因排尿、呼吸、出汗等人体丢失的水分。
而这其中的很大一部分是通过直接饮用水获取的，还有一部分通过饮食、新陈代谢获取。除了人体所需，日常生活和生产作业也都离不开水。因此，水的质量在很大程度上影响着生活水平和工业生产。
可是，如此重要的水并不总是满足人类的需求。地球上淡水的分布与经济和人口的分布之间十分不均衡，其中， 贝加尔湖拥有地球地表淡水储量的20%；积雪覆盖，人迹罕至的南极拥有地球淡水储量的72% 。
种种原因之下，世界多个国家或地区处于严重的缺水状态之下，其中就包括我国和中东地区，以及非洲。
为了结束我国南北淡水分布不均，北方水资源短缺的状况，国家实施了“南水北调”这一浩大的工程。而对于中东那些缺水但不缺石油不缺钱的国家，有心而无力，只能变着法子的解决这一棘手的问题，比如从南北极海运冰川、海水淡化等。
早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济有效的海水淡化方法。
在16世纪的欧洲，已经有人尝试着从海水中提取淡水，以满足长期海上航行对于淡水的需求。
但碍于科学技术的落后，那是的海水淡化只能满足少数人的日常所需，无法大型化、进行工业化生产。
直到上世纪五十年代开始，随着水资源危机的加剧，海水淡化得到快速、长足的发展，世界各国投入大量人力物力研究海水淡化技术，以求找到经济高效的工业化方法。
世界上第一座海水淡化工厂于1954年在美国德克萨斯州弗里波特建成并投入使用，并且目前仍然在为市民提供生活用水。
海水淡化技术发展至今，已有超过20余种方法，包括反渗透法、低多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产等。
从大的分类来看，主要分为蒸馏法(热法)和膜法两大类，其中低多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。
反渗透膜法具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高；多级闪蒸法具有技术成熟、运行可靠、装置产量大等优点，但能耗偏高。
海水淡化在很多人的观念看法中，很简单，的确，海水淡化的原理很简单，就是把海水中的盐分及其他各种影响直接饮用的物质借助物理或化学方法分离出去。
最简单直接的方法就是蒸馏，借助海水中不同物质的挥发性不同，将水分蒸发出来，然后再冷凝，得到纯净水。这个方法从可行性角度考虑，可以；但如果从经济性角度考虑，能耗偏高。
因此，具有投资少、能耗低等优点的反渗透膜法在这个以经济利益为本的 社会 成为发展的主要方向，它的能耗仅为蒸馏法的1/40。
反渗透法利用到氢键理论、优先吸附-毛细孔流等理论，涉及到分析化学、材料化学、流体力学等多个学科。由于需要在高压中进行，对于半透膜材料的要求很高。
其中预处理系统视原水的水质情况和出水要求可采取粗滤、活性炭吸附、精滤等。为了保护反渗透膜、延长其使用寿命，精滤这一步骤必不可少。
另外,复合膜对水中的游离氯非常敏感,而海水中又含有大量的氯，因而预处理系统中通常都配备活性炭吸附。
与直接从地表或者地下获取淡水相比，海水淡化的成本较高、前期投入大，成本回收周期长，但随着技术的革新及生产方式的转变，目前淡化海水的成本已降到4-5元/吨，经济可行性已经大大提升，使得“水比石油贵”这一尴尬现象在中东少数地区已经不复存在。
其中，不缺石油、天然气的中东土豪沙特阿拉伯不但财大气粗，在海水淡化上可谓是下足了老本，其拥有全球24%的海水淡化能力。此外， 位于阿联酋的杰贝勒阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂，每年可产生3亿立方米淡水。
考虑到未来技术进步带来的成本下降，以及经济、 社会 快速发展带来的对淡水需求量的日益增长等因素，淡化海水会进入更多平常百姓的家庭之中。同时，未来海水淡化产业有望出现爆式增长，前景广阔。
如上图所示，海水淡化的原理主要要经过水泵抽海水、叠片过滤器过滤、多介质过滤器过滤、精密过滤器过滤、反渗透过滤器等过滤以后，就可以变成淡水了！据阿联酋等国的经验，这样海水淡化一吨的费用大约需要4—6元人民币！虽然看起来，这个价格和北京居民阶梯水价的最低档的5元一吨差不多！但是这是海水淡化厂的成本价！根据自来水成本价仅为出厂价一半来看，这样海水净化成的淡水其销售价格应该在8元至12元，基本要比现有水价翻倍！
其次，自来水都是在当地建有处理厂，因而其运输成本并不高。而按中国的地理特征，东部沿海地区其实缺水的并不多，而西部很多区域却非常缺水。但是如果要建设输水工程，成本就很高了，不仅其输水线路需要高额投资（参考南水北调工程2000亿以上的预算）。同时由上图可以看出，中国沿海地区都是平原，海拔较低，但是西部地区都是高原，这样还必须利用水泵来把水抽到西部，这个成本就会大幅度上升！估计这样的淡化水的成本预计至少在20元/吨，甚至更多！
随着技术的不断进化相信海水淡化将变得越来越简单而且更加高效、实用。
虽然海水中含有多种矿物，但却很难将其中一种分离出来。不过现在，来自澳大利亚和美国的一组科学家们研发出了一种全新的海水淡化技术，它不仅能让通过该种技术出来的海水能够饮用而且还能收集到可用于电池生产的锂离子。
而这一技术的关键就是金属有机框架(MOFs)，其拥有任何已知材料的最大内表面积。从理论上来讲，这样一种材料光一克展开后能够覆盖一个足球场，同时其复杂内部结构能使MOFs是捕捉、储存和释放分子的完美对象。最近的研究发现，这种材料能让MOFs在碳排放海绵、高精度化学传感器和城市水过滤器找到运用。
眼下最常用的水过滤技术则是反渗透膜，其原理相当简单：膜的孔隙能让水分子通过但对于大部分污染物则不行。然而这一技术的一大问题就在于其需要相对较高的压力将水压过去才行。
但MOF膜却拥有更强的选择性和高效性。来自莫纳什大学、CSIRO和奥斯汀德州大学的科研人员就研发出了这样一种膜。这一设计灵感来自于生物细胞膜的“离子选择性”，它能让特定的离子通过。除此之外，这种过滤膜还不需要像反渗透膜那样需要强大的外力。
除了干净的饮用水之外，MOF膜还能收集到锂离子。由于全球电子和电池对锂的需求量非常高，而海水中富含有大量的锂离子，所以MOF膜的诞生是一个好消息。
此外，这种技术还将能应用到工业废水的过滤。
这项研究发表在《Science Advances》杂志上。
理论上，海水把盐和淡水分离的技术确实非常简单，比如沿海晒盐场以及海水蒸馏技术都只是简单的物理技术，但海水淡化的难点并不是分离技术，而是分离加收集所投入的成本与回报不成正比。 我们先以海水晒盐来举例，基本上全世界海水晒盐的方法，都是将大片海水引入盐田，直接经过太阳高温直射，海水蒸发以后，留下的结晶体便是盐分，再经过相关的净化技术，得到的就是白花花的食盐。在这过程中，因为海水在蒸发时，盐分子体积更大不会随着水分子同时蒸发，所以只要有足够的温度，盐分和水分就可以进行分离，温度是唯一的要求。 从晒盐技术上来看，似乎将盐和水分离并没有什么难题，但晒盐的过程当中是太阳直射，收集的是盐而不是淡水，两者有天壤之别。如果在晒盐场上方放一块玻璃，也可以得到凝结的淡水水珠，但是数量十分有限，根本缓解不了地球淡水的需求，而且人类使用淡水的总量也远远高于盐，这就需要供海水蒸发的温度更高，范围更大，人类发明的设备就运营而生了，但有设备就要有成本。 一般沿海区域，建几座小型的海水淡化厂，也基本能满足周边生活、生产的需求，而全世界90%以上的地区都缺水，尤其是内陆缺水更甚。本身海水淡化设备投入的成本就很大，如果再加上海水运往内陆，这其中的运输成本更高，说白了就是水资源与地球其他资源互换的条件下，对其他资源的损失太过巨大，损失与收获不成正比，在更加经济的设备发明之前，海水淡化始终不会成为淡水重要来源。 欢迎关注“地理有意思”留言一起探讨。
我们公司在北非做过一个大型的海水淡化厂项目，设计和反渗透膜都是新加坡人做的，我公司做施工。
海水淡化技术现在已经很成熟，主要包括反渗透膜法和热蒸发法两种。
由于海水中的很多无机盐无法通过化学反应沉淀下来，人类在解剖动物内脏时，发现一些动物的肠胃上有一层膜，这层膜能阻止无机盐进入体内，进一步研究后发现，这种膜的过滤机制主要在于渗透压，即淡水能通过这层膜进入渗透压低的一边，含盐量高的海水却不能，为此，人类又开始研究了这种膜的化学结构与成分，目前已经得到了逐步破解，然后就生产了这种膜，用于海水淡化，但由于至今没有完全破解这种膜的化学结构和成分，所以，还无法达到动物膜的效果，再者，对于这种膜的再生，仍处于起步阶段，因为无法再生，在使用一段时间后，由于膜被一些无机盐和杂质堵塞，只能更换，并且，膜在使用过程中，由于逐步被堵塞，产水量也是逐渐下降的。由此导致海水淡化成本居高不下，不过相信人类最终能彻底攻破难关，使海水淡化技术能变得常用。
热蒸发法技术很简单，就是加热让淡水从海水中蒸发出来，然后收集起来，这个工艺要消耗大量的能量，所以成本比膜技术要高，一般小型的海水淡化厂采用。
中国也在研究反渗透技术，并且在天津、山东等地建得有厂，南海的一些岛屿上，安装有一些海水淡化设备，满足驻军人员的生活所需。
可以预见到的是，如果海水淡化技术被完全攻破，中国可能可以从渤海湾调水去内蒙和西北，改善那里的生态环境，这种方案比从青藏高原引水好多了，对环境的影响也小，而且不会引起印度、孟加拉国等邻国的争议。
海水淡化也称海水化淡、海水脱盐，指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序，从海水中取得淡水的过程即被称为海水淡化。海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。 世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。有人预言，19世纪争煤，20世纪争油，21世纪可能争水。
作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。到2006年，世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术，全球海水淡化日产量约3775万吨，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题。
“向海洋要淡水”已经形成了方兴未艾的产业。截至2006年底，中国日淡化海水能力接近15万吨，比上一年翻一番。中国在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破，完成了自主知识产权的3000立方米/日低温多效海水淡化工程，以及5000立方米/日反渗透海水淡化工程；海水直流冷却技术已进入万立方米/小时级产业化示范阶段。中国海水淡化成本逐步下降，已接近5元/立方米。
中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件，但研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。当务之急是尽快形成中国海水淡化设备市场的完整产业链条。围绕制约海水淡化成本降低的关键问题，发展膜与膜材料、关键装备等核心技术，研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品，提高关键材料和关键设备的国产化率，增强自主建设大型海水淡化工程的能力。
未来20年内国际海水淡化市场有近700亿美元的商机，中国应占有充分份额。根据全国海水利用专项规划，到2010年，中国海水淡化规模达到每日80万至100万吨，2020年中国海水淡化能力达到每日250万至300万吨，尤其是国家积极支持海水淡化产业，自2008年1月1日起，企业的海水淡化工程所得免征所得税。中国海水淡化产业发展前景广阔。
海水淡化难，难的是规模化，也就是大规模的进行海水淡化用于人类生活及生产。海水中不仅仅是盐（氯化钠）还有其他卤族元素和金属离子比如镁盐、钙盐等，小规模蒸发冷凝就可以获得淡水，大规模则要考虑析出物的后期处理。当然还有效率，成本等。
目前淡化海水主要采用三种方法，即蒸馏法、反渗透法和电渗析法。
这三种方法的简要说明如下：
1、蒸馏法：
主要被用于特大型海水淡化设备上及热能丰富的地方。是将压缩功转化为饱和蒸汽的内能，使其温度升到成为过热蒸汽，在利用高温过热蒸汽做热源，加热饱和盐水使其部分蒸发，蒸汽生成淡水实现盐水分离。
2、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。
3、电渗析法：
渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水，用一张渗透膜隔开，就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关，浓差越大，渗析的过程越快，否则就越慢。
因为是以浓差作为推动力的，因此，扩散速度比较慢。如果在膜的两边施加一直流电场，就可以加快扩散速度。电解质离子在电场的作用下，会迅速地通过膜，进行迁移过程，这样，就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室，将浓水排放，淡水即为除盐水。这就是电渗析法除盐原理。
海水淡化处理设备
【拓展资料】
1、海水淡化处理方法对比：
反渗透法海水淡化与蒸馏法对比，膜法海水淡化只能利用电能，海水淡化利用热能和电能。所以反渗透淡化适合有电源的场合，蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。
但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世，其吨水耗电量逐渐降低。反渗透海水淡化经一次脱盐，能生产相当于自来水水质的淡化水。虽然蒸馏法海水淡化水质较高，但反渗透技术仍具有较强的自身优势，如应用范围广，规模可大可小，建设周期短，不但可在陆地上建设，还适于在车辆、舰船、海上石油钻台、岛屿、野外等处使用。
海水淡化处理设备
反渗透系统需要较好的预处理，才能保证出水水质。在海水淡化领域中，预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。由于海水中的硬度、总固体溶解物和其他杂质的含量均较高，在运行过程中，反渗透系统对于浊度、pH值、温度、硬度和化学物质等因素较为敏感，所以对进水的要求相对较高，如果进水水质差，产水率就非常低。因此，海水在进入反渗透膜装置之前必须进行预处理。
2、淡化海水的起源及发展：
16世纪时，英国女王伊丽莎白颁布了一道命令:谁能发明一种价格低廉的方法，把苦涩腥咸的海水淡化成可供人类饮用的淡水，谁就可以得到10000英镑的奖金。
16世纪末，人类试着用蒸馏器在船上直接蒸发海水来制取淡水，开创了人工淡化海水的先例。19世纪末，由于蒸汽轮船普遍发展，蒸发器也随之蓬勃发展起来，以满足锅炉用水和部分饮用水的需要。1877年，俄国在巴库建成世界上第一台固定式淡水装置。其他国家尤其是缺少雨水的干旱国家也相继建成固定式淡水装置。
但是，真正大规模地淡化海水，是在20世纪50年代后期。据统计，世界上共有70多个国家从事海水淡化工作。仅1980年6月，蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的淡化装置全世界即达2204个，总造水量每天约727万吨。科威特的"多级闪急蒸馏法"的装置达32级，它的海水淡化水平居世界一流。当今世界淡化海水总产量的70%是用此法生产的，能够日产水18万吨。
中国海水淡化技术的研究始于1958年，海水淡化技术出现了新的进展:中盐度苦咸海水淡化组件和频繁倒极电渗析技术等重大成果进入国际先进行列。沙特是世界上最大的淡化海水生产国，其海水淡化量占世界总量的21%左右。
海水淡化的10种方法：
1、 蒸馏法：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。
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。
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。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。
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是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。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重视。
5、 低温多效：多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。
6、 多级闪蒸：所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，降低单位电力消耗，提高传热效率等。
7、 电渗析法：电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。
8、 压汽蒸馏：压汽蒸馏海水淡化技术，是海水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。
9、 露点蒸发法：露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理，同时回收冷凝去湿的热量，传热效率受混合气侧的传热控制。
10、水电联产：水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。
参考资料：海水淡化 _百度百科
世界上的水对于人类来说，似乎发生和存在于错误的时间、错误的地点和错误的质量。降水都集中在雨季，并且大量流失，绝大多数水存在于大海，其次是冰山。地球上的水是咸水，只有是淡水。淡水中，近70%冻结在南极冰盖和高山冰川中，其余大部分是土壤中的水分或深层地下水，难以开采利用。江河、湖泊、水库及浅层地下水等较易于开采供人类直接使用，但其数量不足世界淡水的1%，约占地球上全部水的。因此寻找一种更加经济、有效且具有长远意义的解决途径已成了当务之急，而海水淡化设备解决了当前的燃眉之急。
海水淡化技术：非加压吸附渗透海水淡化法上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录摄取海洋甘泉水是生命之源。不久以前，人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话，然而，工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。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，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。电渗析法电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。反渗透法是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升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。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。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。超过滤法，宏大设想寻找海水淡化新技术随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进，但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此，国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用，特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。虽然，上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”（）。正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前，人们就采用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展，正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。非加压渗透吸附法（90年代）非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分提取液很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比？）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法（）1992年：上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录。另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进碳纳米管薄膜一种用碳纳米管来做薄膜的小孔，另一种渗透用的薄膜。活细胞蛋白质膜薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。反渗透机理统一的“干闭湿开”反渗透机理模型有几个经典模型1．优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。2．溶解扩散模型：不认为有孔。3．干闭湿开模型：上个世纪80，90年代，国人邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。膜干时，膜收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
中国海水淡化技术是在政府支持和国家重点攻关项目驱动下发展起来的，电渗析、反渗透和蒸馏法（多级闪蒸、压气蒸馏和低温多效蒸馏）等海水淡化技术的研究开发，都取得相当大的进展。1958年首先开展电渗析海水淡化的研究，1967－1969年国家科委和国家海洋局共同组织了全国海水淡化会战，会展主力在杭州成立了国内第一个海水淡化研究室(国家海洋局第二海洋研究所海水淡化研究室,即国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心的前身),同时开展电渗析、反渗透、蒸馏法等多种海水淡化技术的研究，为海水淡化事业的发展奠定了基础。1965年，山东海洋学院化学系在国内最先进行反渗透CA不对称膜的研究；上世纪70年代进行了中空纤维和卷式RO膜及元件的研究，并初步工业化。“七五”以来，反渗透海水淡化技术的开发研究一直列入国家重点攻关项目，“七五”期间完成了中、低盐度反渗透膜和组件的研制，建立了海水淡化示范工程；“八五”期间，在中盐度反渗透膜的研制方面取得了很大进展；“九五”攻关使新型的聚酰胺复合膜中试放大成功，结合关键技术和设备引进，现已生产聚酰胺复合膜产品。1997年国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心在浙江省重大科技专项经费支持下,在浙江舟山市嵊山镇建造了500立方米/日反渗透海水淡化示范工程，吨水耗电度以下，技术经济指标具有同等容量的世界先进水平。2000年杭州水处理中心在国家科技部重大科技攻关计划支持下,同时在山东长岛和浙江嵊泗建成1000吨/日反渗透海水淡化示范工程,率先应用国际先进的功交换式能量回收装置，产水能耗下降到4度/吨，达到国际先进水平。该示范工程的建成，为我国反渗透海水淡化技术的快速发展打下了基础。2001年获国家海洋局海洋创新成果二等奖。2002年，该中心又在国家发改委产业化项目支持下，在山东荣成建设了万吨级反渗透海水淡化示范工程，通过优化设计、设备投资大幅度下降，工程的经济性进一步提高，形成了具有我国自主知识产权的专有技术，取得了显著的经济和社会效益，推动了我国膜分离技术和特别是反渗透海水淡化产业的快速发展。从而为沿海企事业用水、居民生活用水打造了一个行之有效技术途径。2004年，该项目被中国膜工业协会评为第一届“中国膜工业协会科学技术奖”一等奖.目前我国已建海水淡化规模达80万吨/日, 以反渗透法为主，已建成最大反渗透海水淡化工程为杭州水处理中心承建的河北曹妃甸50000m3/d海水淡化工程。另外，还开展了NF-RO集成海水淡化的研究。浙江六横水务的100000吨/日海水淡化工程已完成一期建设，建成后将成为国内最大的海水淡化同类工程。上世纪60年代原船舶工业部上海704研究所开发了5 m3/d级的压汽蒸馏淡化装置和利用柴油机缸套水余热的闪蒸淡化装置装备舰船使用。70年代-80年代初，天津市科委支持了日产淡水百吨级的多级闪蒸中试研究，取得一定的设计参数和经验。80年代以后，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所进行了30 m3/d规模的压汽蒸馏装置开发工作，其研究内容包括30 m3/d竖管常压压汽蒸馏装置和30m3/d水平管负压压汽蒸馏装置（操作温度72℃）以及30m3/dOTE/VC淡化装置。以上研究工作取得的成果和过程中遇到的问题为后期研究积累了丰富的经验，对于我国蒸馏法海水淡化技术的发展起到了重要的推进作用。2004年6月由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所设计的3000 m3/d的低温多效蒸馏海水淡化工程在山东黄岛发电厂一次试车成功并通过9个多月的运行考验。海水淡化装置系国内第一台完全自主知识产权的多效蒸馏海水淡化装置，装置的国产化率达99%。海水淡化装置的建设完成表明我国已初步掌握大型低温多效蒸馏海水淡化的成套技术。另外，10000 m3/d的多效蒸馏示范工程已完成设计，将开工建设。 《规划》提出了9条保障措施。一是提高认识水平，准确把握海水淡化是水资源的重要补充和战略储备的战略定位。二是健全法律法规，从资源开发、环境保护、安全供给和产业发展等方面对海水淡化产业发展进行引导和规范。三是建立支撑体系，保障海水淡化产业健康快速发展。四是强化政策引导。五是加强监督管理。六是组建产业联盟，通过联合提高市场竞争力。七是积极推广应用，提升我国海水淡化产业发展的整体水平。八是加强交流培训，九是强化组织协调，建立由国家发展改革委牵头，科技部、工业和信息化部、财政部、环境保护部、住房城乡建设部、水利部、卫生部、税务总局、质检总局、能源局、海洋局等有关部门参加的海水淡化产业发展部际协调机制，共同推动产业发展 。
我看到一篇关于《海水淡化中淡化废水处理》的论文。因为世界上的饮用水非常缺乏，所以要用海水淡化成淡水，可是这样淡化废水处理又成了一个问题。海水的盐度增加，海水的生态环境被破坏，鱼儿无法生存；废水中的重金属污染海里的微生物，水里就会产生致癌物质，鱼儿吃了就会在体内残留，人吃了这样的鱼就会中毒。这一系列问题需要科学家去解决，这项发明的确让很多科学家头疼。
我看了这篇文看完这篇文章我也有自己的一些想法。第一，把海水淡化后的结晶盐放回大海，海水的浓度增加了，但是我们可以把死海里的虾引过来，这种虾可以在很高盐度的海水里生存。第二，我们可以把淡化处理的结晶盐堆成盐山，开发一个新的旅游项目——滑盐。第三，可以把盐储存起来，等到冬天运到北方用来除雪。第四，就是建一个海盐医院，用热盐为病人治病，病人还可在这里住院，可是他们躺的都是盐床，医院里面还做很多的盐池、盐炕。第五，建一个盐焗鸡加工厂，把盐堆起来，把鸡放到里面做成了美味的盐焗鸡。
深圳育才四小二(2)班 夏灏轩
1、论文格式的论文题目：（下附署名）要求准确、简练、醒目、新颖。 2、论文格式的目录 目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录） 3、论文格式的内容提要： 是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。 4、论文格式的关键词或主题词 关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。 主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题分析，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。（参见《汉语主题词表》和《世界汉语主题词表》）。 5、论文格式的论文正文： （1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容： a.提出问题-论点； b.分析问题-论据和论证； c.解决问题-论证方法与步骤； d.结论。 6、论文格式的参考文献 一篇论文的参考文献是将论文在研究和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。 中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期） 英文：作者--标题--出版物信息 所列参考文献的要求是： （1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。 （2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。城市水资源可持续利用的方针与对策 摘要：现实情况表明，水资源短缺已越来越成为我国发展的制约因素，另一方面我国在水资源开发利用上还有一定的潜力；如果不尽快把解决水资源短缺的问题全面地提到议事日程上来，我国许多地区特别是城市将面临水危机的严重威胁。这方面，党和政府的方针应是：以节水为先、治污为本、多渠道开源，这是关系到我国社会经济可持续发展的大计。为了进一步贯彻落实上述方针，根据我国城市与节水存在的问题，应采取相应对策及关键技术。 关键词：城市水资源 可持续利用 方针与对策 现实情况表明，水资源短缺已越来越成为我国社会经济发展的制约因素，另一方面我国在水资源开发利用上还有一定的潜力；如果不尽快把解决水资源短缺的问题全面地提到议事日程上来，我国许多地区特别是城市将面临水危机的严重威胁。这方面，党和政府的方针应是：以节水为先、治污为本、多渠道开源，这是关系到我国社会经济可持续发展的大计。为了进一步贯彻落实上述方针，根据我国城市与工业节水存在的问题，应采取相应对策及关键技术。 1对策 把节约用水放在解决我国城市水资源问题的优先地位，并作为一项国策，大力加强节水宣传，增强全民节水意识以节水为先，即将节水作为解决城市水资源问题的基本出发点和首要对策。从水资源可持续利用高度看，节约用水是一项具有战略意义的长期任务，应通过坚持不懈的节水宣传教育，在全民中树立对水资源的忧患意识，使节水成为全民行动和社会风尚，使我国逐步成为节水型社会的国度，其潜在作用是深远的。 应特别注重对儿童和青少年的节水教育，开展多种形式生动活泼的宣传教育活动。 加强全国城市与工业节水工作统一领导与城市与工业节水是一项涉及面广、情况复杂、政策性与技术性极强的工作，应实行在全国水资源主管部门统一领导下的各有关与行业主管部门分工负责的。以克服目前存在的政出多门、管理松驰、无序状态，使节水工作纳入科学的、以全局利益为重的统一协调的管理轨道。 全面制定和实施城市与工业节水规划与计划在科学分析评价全国、各地区和城市水资源条件与用水（节水）状况的基础上，结合社会经济发展要求、城市和工业生产用水特点，自上而下地制定全国及各地区的城市与工业近远期节水规划。规划应明确水资源供需平衡情况、节水目标、节水指标、节水计划与措施。更为重要的是应将节水规划纳入相应的国民经济规划或经济建设发展计划、分步实施。节水规划目标或计划指标应列入相应国民经济序列，定期审查公布。 加强立法，统一制定有关节约用水的、法令和条例规定等，建立相应的节水技术法规体系依法治水管水，是依法治国的重要组成部分。节水的统一立法，是改变目前“多龙治水”、政出多门而又无法可依、管理松驰的无序的状态，将节水工作纳入法制轨道的重要步骤。随节水工作的深入发展，原有技术法规在数量和技术上已日显不足，为此须从我国国情、城市与工业行业实际情况和节水实践经验出发，制定一系列有关节水的技术法规体系，包括标准、规范、规程、方法、指标、规定等，使之与节约用水的有关法律、法令和条例等配套实施，以便将节水工作纳入科学化、制度化的轨道。其中至少应包括：（1）基础性节水技术法规，如名词术语定义，节水考核指标定义、计算方法，节水指标体系等；（2）节水统计数据与考核指标的上报、审核规程及分析评价制度；（3）水量平衡测试方法、规程；（4）企业用水合理化分析评价方法及实施办法；（5）循环用水和冷却塔使用管理规定；（6）城市与工业废水回用（包括中水回用）规定；（7）冷却塔、循环冷却水系统及废水回用（包括中水回用）系统水质指标；（8）节水装置、器具使用规定；节水装置、器具质量审查标准、方法及审查办法。 水资源化，建立科学合理的水费体制水资源市场化是推动节水工作最直接、最有效、最便捷的对策之一。水资源是国有资源，但从市场经济观点看，作为一种特殊商品，应有偿使用。为此应改变传统计划经济用水模式与状态，发挥经济杠杆的作用。其关键是，建立科学合理的城市与工业水费体制，以促进水资源的合理开发与利用。水费体制的建立是水资源市场化的核心，应兼顾水的经济、与社会效益。水费体制包括水费类别、标准（基准）系列及收费制度。应改变目前简单化的水费类别、比较单一的水费标准，建立各种水费类别与标准，全面推行浮动、累进收费制度。水费体制的建立，应在国家有关领导部门统一领导下有计划地逐步推行，应采取系统优化与社会公平原则，应考虑不同地区及其城市的水资源特点，应有利于提高城市供水部门的自我发展能力，促进城市供水事业的发展、水资源利用和水污染防治的良性循环。水费体制的建立是一项社会性、政策性、技术性极强的综合性课题，应专门立项研究。 在工业节水中，研究引入节水机制——激励机制与制约机制目前，在我国绝大多数工业生产中用水成本不及1%，因此在经济杠杆尚不能充分发挥作用之前，在工业节水中引入节水机制具有特殊重要意义。对生产者运用节水鼓励性对策，以激励其节水积极性和创造性，增强其节水的主人翁观念；对生产管理者，通过运用经济杠杆和实行节水计划目标责任制等，以加强约束。这样，可以补充用水（节水）计划管理的不足。工业节水的激励机制和制约机制具有丰富而深刻的内涵，应作为节水管理科学课题，加强研究。 提高工业用水效率提高用水效率是工业节水的核心。从广义上讲，它体现了从提高用水系统的重复利用率、企业改革、发展生产经济规模、生产工艺技术进步、到实行清洁生产和科学管理等所产生的全部节水效果。因此，提高工业用水效率是一项涉及面广、科学技术性强和影响深远的系统工程。它与一个国家经济发展水平的提高同步，不可能一蹴而就。从总体上讲，提高工业用水效率，近期应侧重于系统节水和管理节水，以后应逐步把节水工作的重点转向工艺节水。有关技术措施后述。 鼓励和提倡利用城市污水（处理回用水，包括中水）、其它低质水和海水回用水、低质水和海水的利用，均会在不同程度上受到水质、可利用范围、地点或地域等客观条件的限制，应因地制宜地判别其适宜的技术经济条件，解决好有关技术、经济、政策、管理以至社会问题，应在取得经验的基础上逐步推行。 控制污（废）水对水环境的污染，改善水源水质 以科技为先导，加大城市与工业节水的科技与资金投入城市与工业节水具有丰富的科技内涵。从发展观点看，不加强节水的科技导向和投入，将难以推动节水工作向深入持续方向发展。另一方面，单纯依靠目前节水技术力量也难以承受日益复杂的综合性很强的节水任务。因此，必须提高节水人员素质，加强科学技术力量的横向联合，此外必须加大节水资金投入，注重节水技术经济分析，以提高节水经济效益。上述各项对策是互相关联的整体，采取这些对策是我国城市与工业集约化发展的必由之路。 ;2 关键技术 加强节水技术基础工作技术基础工作薄弱，至今仍是全国、各城市和工业节水系统的突出问题，而加强节水技术基础工作又是作好城市与工业节水工作不可逾越的首当其冲的重要环节。其主要内容有：（1）提高节水基础数据质量节水基础数据直接关系到节水统计、分析、评价是否正确和判断的准确性。这方面须迫切解决的问题是： · 按“国民经济行业分类标准”和相关统计口径，严格进行节水统计中的行业分类； · 统一节水名词术语、节水考核指标、指标计量单位与计算方法； · 通过统一的、上报、汇总和审核，确保统计资料的正确性、完整性和连贯性； · 分析、筛选、审定各水平年（1985、1990、1995、2000年）的基本节水考核指标数据与节水水平。 （2）建立较完整的基础数据库 其中应包括有关水资源开采利用数据、相关宏观指标、城市和行业生产经济技术指标、用水节水统计数据、节水考核指标等，使资源共享。 （3）建立各城市、各工业行业和企业的用水、冷却水、回用水系统技术资料库、冷却塔技术资料库。 完善并加强水量平衡测试工作，开展企业用水合理化分析水量平衡测试是开展企业节水工作的基础。原来的水量平衡测试成果已逐渐失去实际应用价值，应在新方法和规程下定期开展水量平衡测试工作，并切实进行用水合理化分析，判定实际用水效率与节水潜力，为开展企业节水工作提供科学依据。 提高冷却水循环利用率和冷却效率提高冷却水循环利用率和冷却效率是系统节水的主要途径。 应根据有关法规对冷却水循环系统和冷却塔实行科学监督，以提高冷却水循环利用率和冷却效率。按文献规定目标，我国各类城市的有关指标如表1所示。我国各类城市冷却水系统效率指标 表1 指标 Pr（%） Pcy 冷却效率（%） 浓缩倍数 城市类别 2000 2010 一 75 85 85～90 95～97 65～75 75～80 ～ ～ 二 70 80 80～85 92～95 55～65 6～75 ～ ～ 三 65 75 ≥80 ≥90 ≥55 ≥60 ～ ～ 注：城市类别：一类为直辖市、开放城市、重点城市；二类为省会城市，日供水量大于40×104m3/d的城市；三类为其余城市为实现上述目标，须采取的主要技术措施有： · 扩大冷却水循环利用范围，这对大量的小型企业尤为重要； · 关停或改造一批质量或性能不合格的冷却塔； · 开发、推广使用新型、高效（冷却效率＞65%、吹散损失＜～）、低噪音（＜50 dB）冷却塔； · 推行循环冷却水处理，提高冷却水处理率，这是提高冷却效率和浓缩倍的关键； · 全面监测不同地区不同季节冷却塔运行情况，加强运行管理； · 研究开发适合于不同水质条件、气象条件下的水质稳定、杀生和旁流处理技术——处理方法、设备与水处理剂，并分析确定其优化运行技术经济条件； · 研究推广冷却水系统（包括空调系统）的清洗技术，提高冷却效率； · 研究运用高效热交换器及其优化组合技术。 因地制宜地研究推广各种节约循环冷却水量的其它技术如空气冷却、汽化冷却、人工制冷冷却、大气冷源技术和物料换热技术。这些技术在一定条件下可大量减少冷却水量或不用水冷却，具有良好的应用前景。 提高废水回用率对于工业企业，废水回用是仅次于冷却水循环利用的另一个主要节水途径。 目前我国废水回用总水量不过5×108 m3/a，实际回用率很低，为此应采取以下技术措施： · 提高工业废水的回用范围，例如将其用作冷却补给水、锅炉补给水、空调除尘水、洗涤水、清洗水、冲渣（灰）水、熄火降温水和厂区部分生活杂用水等。从一定意义上讲，在工业企业内部进行废水回用比外部污水回用经济可行。 · 研究开发一系列经济实用的工业废水或其它废弃资源的减污排放、处理回收或回用技术。 · 研究开发经济适用、高效的中小型工业废水处理装置，特别是含油、重金属、有毒物质和高浓度有机污染物的废水处理装置，提高这些废水的回用量，以减少污染负荷。 · 研究开发工业回用水系统水质稳定、杀生技术。 · 对工业回用水系统的运行情况实行监控，加强运行管理。 · 扩大城市污（废）水处理回用规模和范围。 扩大城市污（废）水处理回用范围和规模的关键技术措施是： · 结合不同地区和城市的具体情况，进行城市污（废）水回用的技术经济条件分析，确定污（废）水直接回用的范围和规模，作为制定污水回用发展规划的依据； · 制定不同回用水水质标准，研究确定回用水（特别是与人体接触的回用水）安全评价方法；· 研究开发适用于不同地区和条件的适用经济的污（废）水处理特别是深度处理技术及装备；· 研究、推广安全可靠的中水处理技术和设施；· 研究、建立城市、小区和物的分质供水系统，其中城市分质供水系统应与工业企业、市政设施与灌溉分质供水系统相配套； · 污（废）水回用系统的监管技术措施。 从我国城市与工业废水回用发展情况看，除受到废水处理率（包括合格率目前二级生化处理i＜）低和一些客观条件限制外，归根到底将受到经济条件的限制，估计回用率的年递增率会远低于20%。在考虑废水回用时，应考虑对人体健康和生产的影响。 扩大海水、低质水可利用范围，建立各类分质供水系统据估计，我国1995年海水利用总量约为100×108 m3/a，2010年预计达350×108 m3/a，后者还远低于目前日本、美国海水利用水量。为此，要研究经济、有效、安全可靠的海水利用技术，如管路、冷却系统防腐、海生物防治、水质稳定技术及海水淡化技术。应积极研究开发海水循环冷却专用技术以取代海水直流冷却系统，同时应加强相应专门技术研究，如专用水质稳定剂、海水冷却塔等。此外，应开展海水冲厕污水处置问题的研究。 开展工业生产工艺节水技术研究近期可结合工业企业改革、结构调整和技术改造，加快工艺节水步伐。从长远考虑，应注重下列因素对工业节水的影响：（1）经济规模与劳动生产率的提高； （2）生产工艺方法、技术、流程与装备的发展进步； （3）原料路线与政策的改进或改变； （4）清洁生产技术的实施； （5）工业生产的科学管理水平提高； （6）因素变化。 以上因素都可对工业生产用水情况产生深远影响，而且从发展趋势看绝大多数因素的变化都会在不同程度上不断地促进水资源合理利用，减少水污染，致使单位产品（或产值）用水量、取水量逐渐减小，使水环境得以改善。对此，应按行业开展专门研究。 研究开发性能优良的节水器具采用节水器具，一般可节水10%～30%。我国目前节水器具多处于低水平、盲目、重复研制开发状态，近10年来几无进展，质量低劣，因此有必要有组织地进行研究开发，其重点是应用范围广、使用频繁、易造成浪费的用水器具。例如，开发推广小容量（6 L）或无“介质”的成套卫生洁具、限压节流水龙头、延时自闭水龙头、冷热水洗浴水龙头等。应坚持对节水器具的基本要求。 加强对重要节水问题的技术经济分析、研究，提高节水工作水平和节水效益节约用水是关系到资源、环境、人民生活和经济的大事，属跨行业（专业）的综合技术领域。很多节水问题的决择，都须从技术、经济、社会以至政策等方面权衡利弊、得失，而技术经济方法则是在这类问题的多方案比较中取得最佳效果的重要方法和手段。当前，对下列有关节水问题的分析研究具有普遍意义，例如：· 地区或城市范围内，水资源的优化配置；· 地区或城市在长距离调水与节约用水之间的权衡；· 地区或城市节水潜力分析、节水目标的确立、节水基本对策的制定及其定量评价；· 城市节水规划的制定；· 地区、城市或企业范围，循环用水、污（废）水回用及低质水或海水利用中的利弊权衡；· 循环冷却水系统状态优化控制；· 污（废）水回用方式——直接回用与间接回用的选择与协调；· 污（废）水直接回用范围规模与水质指标；· 城市群污（废）水回用与流域污染控制技术分析；· 城市水费体制（水价）研究；· 节约用水技术经济分析方法本身的理论与实践研究
写反渗透方面的，小机型（5T/H以下），提高水的利用率达到60%以上。我可以给你帮助。
燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的化学反应。放热、发光、生成新物质（如木料燃烧后生成二氧化碳和水份并剩下碳和灰）是燃烧现象的三个特征。燃烧是一种氧化反应，其中氧气是最常见的氧化剂，但氧化剂并不限于氧气，氧化并不限于同氧的化合。 燃料燃烧放出的热量，至今仍是人们的主要能量来源，其目的不是制备生成物，而是获得能量。研究燃料充分燃烧的条件与方法不仅对节约能源、提高燃料的利用率至关重要，而且，对减少因不完全燃烧产生的CO等有害气体、烟尘等对空气的污染，也具有重要意义。一般说来，燃料在空气中的燃烧，是燃料和空气中氧气的氧化还原反应。为使燃料充分氧化，应保证有足够的空气。同时，为保证固体和液体燃料燃烧充分，增大燃料与空气的接触面（固体燃料粉碎、液体燃料以雾状喷出等）也是有效的措施。燃烧的条件：1.可燃物（不论固体，液体和气体，凡能与空气中氧或其它氧化剂起剧烈反应的物质，一般都是可燃物质，如木材，纸张，汽油，酒精，煤气等）2.充足的氧气3.达到物质的着火点灭火的基本原理及方法：燃烧必须同时具备三个条件，采取措施以至少破坏其中一个条件则可达到扑灭火灾的目的.，灭火的基本方法有三个：（1）冷却法： 将燃烧物质降温扑灭，如木材着火用水扑灭；（2）窒息法：将助燃物质稀释窒息到不能燃烧反应，如用氮气、二氧化碳等惰性气体灭火。（3）隔离法：切断可燃气体来源，移走可燃物质，施放阻燃剂，切断阻燃物质，如油类着火用泡沫灭火机。当今世界常用燃料：煤、石油和天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，又是化学工业中极为重要的原料，它们又细分为（1）固体燃料：木柴、烟煤、揭煤、无烟煤、木炭、焦炭、煤粉等；（2）液体燃料；汽油、煤油、柴油、重油等；（3）气体燃料：天然气、人工煤气、液化石油气等清洁燃料：液氨、酒精、液氢（最清洁的燃料，燃烧产物是水）、甲醇等海洋资源的开发利用与海洋环境海洋资源类型海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中丰富的资源，已是历史发展的必然趋势。目前，人类开发利用的海洋资源，主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。海水可以直接作为工业冷却水源，也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术，向海洋要淡水，是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。海水中已发现的化学元素有80多种。目前，海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展，丰富的海洋化学资源，将广泛地造福于人类。海洋中有20多万种生物，其中动物18万种，包括16000多种鱼类。在远古时代，人类就已开始捕捞和采集海产品。现在，人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进，大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。在大陆架浅海海底，埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中，富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中，广泛分布着深海锰结核，它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图《深海锰结核》)。海水运动中蕴藏着巨大的能量，它们属于可再生能源，而且没有污染。但是，这些能量密度很小，要开发利用它们，必须采用特殊的能量转换装置。现在，具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电，但是工程投资较大，效益也不高。海洋渔业生产海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域，也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中，生物光合作用强，入海河流带来丰富的营养盐类，因而浮游生物繁盛（图3．15《大陆架剖面示意》）。这些浮游生物是鱼类的饵料，它们在海洋中分布很不均匀，一般在温带海区比较多。温带地区季节变化显著，冬季表层海水和底部海水发生交换时，上泛的底部海水含有丰富的营养盐类，这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方，饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地（图3．16《世界主要渔业地区的分布》）。因此，尽管大陆架水域只占海洋总面积的7．5％，渔获量却占世界海洋总渔获量的90％以上。世界主要渔业国都分布在温带地区，这些温带国家鱼产品消费量高，市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场（图3．17《舟山渔场的沈家门渔港》）和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时，远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限，人口密度高，因此海洋水产品在食品结构中比重较大。海洋油、气开发海底油气的开发，开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件的限制，最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿藏。80年代以来，在能源危机和技术进步的刺激下，近海石油勘探与开发飞速发展，海洋石油开发迅速向大陆架挺进，逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。地质学家和地球物理学家通常利用地震波方法来寻找海底油气矿藏，然后通过海上钻井来估计矿藏类型与分布，分析是否具有商业开发价值。海上钻井平台（图3．18《海上钻井平台》）是实施海底油气勘探和开采的工作基地，它标志着海底油气开发技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油气田离炼油厂一般都较远，油气要经过装油站通过船舶运到目的地，或直接由海底管道输送至海岸。海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程，国际合作和工程招标是可行方式之一。海洋空间利用世界人口迅速增长，使陆地空间显得越来越拥挤，海洋空间的开发利用问题越来越令人关注。海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分，随着人类逐步向海洋挺进，海洋将成为人类活动的广阔空间（图3．19未来海洋空间利用示意）。海洋环境不同于陆地，它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。人类活动在近海和海洋表面，要抗御多变的海洋气象状况和海水的运动；深海活动要能适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境；海水的腐蚀性强，海冰的破坏性大，对工程设备材料和结构有严格的要求。因此，海洋空间资源开发对科学技术和资金投入的依赖性大、技术难度高、风险大。海洋空间利用已从传统的交通运输，扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。交通运输方面包括海港码头、海上船舶、航海运河、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海底管道等。生产空间有海上电站、工业人工岛、海上石油城、围海造地、海洋牧场等。通信和电力输送空间主要是海底电缆。储藏空间方面，有海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场等。文化娱乐设施空间包括海洋公园、海滨浴场和海上运动区等。海洋运输和港口建设海洋曾经是人类从事交通运输的天然屏障。长期以来，人类一直在努力将海洋屏障变为海上坦途。最初，人们利用人力、风力或洋流作为动力，驾驶木船在近海活动。随着欧洲人到达美洲大陆，世界海洋航运由近海转向远洋。之后，世界大洋重要的航道陆续开辟。20世纪初，开辟了通往南极和北极的航道，巴拿马运河和苏伊士运河相继开通。现在，人类已经能够将船舶驶人世界任何海域（图3．20世界主要海运路线）。20世纪60年代，世界石油生产和运输增长，大型油轮得到发展。集装箱船的兴起，带来了海洋货物运输的革命。今天，穿梭在辽阔海洋上的是百万吨级的大型集装箱货轮和巨型油轮。这些船舶不仅拥有无线电导航和全球定位技术等现代化仪器设备，还可以选择最佳航线服务，以节省能源和航时，减少危险。沿海港口是海洋运输船舶停泊、中转和装卸货物的场所，也是人们开发利用海洋空间的主要场所。港口一般有一个服务区域，即腹地，该区域的商品和货物通过这个港口向外扩散。为了完成运输任务，港口要有配套的设施，如码头、装卸设备等，还要有高效率的运作服务。在港口发展过程中，受内外因素的影响，港口的规模、服务功能和范围可能有所变化。例如，某些国家的政府为吸引船舶来本国港口中转，对港口实行特殊政策，将港口辟为自由贸易区、自由港等，不需或很少缴纳费用。荷兰的鹿特丹很早就是世界贸易的中心。之后，鹿特丹港又通过开凿连通北海的运河，改善水运条件而持续发展。鹿特丹利用中转散装货物的机能，发展了农、矿产品加工业和造船工业（图3．21鹿特丹港口的土地利用）。中继贸易也带动了腹地近代工业的迅速发展。第二次世界大战以后，西欧各国经济复兴，鹿特丹成为欧洲联盟的大门，港湾和航空设施得到完善，港口的中转机能更加突出。现在，鹿特丹是世界最大的港口之一，腹地覆盖了欧盟的半数国家。围海造陆沿海地区人地矛盾激化，使人们将眼光投向大海。荷兰人从13世纪就开始围海造陆，目前，荷兰有 1／5的国土是从海中围起来的。围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径，但是它需要经过充分的科学论证，特别是做好以水利工程为中心的配套建设。在近岸浅海水域用砂石、泥土和废料建造陆地，通过海堤、栈桥或者海底隧道与海岸连接，这种新建陆地称为人工岛。世界上一些沿海发达国家如日本、美国、法国、荷兰等都已建造了人工岛。其中以海上城市（图3．22日本神户人工岛）的规模最大、功能最齐全。兴建海上城市，工程和费用巨大，需要以强大的国力作基础。澳门人多地少，有限的土地不足以满足发展居住、绿化、交通、工业、商业等的建设需要。澳门沿岸有许多淤积成的浅滩，有的在落潮时能露出水面，澳门人将它们视为良好的后备土地资源。 100多年来，澳门人利用填海造陆的办法使土地面积扩大了1倍（表3．2澳门历年土地面积的变化和图3．23澳门历年填海范围）。海洋环境保护海洋环境问题包括两个方面：一是海洋污染，即污染物进入海洋，超过海洋的自净能力；二是海洋生态破坏，即在各种人为因素和自然因素的影响下，海洋生态环境遭到破坏。（一）海洋污染海洋污染物绝大部分于陆地上的生产过程。海岸活动，例如倾倒废物和港口工程建设等，也向沿岸海域排入污染物。污染物进入海洋，污染海洋环境，危害海洋生物，甚至危及人类的健康。工业生产过程中排出的废弃物是海洋污染物的主要来源，它们集中在大型港口和工业城市附近。1953－1970年，日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件，就是因为工厂在生产有机产品过程中，排出含汞废物。这些有害物质流入海洋后，逐渐在鱼和贝类体内富集。最后导致100多人严重中毒，并先后死亡。核电站和工厂排出的冷却水，水温较高，流入河口或海中时，往往给海洋生物带来影响。施入农田的杀虫剂随雨水流进河流，或者随土壤颗粒在河口附近淤积，最终进入海洋。偶发性的海上石油平台和油轮事故，引起石油渗漏和溢出，造成海洋污染。（二）海洋生态破坏除海洋污染外，人类的生产活动，例如工程建设和渔业生（围垦和滥捕等），以及自然环境的变化，例如全球变暖和海平面上升，都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞，导致海洋生物资源数量减少，质量降低，也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证，破坏了海岸环境和海岸带生态系统。目前，海洋开发活动还缺乏综合的、长远的规划、综合效益比较差。石油污染和监测防治沿海工业生产和海运航线上的船舶，是石油污染的主要来源。因此，石油污染区域集中于沿海水域和海上航道沿线。由意外事故造成的石油泄漏，因为污染迹象明显，污染物集中，危害严重，因而倍受公众的关注，也是目前治理污染的重点。为减少意外事故的发生，很多国家在试验新的原油装载方法。有些国家配备了除污船，用来清除港口水面垃圾和污油。海洋权益和《联合国海洋法公约》20世纪60年代以来，出现了世界性的开发海洋热潮。海洋科学和技术迅猛发展，成为当代新技术革命的重要领域之一。为适应国际海洋开发、保护和管理的新形势，国际社会经过20多年的努力，通过了《联合国海洋法公约》，并于1994年11月16日正式生效。海洋法公约的诞生，使国际海洋法律制度发生了重大变革。例如，长期争执不休的领海宽度问题得到了解决；国际海底及其资源确立为人类的共同继承财产。根据《联合国海洋法公约》，全球144个沿海国家除拥有12海里领海权外，其管辖海域面积可外延到200海里，作为该国的专属经济区，享有勘探、开发、利用、保护、管理海床上覆水域及底土自然资源的主权。我国管辖海域面积为473万平方千米，约相当于我国陆地面积的二分之一，因此，加强海洋综合管理显得日益重要。《联合国海洋法公约》的诞生，为建立国际法律新秩序迈出了重要一步。但是，因为《联合国海洋法公约》要兼顾各个国家的利益和要求，还有许多不完善和不明确之处。因此，在实施过程中，必然会产生一些新的矛盾和问题。例如，在封闭和半封闭的海域，周边国家主张的200海里专属经济区就有可能存在着重叠，还有一些岛屿主权争议和渔业资源分配等问题，这些都有可能成为相邻国家关系紧张，甚至引发国际冲突的新的因素。因此，相邻国家间管辖海域划界和海洋权益，要求有关国家本着友好协商的精神，予以公平合理的解决。海水化学资源概况海洋化学资源是指海水中所蕴含的可供人类利用的各种化学元素。海水的成分非常复杂，全球海洋的含盐量就达5亿亿吨，还含有大量非常稀有的元素，如金达500万吨，铀达42亿吨，所以海洋是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提，目前，全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨，总产值达6亿多美元。水是生命之源，世界上缺水的地区愈来愈多，海水淡化已成为获得淡水资源重要的途径，所有这些都是海洋化学要研究的。海洋生物资源1、海洋生物资源量估计。海洋是生物资源宝库。据生物学家统计，海洋中约有20万种生物，其中已知鱼类约万种，甲壳类约2万种。许多海洋生物具有开发利用价值，为人类提供了丰富食物和其他资源。世界海洋浮游植物产量5000亿吨，折合成鱼类年生产量约6亿吨。假如以50%的资源量为可捕量，则世界海洋中鱼类可捕量约3亿吨。2、海洋生物资源开发状况。开发海洋生物资源的主要产业是海洋渔业，另外还有少量海洋药用生物资源开发。1989年世界海洋渔业产量约8575万吨。1990年世界渔业总产量估计（正式统计数字尚未见报道）为1亿吨，其中海洋渔业产量也比1989年有所增长。其中，世界各大洋的渔业产量分别为：太平洋亿吨，大西洋亿吨，印度洋亿吨。各国海洋渔业的发展水平差别很大。长期以来，日本和原苏联是渔业产量超过1000万吨的渔业大国。中国的渔业发展比较快，1990年渔业产量达到1200多万吨，成为第一渔业大国。美国、加拿大和欧洲的一些国家，以及南朝鲜和东南亚的某些国家，渔业也比较发达。3、海洋生物资源开发潜力。世界大洋生物资源的开发潜力是很大的。如前述各国专家所估计的，世界海洋渔业资源的总可捕量在2-3亿吨之间，目前的实际捕捞量不足1亿吨。另外，药用和其他生物资源也有很大开发潜力。近年来，日本等国正在探索大洋深水区的生物资源开发问题，首先是进行资源调查，同时开发新的捕捞技术。据报道，过去被认为是海洋中的荒漠的大洋深水区，蕴藏着大量的中层鱼类资源，其中仅灯笼鱼的生物量就有9亿吨，每年可捕量可达5亿吨。南大洋磷虾资源年可捕量可达亿吨。另外，水深200?000m的区域也有许多其他经济鱼类，如长尾鳕科鱼类，深海鳕科鱼类，平头鱼科鱼类，以及金眼鲷、鲽鱼等，可捕量约3000万吨。海洋矿藏资源概述用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。单就她的矿产资源来说，其种类之繁多，含量之丰富，令人咋舌。在地球上已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种，这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中：海水中的“液体矿床”；海底富集的固体矿床；从海底内部滚滚而来的油气资源。海水中最普通的是盐，即氯化钠，是人类最早从海水中提出的矿物质之一。另外还有一种镁盐，它们是造成海水又咸又苦的主要原因。除了这两种外，还有钾盐、碘、溴等几十种稀有元素及硼、铷、钡等，它们一般在陆地上比较少，而且分布较分散，但又极具价值，对人类用处很大。据估计海水中含有的黄金可达550万吨，银5500万吨，钡27亿吨，铀40亿吨，锌70亿吨，钼137亿吨，锂2470亿吨，钙560万亿吨，镁1767万亿吨等等。这些东西，大都是国防工农业生产及生活的必需品。例如镁是制造飞机快艇的材料，又可以做火箭的燃料及照明弹等，是金属中的“后起之秀”，而世界上目前有一半以上的镁来自海水。海水是宝，海洋矿砂也是宝。海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂，是开采最方便的矿藏。从这些砂子中，可以淘出黄金，而且还能淘出比金子更有价值的金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等，所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一，愈来愈受到人们的利用。这种矿砂主要分布在浅海部分，而在那深海底处，更有着许多令人惊喜的发现：多金属结核锰结核就是其中最有经济价值的一种。它是1872-1876年英国一艘名为“挑战号”考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎的，或者呈褐色的锰结核鹅卵团块，有的象土豆，有的象皮球，直径一般不超过20厘米，呈高度富集状态分布于300-6000米水深的大洋底表层沉积物上。据估计整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，它将是世界上一项取之不尽，用之不竭的宝贵资源。目前，锰结核矿成为世界许多国家的开发热点。在海洋这一表层矿产中，还有许多沉积物软泥，也是一种非同小可的矿产，含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。例如覆盖一亿多平方公里的海底红粘土中，富含轴、铁、锰、锌、锢、银、金等，具有较大的经济价值。近年来，科学家们在大洋底发现了33处“热液矿床”，是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物。这种热涂矿床主要形成于洋中脊，海底裂谷带中，热液通过热泉，间歇泉或喷气孔从海底排出，遇水变冷，加上周围环境中及酸碱度变化，使矿液中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀，形成块状物质，堆积成矿丘。有的呈烟筒状，有的呈土堆状，有的呈地毯状从数吨到数千吨不等，是又一项极有开发前途的大洋矿产资源。石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。石油可以说是海洋矿产资源中的“宠儿”，又被称为“黑色的金子”。据报告，1990年，全世界海上石油已探明储量达×1010吨，海上天然气已探明储量达×1013M3。油气加在一起的价值占了海洋中已知矿产物总产值的70%以上。石油是“工业的血液”，然而目前全世界已开采石油640亿吨，石油的枯竭在所难免，从海湾战争可以看出石油的价值所在。所以人们转而求助的就是海洋石油资源。天然气是一种无色无味的气体，又称为沼气，成分主要是甲烷。由于含碳量极高，所以极易燃烧，放出大量热量。1000立方米天然气的热量，可相当于两吨半煤燃烧放出的势量。因此，天然气的价值在海洋中仅次于石油而位居第二。海洋能源概述浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，更有真正意义上取之不尽，用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源，也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态，就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。潮汐能就是潮汐运动时产生的能量，是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来，到了11-12世纪，法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪，潮汐能的魅力达到了高峰，人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计，全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦，每年可发电12400万亿度。今天，世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口，年供电量达亿度。一些专家断言，未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的，浮泛在全球潮汐之上的波浪。波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。波浪能是巨大的，一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高，一个波高5米，波长100米的海浪，在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量，由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算，全球海洋的波浪能达700亿千瓦，可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。除了潮汐与波浪能，海流可以作出贡献，由于海流遍布大洋，纵横交错，川流不息，所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流，在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业，当然也是冒险的事业。把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能，又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质，海洋的体积又如此之大，所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射，另外还有地球内部向海水放出的热量；海水中放射性物质的放热；海流摩擦产生的热，以及其他天体的辐射能，但来自太阳辐射。因此，海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一，可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪，直到1926年，他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。此外，在江河入海口，淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦，其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。由此可见，海洋中蕴藏着巨大的能量，只要海水不枯竭，其能量就生生不息。作为新能源，海洋能源已吸引了越来越多的人们的兴趣。
21世纪的朝阳产业--海水淡化一．全球水危机 21世纪将是水的世纪。20世纪初，国际上就有"19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水"的说法，第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为"世界水日"，号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。 从全球范围来看，根据联合国统计，全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6-7倍，比人口增长速度高2倍，全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水，即平均每5人中便有1人缺水。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口（23亿）缺水，波及的国家和地区达40多个，中国是其中之一。中国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。我国淡水资源总量名列世界第六，但人均占有量仅为世界平均值的 l/4，位居世界第109位，而且水资源在时间和地区分布上很不均衡，有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线，那里的人均水资源拥有量不足500立方米。目前我国有300个城市缺水，其中110个城市严重缺水，他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区，水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。2010年后，我国将进入严重缺水期，有专家估计，2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。因此，为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的解决已迫在眉睫。二．解决水危机的途径--海水淡化 地球表面的2/3被水覆盖，可谓水资源极为丰富，但地球上水的总储量中97%是咸水(包括海水和苦咸水)，在余下的3%的淡水中，又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的，而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。 解决淡水紧缺问题有很多途径，核心原则是"开源节流"，地表水资源较丰富地区，可建蓄水工程；地表水资源贫乏地区，可实施跨流域调水；海水和苦咸水淡化；此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。 "开源"方面，在我国，地下取水已受到越来越多的限制，为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水，并大力提倡和推动污水回用和水的再利用。但兴建新的蓄调水工程，投资比过去大大增加，而跨流域引水则随着调水距离越来越远，调水成本越来越高，加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题，远距离调水的传统办法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是，这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量，我国淡水紧缺的问题依然十分严峻。 我国海岸线的总长为32647公里，被列为海洋大国，而且沿海和中西部地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源，在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下，开发利用海水和苦咸水资源，进行海水（苦咸水）淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。而且，发展海水（苦咸水）淡化技术，向大海要淡水也已经成为当今世界各国的共识。三．海水淡化技术及发展1． 海水淡化方法 海水淡化，亦称海水脱盐，是通过装置和设备除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。 海水淡化的蒸馏法主要有：多级闪蒸(MSF)、低温多效(LT-MED) 和压汽蒸馏(MVC)三种技术。前两种技术主要采用蒸汽作热源，多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是 利用热泵蒸发技术，它仅使用电能，应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透（RO）技术，它利用半透膜，在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。 海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术，美、法、日、以色列等国的技术已经非常发达，而且已形成海水淡化产业。我国的海水淡化技术研究始于50年代，经过40多年的发展，也培养和锻炼了自己的海水淡化专门人才，组建了一些专门科研开发机构，在蒸馏淡化、反渗透两大技术领域，经过几个五年计划的攻关，多项工程的实践，已具有较丰富的经验。但由于人们对海水淡化的认识不完全，国家经费投入少，使这项技术不能得到很快地发展。2．海水淡化的能耗与成本 在海水淡化技术已成熟的今天，经济性是决定其广泛应用的重要因素。在国内，"成本和投资费用过高"，一直被视为是海水淡化难以大胆使用的主要问题，但实际上这是一个"认识"问题。 目前世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、远程调水和海水（苦咸水）淡化三种。开采地下水作为一个重要的开源措施，工程量小、成本低，这是很吸引人的优点，但地下取水受资源条件限制很大，而且许多地区多年来由于过度开采地下水，已形成地下漏斗，造成房屋倾斜，甚至导致了海水倒灌等环境危害，地下水的开采已经受到制约。 远程调水，目前并没有把工程投资费用以及被引水地区的间接经济损失计算在内，仅以日常运行费用、管理费计算其成本，这与真正成本相差很大。其实引水工程，除了巨额的投资之外，还要占用大量耕地，还存在被引水地区的环境危害等问题。如引黄济青（岛）工程，占地达万亩，还会造成黄河断流、植被破坏等生态环境问题，而生态环境的破坏在经济上是难以估量的。80年代实施的引滦入津工程，时至今日每立方米成本仍达元左右，距离天津市民的用水价元有元的政府补贴。专家预测，南水北调工程实施后，长江水流到北京，按现行不变成本计算，综合成本在5元/立方米以上，甚至有专家预测每立方米将达20元。美国有资料认为，远程调水超过40公里，成本将超过海水淡化。 对于海水淡化，能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来，随着技术的提高，海水淡化的能耗指标降低了90%左右（从降到 kwh/m3），成本随之大为降低。目前我国海水淡化的成本已经降至4-7元/立方米，苦咸水淡化的成本则降至2-4元/立方米，如天津大港电厂的海水淡化成本为5元/立方米左右，河北省沧州市的苦咸水淡化成本为元/立方米左右。如果进一步综合利用，把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等，则其淡化成本还可以大大降低。至于某些生产性的工艺用水，如电厂锅炉用水，由于对水质要求较高，需由自来水进行再处理，此时其综合成本将大大高于海水淡化的一次性处理成本。可见，如果抛开政府补贴等政策性因素而单从经济技术方面分析，海水淡化尤其是苦咸水淡化的单位成本实际上是很有竞争力的。转贴于 中国论文下载中心
微咸水、生活污水和暴雨洪水被称作边缘水，是人类未来的新水源。以色列很早就重视边缘水的利用，他是世界上最早开发利用微咸水的国家之一。该国通过先进技术把地下咸水淡化为Cl－低于400毫克/升的微咸水，并探索出一套成功使用微咸水灌溉的路子。他们采用先进的喷灌、滴灌和夜间灌水措施，让棉花、小麦与苜蓿这些对土壤盐分有不同要求的作物轮作，建设排水系统，利用雨季降水洗盐，使土壤盐分保持了周年平衡，防止了次生盐碱化。为了利用暴雨洪水，防止弃水，该国在北部年降水量200毫米～400毫米的丘陵区的每个可集水的小峡谷都兴建了小型水库，用于局部灌溉。在年降水量200毫米以下的干旱农作区，采用地面喷洒化学物质阻止水分下渗，增加小雨的地表径流，使有限的降水集中流入农田。在大田，他们还实行作物残茬留田集水，增加了土壤的水分含量。以色列在利用微咸水的同时，还在内格夫沙漠南部兴建了海水淡化厂，采用闪蒸法获取淡水，同时，又在对海水蒸发处理时发电，一举两得。
海水淡化技术：非加压吸附渗透海水淡化法上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录摄取海洋甘泉水是生命之源。不久以前，人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话，然而，工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。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，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。电渗析法电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。反渗透法是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升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。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。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。超过滤法，宏大设想寻找海水淡化新技术随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进，但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此，国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用，特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。虽然，上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”（）。正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前，人们就采用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展，正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。非加压渗透吸附法（90年代）非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分提取液很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比？）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法（）1992年：上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录。另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进碳纳米管薄膜一种用碳纳米管来做薄膜的小孔，另一种渗透用的薄膜。活细胞蛋白质膜薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。反渗透机理统一的“干闭湿开”反渗透机理模型有几个经典模型1．优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。2．溶解扩散模型：不认为有孔。3．干闭湿开模型：上个世纪80，90年代，国人邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。膜干时，膜收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
目前解决水的方法主要有：一是靠天，二是靠地下水，三是靠开渠引来河水，四是靠运水。不过这几种办法都愈来愈跟不上发展的需要，无法从根本上解决问题。于是人们开始想到向大海要水。随着科学技术的发展，海水将成为解决沿海城市缺水的救星。科学家们正面临两方面的问题：首先是海水的直接利用，其次是海水淡化问题。目前这两方面的技术都有发展。 什么地方可以直接利用海水呢？我们可以从工业、农业和生活三方面看。在工业上，海水利用是比较成熟的。世界上许多拥有海水资源的国家和地区，都大量采用海水替代淡水作冷却用水。日本电力工业的冷却水几乎全部是海水，化学工业的冷却水近1/3是海水。在美国，海水主要用作电力工业、石油化工、造纸行业的冷却水。在农业方面，有一些农作物可用海水灌溉。在生活方面，海水主要用于冲厕和消防。香港用海水冲厕已有40年历史，目前冲厕用水的70%是海水。根据国外工业城市的统计，如果冷却水中70%直接使用海水，冲厕用水中70%直接使用海水，则整个城市用水中有一半可用海水代替。这是个惊人的比例。 直接利用海水要解决什么问题？首先，城市的水道要分成淡水水道和海水水道。海水水道要解决取水方式、预处理、防腐蚀和防海生物附着堵塞等问题。经过多年的研究和实践，这些技术问题已不再成为海水直接利用的障碍。 把海水转化为淡水，叫做海水淡化。海水淡化愈来愈受到人们的重视，到目前为止，蒸馏法、电渗析法、反渗透法等都已达到工业生产的规模。世界上严重缺水的一些富裕国家，如西亚石油输出国和欧美一些国家，已经确定将海水淡化作为取得淡水的重要途径。到1989年底，全球已有7千多座海水淡化装备，总装机容量达到1300万立方米。世界上海水淡化能力的55%分布在中东地区。海水淡化已成为中东地区以及许多岛屿淡水供应的主要来源。 海水淡化实际上是用能源换淡水，一般耗电较多，费用较高。在我国，使用大型进口淡化设备，每吨淡水的成本约为10元，比起一般城市水价要高几倍。
朋友： 给您几个好的网址，是有关论文的，很全！ 真心希望能够对你有所帮助！！ 自己找找吧！ 祝你好运！ 中文免费论文地址集锦 一、 综合类 1、学生大论文中心 2、蜂朝无忧论文网 门类很全。 3、论文下载中心 门类很全。 4、论文帝国 5、蓝之韵论文 门类较全。 二、 教育类 1、教研论文交流中心 以中小学教育为主，基础教育、英语教学文章居多。 2、教育教学论文网 以教育论文为主，包含：语文论文 美术论文 物理论文 化学论文 英语论文 历史论文 德育论文 教学论文 数学论文 音乐论文 生物论文 自然论文 体育论文 地理论文 摄影论文 劳动技术 农村教育 毕业论文 素质论文 医学论文 电子电器学 思维科学 计算机论文 活动课教学 书法篆刻论文 创新教育研究 心理健康教育 西部教育论文 信息技术论文 3、教育论文 4、中国园丁网论文大观 5、北大附小学校教师的文章： 三、 专业类 1、优秀论文杂志 以科技类为主。 2、论文资料网 以财经经济管理类为主。 3、法律图书馆 文如其名。 4、法学论文资料库 文如其名。 5、中国总经理网论文集 6、mba职业经理人论坛 7、中国农业在线-农业论文 8、体育论文 9、财经学位论文下载中心 10、公开发表论文_深圳证券交易所 11、中国路桥资讯网论文资料中心 12、论文商务中心 13、法律帝国： 四、 论文写作教学类 1、学术论文 其实是学术论文的写作网站。 五、 博硕士论文 1、论文统计 实际上就是万方的论文统计。 2、台湾博硕士论文咨讯网 3、北京大学学位论文样本收藏 4、学位论文 （清华大学） ] 中国科技论文在线 论文中国 : 新浪论文网分类: 中国论文联盟: 大学生论文库 论文资料网: 论文下载中心: 毕业论文网: 学位论文: 无忧论文网: 北京语言文化大学论文库:
地球 71%的面积被水覆盖，但全部水资源只有 能供人类直接使用。据统计，世界上约有 亿人住在没有饮用水供给的地区，很多人需要跋涉好几个小时才能获取干净水源。
非洲有1/3人口缺乏饮用水，近半数人口因饮用不洁净水而染病。为了解决水资源短缺的问题，一些沿海国家都纷纷开始开发海水淡化系统。但众多缺水的发展中国家根本无法负担由此带来的巨额成本。
现在，这些问题的解决有了新的曙光。今天 DT 君要介绍的，就是一种低成本的能够高效淡化海水的科技——氧化石墨烯薄膜过滤技术。这项最新研究成果发表在了《Nature Nanotechnology》上。
这项新技术诞生于世界顶尖的石墨烯科研机构——曼彻斯特大学“国家石墨烯研究所”。该研究所已经出过一位诺贝尔奖得主——那就是大名鼎鼎的“石墨烯之父”安德烈·海姆（Andre Geim）。
因在石墨烯材料方面的卓越研究，安德烈·海姆和他的同事康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）获得2010年诺贝尔物理学奖。安德烈·海姆也是本次论文的通讯作者之一。
“石墨烯之父”安德烈·海姆教授（如上图），任教于曼彻斯特大学物理学院，也是曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的牵头人之一，在他的职业生涯中，海姆发表了超过150篇的顶尖文章，其中很多都发表在《自然》和《科学》杂志上。或许我们对这位“石墨烯之父”所知甚少，但对于常被称为“奇迹材料”石墨烯，相信大多数人都并不陌生。
石墨烯是碳的同素异形体，也是目前世界上最薄（约为头发丝的二十万分之一）、强度最大（最大强度钢的 200 多倍）、质量最轻、导电和导热性最好、透光性（白光透光率可达）和电子传输性最优异（电子在石墨烯中传输速度是在硅中传输速度的数百倍）的新型材料。因此，石墨烯几乎在每个行业都有潜在的应用前景。
然而，石墨烯在名声大噪后，并没有很快进入人们的日常生活。真正限制石墨烯大量使用的是其难以工业化的大规模生产。一方面，使用诸如化学气相沉积（CVD）的方法很难生产出大量的单层、性能优异的石墨烯；另一方面，生产成本又太高。
然而，石墨烯的衍生物——氧化石墨烯——能够在实验室通过简单的氧化生产出来。在墨水或一些溶液中，科学家们利用某些基底材料或多孔材料来合成氧化石墨烯，然后再将其用于膜系统。考虑到氧化石墨烯的灵活性和成本，氧化石墨烯比单层石墨烯更具有潜在优势。
总之，氧化石墨烯薄膜的独特性质使其成为过滤或脱盐领域的最佳候选膜。曼彻斯特大学的科学家们现在已经展示了如何将氧化石墨烯薄膜用于高效的过滤系统，海水淡化取得了实质性的重大突破。
该研究团队表示，这种膜不仅能用于脱盐，而且可调谐其孔径以过滤更多类型离子。孔径均匀的可伸缩膜如果能达到原子级别的孔径，这将是一个重大突破，这将为提高海水淡化技术的效率打开一扇新的大门。
其实，这并不是氧化石墨烯薄膜的首次“精彩亮相”。在此之前，这种材料已经在分离气体和过滤离子等领域取得了很大的进步。
之前，曼彻斯特大学的一项研究表明，氧化石墨烯薄膜浸入到水中，它们会发生一些变形，使薄膜的孔径变大，因此体积较小的离子就会随着水流穿过薄膜，而体积较大的离子或分子会被阻隔，这就起了一定程度的过滤作用。
而现在，曼彻斯特大学研究团队的最新研究成果显示，这些氧化石墨烯薄膜得到了进一步优化，避免了在水流过薄膜时造成的孔径扩张。
最重要的是，这次他们能够精确控制氧化石墨烯薄膜的孔径大小，这就能够有效地阻挡不需要的离子。使用这种石墨烯薄膜过滤后的水能够饮用，且更安全。
毫无疑问，这次的成果具有重大的现实意义。一方面，按照联合国的“持续发展目标”，到 2030 年，世界上的每个人都能得到基本的淡水资源，然而目前形势并不乐观。
另一方面，气候变化也正在将人们置于水安全威胁的边缘，干旱、洪水、冰川融化都会导致淡水资源的短缺。长期下去，这些因素又会进一步影响粮食生产、医疗卫生、能源与工业。淡水资源的匮乏已经给人类带来了不容忽视的威胁。
联合国预测，到达 2025 年，世界上将有 14%的人口面临着缺水的威胁。这项技术有望革新全世界范围内的过滤水技术，特别是对于那些不能承担起建立大规模脱盐工厂的国家极为有利。
根据这项研究成果，人们可以按需设计氧化石墨烯薄膜的孔径，以实现“按需过滤”。地球上有充足的水资源，海洋就是我们充足的水资源库，如果我们能够大规模制造这种薄膜系统用于海水淡化，淡水危机就能很好地解决。
目前，许多发达国家都在加大投资海水淡化技术，因此该技术也正处于发展的关键期。
然而，这种石墨烯薄膜系统要具有商业可行性还可能需要一段时间。这些研究人员的终极目标是构建一个高效的过滤工业废水和海水的净化装置。主要面临的挑战有如下三点：
第一，在工业上，要大规模地、廉价地生产稳定的、可持续在恶劣环境中工作的氧化石墨烯薄膜系统还必须考虑到该薄膜系统如何抗有机物、盐、和生物材料的腐蚀；
第二，研究人员如何大规模地生产这种氧化石墨烯薄膜，并且具有广泛的工业应用价值也是他们面临的一项的巨大挑战；
第三，石墨烯薄膜的生产过程中不可避免地会产生缺陷，如造成薄膜上不均匀的孔洞，这些孔洞对过滤和分离极其不利。
附录：背后的原理
通常，氧化石墨烯薄膜对水的透过性阻力较小，能够用于过滤和分离，质子导体，能量存储和转化等领域。然而，它们在离子筛分和脱盐技术中受到纳米的渗透阈值限制，即直径低于纳米的水合离子能够透过此膜，大于纳米的离子才能被有效过滤。
理论证明， 纳米的阈值是由氧化石墨烯薄膜系统的层间距（d，约为 纳米）所决定的。通常，氧化石墨烯薄膜在水中容易膨胀，要实现更小的层间距具有相当大的挑战。有证据表明，层间距 d 在 纳米到 纳米范围内氧化石墨烯薄膜系统能够对常见盐的水合离子进行有效的过滤。
基于这些发现，曼彻斯特大学的研究人员找到了一种方法（在氧化石墨烯薄膜的两侧引入环氧树脂）能够有效地控制孔径的扩张。经实验证实，用他们的方法能够使氧化石墨烯薄膜对氯化钠的离子的过滤率高达97%，这意味着该膜系统能够很好地进行过滤常见的盐离子。
这完全可以称得上是该领域内一件具有里程碑式的成就。