海水淡化技术 - 现在和未来
海水淡化装置简介
许多年前，当我还是一个在海上当埃索油轮工程师的孩子时，这些旧船的机舱里有水蒸发器，可以从海水中为锅炉生产蒸馏水。由于他们的年龄，他们一直是烦恼的来源，需要耐心，自由地注射陶氏和福斯化学物质，每只表几次好的咒骂，然后在表后喝很多冷啤酒，按顺序排列。
这些老式的蒸汽管蒸汽发生器至今仍在使用，然而，市场上正在出现更新更现代的设计和最新技术。(要平息我那破碎的神经已经太迟了，不过看看我那篇关于船舶造水器的文章吧。)
这是一篇关于制水器的文章，特别是利用现代技术淡化海水。然后，我们首先对正在研究和开发或被认为是未来使用的各种新技术脱盐厂进行考察。
现代海水淡化技术
在海水淡化方面出现了一些有前途的新技术。其中包括
- 渗透,
- 碳纳米管膜，
- 仿生学
现代反渗透海水淡化(RO)
自70年代初以来，反渗透已用于各种目的，使用反渗透海水淡化是生产饮用水和灌溉用水的主要方法。
过程很简单,；基本上，高压下的海水流过聚合物基半透膜。这种膜防止盐离子和其他固体在海水中通过。
膜的高浓度一侧的水被泵至250psi用于微咸水处理(用于工艺和灌溉)，而海水则被泵至1000psi，以克服海水固有的自然渗透压。(350 psi)
使用反渗透技术的最现代化的脱盐工厂已经安装在加利福尼亚州的盐城，用于从太平洋脱盐海水。海水是通过注入沙子的井抽取的，所以在进入海水淡化厂之前，水实际上是经过沙子过滤的。
海水淡化厂采用最新的反渗透技术将海水转化为饮用水，同时采用新的能量回收技术驱动加压海水泵。这项技术由加利福尼亚州的ERI开发，在PX压力交换器中使用不同温度的海水来提供运行泵的能量，比传统泵节省90%的能量。
参考* *:* *科学美国人-加利福尼亚海滨城市转向海水淡化来解渴
正渗透脱盐（FO）
正向渗透和反渗透一样，使用半渗透聚合物膜将溶解的固体从被处理的液体中分离出来。然而，与反渗透不同，正向渗透不需要昂贵的能耗泵。
正渗透使用抽提溶液；具有高渗压的浓缩溶液，如氨二氧化碳溶液。该溶液从相邻的储罐进入渗透池，渗透池由于其高渗透压力，将海水吸入膜中，膜阻止固体通过。
然后，抽出的溶液被泵入另一个容器，在那里加热，将其转化为氨和二氧化碳，然后再循环到渗透电池。
同时，剩余的淡水被抽走，用于后处理和储存，以备将来使用。
该技术正处于研发阶段;然而，在实验室测试中，它从海水中生产大量淡水的能力，加上其预计的能源效率，几乎可以保证我们不久就会看到一个工作模型。
参考：亚太经合组织-新型正向渗透海水淡化装置
碳纳米管快速脱盐技术(NF)
劳伦斯利弗莫尔国家实验室已经对使用碳纳米管技术淡化海水进行了测试，并仍在进行研究和开发。他们已经证明了使用纳米管淡化海水的可行性，在能源和成本上都有显著的节省。
碳纳米管由碳原子卷成的薄片制成。它们的微小尺寸意味着它们光滑的内径只能同时容纳7个水分子，比人的头发还要细5万倍。
人们会认为，由于它们的微观尺寸，通过它们的水流将受到限制；试验表明，通过超光滑管孔的水流与大口径管的水流相当。这导致通过纳米管膜的水压降低，从而减小泵和节能。
该膜由一个硅晶片芯片组成，芯片上浸渍有碳催化剂，以产生垂直紧密排列的碳纳米管。
纳米管之间的空间填充了陶瓷材料，增强了薄膜的强度，并帮助数十亿纳米管粘附在硅芯片上，纳米管充当气孔，允许水通过，但阻止固体通过。
虽然这是一个新概念，但它可以取代传统的海水淡化膜。
参考：技术评论-纳米管膜提供了廉价脱盐的可能性
仿生学和海水淡化
仿生学是模仿自然界的加工技术而命名的；从生物学到技术的思想转移。
大多数活细胞都含有微小的水管，可以输送水，但不包括溶解的固体，如盐。
在海水淡化技术方面，热带沿海红树林沼泽就是一个例子。芦苇（Rhizophoraceae的一种）生长在咸水中，通过根系中的微小毛细管吸收水分，这一过程被称为蒸腾作用。管道中的膜允许水通过，不包括盐的通过，这一过程使得仿生学适合进一步研究。
参考
网站：Ask Nature（仿生研究所）-膜淡化水：红树林
网站：桑迪亚国家实验室-膜技术
淡化水的预处理和后处理
预处理
- 海水过滤/筛选
这些水通过几个细网筛，然后是非常细的筒式过滤器，以防止膜被固体堵塞。
- 抑制剂
采用抗生物污染抑制剂防止膜表面污染。
小剂量的氯用于杀灭机组内的细菌。
防垢抑制剂用于防止管道和内表面涂覆。
后处理
现在的淡水需要经过紫外线、臭氧或化学物质的消毒处理，才能安全地作为饮用水使用。
- 紫外线(UV)
当水通过专门的管子时，紫外线光束直接照射到水中，通过打断细胞分裂来破坏微生物，使微生物无法繁殖。
- 臭氧
臭氧是一种添加了额外原子的氧分子。臭氧通常被添加到水中，通过氧化作用破坏微生物——利用额外的氧原子。它的作用比二氧化氯快得多，是一种强得多的消毒剂，但更昂贵。
- 化学药品
目前最流行和最便宜的处理饮用水的消毒剂是二氧化氯，它通过切断细胞壁上的营养物质运输链接来破坏微生物。
如果二氧化氯被用作空调装置的工艺用水，二氧化氯也会破坏引起退伍军人病的微生物。
引用:
网站：伦泰克水处理溶液-水处理和净化
网站：先进的设备和服务-前处理和后处理(用于反渗透和纳滤膜)
草图-流程图，纳米管膜，渗透压图
