正文 第33章 海水化學資源開發(1)(1 / 2)

廣闊的海洋,貯存了人類需要的各種資源,這些資源的開發利用已經成為全世界經濟新的生長點,隨著海洋資源的開發,人類會得到巨大的利益。

海水是海洋的主體,海水中溶有近百種化學物質,其中許多是陸地上稀有或稀少的,從海水中提取這些物質造福於人類,是人類社會發展的需要。海水化學資源的利用,包括從海水中獲取淡水、海鹽、某些工業原料的提取、稀有物質的富集提取等。

海水淡化

從20世紀下半葉以來,各類用水量的增加超過了供應能力,致使許多地區出現了用水危機。一些國際會議不斷發出警告:“水資源正在取代石油而成為全世界引起危機的主要問題”;“在幹旱或半幹旱地區因國際河流和其他水資源地的使用權,可能成為兩國間戰爭的導火線”;“淡水緊張和使用不當,對可持續發展和環境保護構成了嚴重而又不斷增長的威脅”;“由於世界上許多地區淡水資源普遍稀缺,而且逐漸被破壞,汙染日益嚴重,加之不相容的人類活動泛濫,因而必須對水資源實行統籌規劃和管理”等。盡管如此,全世界用水量隨著人類社會的發展仍然保持上升趨勢。用水量不斷增加的原因之一是隨人口增長相應地對工農業產品需求增加,生活用水和工農業用水隨之增長;其次是人們生活水平不斷提高,這在發展中國家問題就更為突出。除人口壓力外,用水量不斷增加,但資金不足,供水能力跟不上,保護環境的投資就更加困難。因此,水的供需形勢趨於緊張,更易導致水環境惡化。

從人類社會的發展過程看,在一定階段用水的增加是必然的,供水能力的增加要適應用水增加的需要,但供水能力的增加除受財力和物力的製約外,還必須注意自然條件的限製。如使自然條件受到損害而影響到天然的供水能力,則後果十分嚴重。怎麼辦?一個共同的結論就是尋找一條水資源可持續開發的途徑。

那麼,如何實現水資源的可持續利用,這就是一個很具體而又很困難的問題。對此,人們提出了“節流開源”。它包括兩層意思,一個意思是由於淡水資源是有限的,必須節約使用它,能不用淡水的就不用淡水,能少用的要盡量少用;另一層意思還要從多種途徑獲得淡水資源,對此人們提出了例如雨水的高效利用、汙水處理再回用、從海水和苦鹹水獲取淡水等。

海洋是一個巨大的水源庫,海水取之不盡,用之不竭,海水淡化是解決水源不足的重要途徑,因而淡化水的價值,也就不能單純以它的價格來衡量。海水淡化不僅是某一國家、某一地區、某一時間的局部問題,而是世界範圍內涉及人類生存的社會發展的長遠而重大的問題。海水淡化的意義,具體說來,有以下幾點:①可以根據所需地點、所需時間、所需水量及水質進行生產,為淡水需要量的不斷增長提供了保證;②提供某些特殊用水,如船舶與海島用水,以及特定技術要求用水等;③為開墾荒漠、發展缺水地區的工農業生產提供了條件;④利用淡化方法除去水中某些危害人體健康的成分(如氟等),提供衛生飲水;⑤淡化技術的發展,也豐富和發展了其他生產過程中的分離技術,如海水濃縮製鹽,海水綜合利用,工業廢水及有害廢水處理,酸、堿的回收,以及醫藥、食品的精製、純化等等,淡化技術在有些生產部門,正獲得日益廣泛的應用;⑥淡水生產還可以和工業廢熱、剩餘電力利用相結合,使能量達到合理有效的利用。

據報道,至1993年,世界每天用反滲透法淡化海水1.2×106立方米。目前,世界上規模最大的反滲透法海水淡化工廠建在沙特阿拉伯,該淡化廠每天產水2×105立方米。隨著反滲透膜性能的提高和海水淡化工藝的進步,從海水獲取1噸淡水能耗由原來的10~15千瓦時/噸下降到5.9千瓦時/噸,反滲透法已成為海水淡化的一種經濟型造水技術。

反滲透法:當海水與淡水以半膜隔開時,淡水便會自動地向海水一側滲透,若於海水一側施加大於海水滲透壓(約25大氣壓,合2.5兆帕)的外壓,則海水中的純水將反滲透至淡水中,此為反滲透法淡化原理。反滲透法的特點是淡化過程中沒有水相的變化,所以能量消耗較少,而對有機雜質與不帶電荷的雜質,同樣能達到分離效果。但受高壓操作和半透膜的性能限製,使單個淡化器產量不能太大和原水濃度不宜過高。