刘希平
广东大唐国际雷州发电有限责任公司,广东 雷州 524255
摘要:反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”。在一个容器中,将海水和淡水用渗透膜隔开,在自然条件下,淡水会渗透到海水中,我们通过压力,将海水中的淡水反渗透过去,这就是反渗透原理,本文想通过反渗透原理来分析海水和淡水的关系及自然界中海水和淡水的转化关系,从而了解更多的自然现象。
关键词:反渗透;海水淡化;浓海水;淡水。
0 引言
在自然界中,江、河、湖是由无数个不同地点的源头泉水汇流而成,基本上由淡水组成。那么无数个源头泉水又是从哪里来的呢?目前在学术界尚未定论,有的说是由雪水融化而成,有的说由天上雨水自然而成,我认为都不正确,雪水融化和下雨只能从地球表面流走,因为地下的压力高于地表压力,水不可能自然渗透到地下,利用这一原理,人们建池塘,屯水田种水稻,水一般不会从地下流走,只能是蒸发掉。那么源头的泉水是怎么形成的呢?这也是困扰了我们几千年的问题,江河湖海自然形成,水从高处往底处流动,最后归于大海,淡水进入大海后,又到哪里去了呢?通过反渗透原理,我得出的结论是,海水中的淡水通过过滤后又回到了源头泉水处,循环往复,生生不息。
1、海水和淡水是两种不同的物质
在自然状态下,海水和淡水是融合在一起的,海水中包含了浓海水和淡水,其实浓海水中也包括了氯化钠(NaCI)和淡水(H2O),只不过浓海水相对比较稳定,现在电力企业根据海水和淡水两种不同物质的特性造出了制氢系统和制氯系统:
制氢系统的原理,就是将淡水进行电解,得到氢气和氧气。
H2O→H2+O2
制氯系统的原理,就是将海水进行电解,得到次氯酸钠和氢气。
NaCI+H2O→NaCIO+H2
从上述两个公式中,我们可以直观的了解到,海水就是由氯化钠(俗称食盐)和淡水组成的,当然,海水中还有铁、铝、钙、镁、钠等等许多微量元素物质存在,淡水中也有这些微量元素。我们将海水进行晒干处理,将淡水蒸发掉,得到的就是氯化钠,海盐就是这样制成的。
2、海水淡化原理
海水淡化原理,简单的讲,就是将海水经过预处理,超滤过滤,在反渗透装置中通过反渗透膜,在压力的作用下,将海水中的淡水过滤出来,从实践中来看,出来的淡水率达到45%左右,剩下的就是浓海水了,从这个结果可以看出,大海的海水中存在着一半左右的淡水是可以分离出来的,浓海水相对比较稳定,不好分离,当然也可以将浓海水中的淡水通过容器将它蒸发出来,剩下的就是氯化钠了,其实浓海水和人的泪水是同一种物质,有兴趣的也可以去研究一下。
3、海水通过过滤转化成淡水成为地下水
我们知道海水通过过滤膜在压力的作用下就可以变成淡水,其实地球内部的沙土就是过滤膜,我们已知的海洋最深处是马里亚纳海沟,约有11034米,也许还有更深的孔洞,下面的压力是非常大的,在这么大的压力下,海水会渗入地球内部沙土和岩石缝中,地球内部的缝是非常多的,纵横交错,和人的内部血管是一样的,有动脉血管和毛细血管;有一部分海水在压力作用下,渗透到地下沙土中,经过重重过滤,在地下压力的作用下,从缝隙中向地表面渗透出来,还有一部分海水在经过地下熔岩层时,温度达上千度,汽化成水蒸气形成强大的压力往地表面渗透,当温度冷却后凝聚成淡水从地表面流出,形成泉水,如果冷却效果不好,就形成了温泉。那么又怎么样理解高山有好水呢?水从地下上来的时候,如果从岩石缝中上来时,由于气密性好,在地下压力作用下,往上的高度也高一些,一般高山或海拔高的地方,岩石就多,由于重力的原因,下面的压力也会大一些,水就容易上来,如果上来碰到沙土层,气密性差,可能上来后离地面一定高度就上不来了,就变成了地下水,如果是沙漠地带,效果就更差了,因此搞好绿化,地表面覆盖植被,地下水就容易上来,道理很简单的。
4、结论
我们知道,地球上海洋面积占地球面积的71%,海洋中含有约十三亿五千万立方千米的水,如果能将海洋中45%的淡水分离出来,那可以想象是什么概念,自然界是很神奇的,淡水从高处泉水中流出经过江河湖最后流入大海,经过过滤又回到泉水出口处,循环往复,生生不息。在这个过程中也会产生一些自然现象,在地下纵横交错流水过程中,缝隙会慢慢变大,当大到一定的时候,地球内部会互相挤压,这时就会发生地震,这也是地震产生的主要原因。当地球内部的温度达到上千度时,各种金属就会融化形成岩浆,当海水经过时就会被汽化,慢慢就会顶开上面的岩石和土质层,岩浆也会慢慢上走,当冲开地表面土质层时,火山就爆发了,虽然是自然现象,其实也是必然的,我们只有了解它,认识他,才能找到应对之策。
参考文献
【1】天津大学版《化工原理》海水谈化工程。
【2}刘雪英 鲍继超 周长君电厂水处理(第二版)