膜科学与海水淡化的新进展以及在中东和新加坡的科学技术.doc

膜科学与海水淡化的新进展以及在中东和新加坡的科学技术 渥太华大学，工业膜的研究实验室，化学与生物工程，161路易斯·巴斯德，渥太华，安大略省。 K1N6N5，加拿大 用于海水淡化的膜分离过程：综述 2.1、反渗透历史 2.2、膜的不对称结构 2.3、完整表皮非对称膜的相转化制备技术 2.4、薄膜复合膜的界面中原位聚合制备 2.5、膜表面改性的性能增强 2.6、RO跨膜运输 2.7、反渗透模块 2.8、膜性性能的提高；除硼，氯耐受性，抗生物污染膜 中东地区的膜脱盐 阿拉伯世界的膜脱盐 3.2、沙特阿拉伯的膜脱盐状态 3.3、巴林的膜脱盐状态 3.4、科威特的膜脱盐状态 3.5、阿拉伯联合大公国的膜脱盐状态 3.6、阿曼的膜脱盐状海湾合作委员会国家的膜脱盐状态 红色死亡输送机项目 以色列的膜脱盐状态 3.9.1阿什克伦世界最大的反渗透海水淡化厂 3.9.2 阿什克伦工厂设计和特殊功能 3.9.3、以色列膜脱盐的未来发展趋势 埃及的膜脱盐状态 阿尔及利亚的膜脱盐状态 突尼斯的膜脱盐状态 伊朗的膜脱盐状态 新加坡的膜脱盐 全国水龙头政策 4.1.1. 1st全国自来水4.1.2. 2nd全国自来水：进水口 4.1.3. 3rd全国自来水：新生水 4.1.4. 4th全国自来水：新加坡的海水淡化 4.2、位于新加坡的第一个海水淡化厂 进一步降低海水淡化的能源消耗海水淡化的能源消耗减少至0.75 kWh/m3 海水淡化膜的发展不断进步的，在性能显示了非常的成就。事实上，出现在眼前的这些膜的性能是没有限制的。Loeb-Sourirajan 非对称反渗透膜（RO）产业规模目前可用的商业膜的通量是一个数量级，20世纪60年代反渗透膜脱盐率高达99.8％。进一步尝试通过将纳米颗粒和修改膜表面增加磁通，膜的稳定性。可以拒绝硼，砷，和有机低分子量化合物到更高程度生产危险性较少的饮用水通常情况下，膜蒸馏，正渗透和碳纳米管膜被认为是潜在的适用于海水淡化。在中东和新加坡的膜脱盐的现状和未来的发展方向案例研究进行了讨论。 据报道96.5％，1.7％的冰帽，％淡水，其余的是苦咸水今天，饮用水短缺是一个严重的世界广泛关注，由于人口的增长和需求增加，饮用水容易超过可用的水资源。超过1亿人没有干净的饮用水，约2.3亿人（世界人口的41％）生活在缺水地区（格林利等，2009）.其结果是，人们已经开始寻找解决方案，水回用和海水淡化为人类活动的可持续增长的关键。中水回用，如灌溉，电站的冷却水，工业过程水和地下水补给水的生产它也被作为一种方法，用于生产新加坡（新生水）的饮用水。另外，海水淡化的饮用水生产已成为一个主要来源。目前的海水淡化技术两种方法一个是在过去的60年里热海水淡化而另一种是在过去的40年发展膜过程海水淡化是一个通用的去除盐分从咸水到淡水的方法。值得一提的是，淡水的定义取决于这个国家。例如，美国环境保护署（EPA）的淡水的非强制执行的标准为250 mg / L的氯和500 mg/ L总溶解盐（TDS）（EPA，2002年）。世界卫生组织（WHO）和海湾地区的饮用水标准，建议1000毫克/ L TDS“（Fritzmann等人，2007）的饮用水标准。与政府标准相比，大部分海水淡化设施的设计，实现了TDS为500 mg/ L或以下（格林利等，2009）。 当淡化海水时被用于其他目的时，例如作物灌溉，TDS浓度可能更高。给水中盐度海水淡化设施范围为1000 mg / L降至60000毫克/升。大多数海水资源包含30,000到45,000 mg / L的TDS，通过反渗透（RO）（格林利等人，2009），而处理的范围内为1,000?10,000 mg / L的微咸水。如上所述，海水淡化过程分为以下两大类，即热过程和膜分离过程。热过程中已经使用了很多年以来的史前时代，但操作的大型蒸馏厂的饮用水生产开始于20世纪50年代（格林利等，2009）。在开始使用了一个称为多效蒸馏（MED）的过程，但后来，开发了称为多级冲洗（MSF）蒸馏的一个过程。中东地区作为一个整体拥有世界50％左右的海水淡化量，主要使用MSF技术。然而，自20世纪60年代以来，基于膜过程的设施被迅速的安装，现在在新厂房安装了超过热的过程。中东以外的新的反渗透装置安装已持续稳步增长。2001年，51％的新装置基于RO工艺，而在2003年，RO工艺中已占新产能的75％。反渗透，纳米过滤（NF），电渗析（ED）是典型的可用于海水淡化的膜分离过程。反渗透和纳米过滤被称为压力驱动型膜分离过程，因为跨膜压差的驱动力被用于质量传输，而纳米过滤的驱动力被用于质量（离子）运输。电渗析是一种比反渗透和纳米过滤陈旧的膜脱盐过程。纳米过滤是一个相对较新的膜分离过程，在20世纪80年代开发。纳米过滤不能淡化海水生产饮用水的任何一个步