海水資源系指海水及海水中存在的可以被人類利用的物質。海水利用包括海水淡化、海水直接利用和海水中化學資源的提取。
基本介紹
- 中文名：海水資源
- 外文名：Seawater resources
- 總體積：137億立方千米
- 含有：80多種元素
- 技術：淡化、直接利用、化學資源利用
- 套用：海水沖廁等
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海水簡介
海水約占地球表面積的71%,具有十分巨大的開發潛力。僅以海水資源為例，海水水資源的利用和海水化學資源的利用具有非常廣闊的前景。海水資源開發，或海水綜合利用技術，包括海水直接利用、海水淡化和海水中化學資源的提取。
海水淡化
海水淡化技術研究始於20世紀20年代，40年代進入套用領域，60年代大幅度增長，並逐漸形成規模，70年代中期全球海水淡化裝置已可產淡水200萬m3，1980年達728萬m3，80年代末期達1329萬m3。
海水淡化裝置主要分布在三種類型的區域。一是沿海乾旱地區，如中東的科威特、沙烏地阿拉伯、阿聯等國；二是淡水供應困難的海島，如美國的佛羅里達群島、中國的西沙群島；三是人口密集、工業集中、淡水緊缺的沿海城市，如美國的聖迭戈、中國的香港等。
現在廣泛採用的海水淡化方法主要包括：蒸餾法、反滲透法、電滲析法和冰凍法等。
海水蒸餾淡化法
該法是用於海水淡化較為成功可行的主要方法之一，幾十年來一直保持優勢。其優點，一是不受原水濃度的限制，適宜於用海水做原料；二是淡化水純度高，含鹽量通常小於10，而其他方法一次脫鹽難以達到這個指標；三是適用於大規模建廠，可達到百萬噸級規模。存在的問題是：一是結垢嚴重，使傳熱係數降低，效率下降；二是對設備腐蝕較重，使其壽命縮短；三是排放的濃鹽水影響近岸生態。總之，蒸餾法海水淡化原理簡單，設備不複雜，制約因素主要是成本較高。由於採用的設備、流程及能源不同又可分為以下幾種方法。
①多級閃蒸(MS)海水淡化法
該法技術上成熟，成為地區性穩定供水主要水源。
②多效蒸發海水淡化法(ME)
該工藝耗能低，經濟效益高。目前採用低溫多效蒸發工藝的廠家居多。
③壓汽蒸餾海水淡化(VC)
該海水淡化工藝是海水蒸餾淡化系統中的後起之秀。
海水反滲透淡化法(RO)
該法在壓力推動下使薄膜脫鹽，除用於海水脫鹽外，還廣泛用於苦鹹水的淡化。反滲透淡化發展迅速，其裝機容量僅次于海水蒸餾而居第二位。
海水電滲析淡化(FD)
電滲析脫鹽，是含鹽水在直流電場作用下，發生離子遷移，陰陽離子分別通過陰陽離子交換膜，達到脫去溶液鹽分的目的。電滲析的優點是工藝簡單，易於普及和實現自動化，缺點是耗能較高，其運行費用大體與反滲透法相當。裝置的容量多為幾立方米至幾百立方米，屬中小型。多用於艦船、海島。
冰凍法海水淡化
該法利用降溫的原理，從食鹽水中析出冰晶，而後融化獲得淡水。該法不需要高溫，也不會產生高溫帶來的腐蝕，從理論上講優於蒸餾法。為了提高效率，通過熱交換器進行熱的重新利用，裝置容量一般小於1000m3。冷凍法運行安全可靠、無污染、水質好，將進入海水淡化市場。
海水直接利用
目前，海水直接利用主要包括：利用海水代替淡水做工業用水；濱海城市的生活用水，如沖廁、沖道路、消防用水等。
海水代替淡水做工業冷卻水
根據統計，城市用水中約70%是工業用水，而工業用水中大約70%是冷卻用水。世界已開發國家大都將冷卻水量大的電力、化工、鋼鐵、石油等企業布設在濱海地區，利用海水做冷卻水。日本1980年僅電力冷卻使用的海水量就達1000億m3，美國2000年工業用水量二分之一由海水解決，西歐六國2000年海水年用量達2500億m3。
海水化學資源
海水化學資源是指海水中所含具有經濟價值的化學物質。作為地球上最大的連續礦體的海洋水體，其中蘊含著幾乎所有的化學元素，它們在海水中的濃度大小不一，但是總量都很可觀，因為海水的總量是十分巨大的這些化學元素，有些已開始被人類所利用，是現時的資源，有些雖暫時未被人類所利用甚至還未被發現，但隨著科技的進步和人類對資源的需求，終有一天會被人類發現和開發利用，它們是潛在的資源 現時的海水化學資源主要是海鹽以及其他的一些化學元素
海鹽資源
海水的總體積大約為13.7×10 km3，海水中含有的化學元素達80種之多，儲存著幾乎是取之不盡的化工原料。海水總含鹽量高達5×10t之多，這為人類提供了極其豐富的資源：隨著社會經濟和科學技術的發展，人們為著解決和化工原料日趨緊張的矛盾，海鹽資源的綜合開發利用已處於特別引人注目的地位：海水的主要成分有Na、Mg、Ca、K、Cl、SO4，這6種成分占海水成分的99．5%以上。通常所說的海鹽主要指鈉鹽、鎂鹽、鉀鹽和鈣鹽，鈉鹽在海鹽中產量最大，套用最廣泛，人們把氯化鈉稱為百味之王，化工之母，其次還有硫酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉；鎂鹽主要是包括氯化鎂、氧化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂；鉀鹽主要包括氯化鉀、硫酸鉀；鈣鹽主要為碳酸鈣、硫酸鈣二氯化鈉在海水中的含量約3.5%左右；鎂的含量僅次於氯化鈉，海水中的鎂總量約2000×10t；溴也是最為重要的化工原料源之一。
海水化學元素
海水中溶存著80多種元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的開發價值據計算，每立方千米海水中含有3750×10t固體物質，其中除氯化鈉約3000×10t、鎂約450×10t外，鉀、溴、碘、釷、鉬、鈾等元素也不少。若把每立方千米海水中的物質提煉出來，其價值約等於10億美元。目前海水提溴和提鎂在國外已形成產業，海水提鉀、碘、鈾、重水等尚處於研究階段。
海水資源區
該區是指為開發利用海水資源或直接利用地下滷水需要劃定的海域，包括鹽田區、特殊工業用水區和一般工業用水區等。鹽田區應鼓勵鹽、鹼、鹽化工合理布局，協調發展，相互促進；重點保證國家大型鹽場建設用海需要。限制鹽田面積的發展，以改進工藝、更新設備、革新技術、提高質量、降低成本、提高單產、增加效益等項措施解決鹽業發展用海；嚴格控制鹽田區的海洋污染，原料海水質量執行不低於二類海水水質標準。特殊工業用水區是指從事食品加工、海水淡化或從海水中提取供人食用的其他化學元素等的海域，執行不低於二類海水水質標準。一般工業用水區是指利用海水做冷卻水、沖刷庫場等的海域，執行不低於三類海水水質標準。
