咸水淡化技术在农业灌溉中的应用与展望

本文围绕咸水淡化技术在农业灌溉中的应用,归纳与评述了各类咸水淡化技术在在农业方面的应用场景与处理效果。目前淡化水灌溉技术已经在以色列、西班牙、澳大利亚等国家广泛应用。其中反渗透技术是应用于农业最广的咸水淡化技术,电吸附技术被认为是实现低耗淡化水的关键技术,太阳能蒸馏与海冰水淡化可以因地制宜地淡化咸水。咸水淡化技术具有提高作物产量、保护土壤等优势,但存在环境污染、成本较高等局限,本文展望了淡化灌溉水的应用前景与发展方向,为咸水淡化技术在我国农业灌溉方面的研究提供参考。

中东、北非、中亚海水和咸水淡化的经验与启示

世界银行有关专家2002-2004年对中东、北非和中亚地区的海水和咸水淡化项目进行了考察,在此基础上总结了这些地区海水和咸水淡化发展的经验,并从水资源形势、淡化工艺、淡化成本、能源、制度和能力建设、私人部门参与、环境和健康影响等方面,分析了发展淡化水的条件、问题和措施等。2011年中央一号文件明确提出"积极开展海水淡化和综合利用,高度重视雨水、微咸水利用",2011年水利部重大课题也聚焦我国海水利用现状、问题和发展对策研究。为此,本文编译了世界银行这份研究报告,并提出了对我国发展淡化水的一些思考。

解决水资源短缺的有效途径——海水和苦咸水淡化技术的应用

地球表面2/3被水或冰川覆盖,水资源中97%为海水或苦咸水,其余3%为淡水源储备,然而淡水源中只有23%是人类实际可利用淡水,余下77%是人类难以利用的冰雪和冰川.近年来,由于我国北方地区连续干旱,淡水资源的短缺已成为经济发展和人们生活水平提高的制约因素.下列数据必须引起我们的注意:

黄土高原祖厉河流域咸水淡化与高效利用

为缓解我国北方苦咸水分布地区淡水资源紧缺的状况,开展咸水多级冰冻淡化试验,揭示咸水结冰过程水质变化机理。试验结果表明:冷冻结冰法能有效淡化咸水,Ⅰ级冰融水的脱盐率可达60%以上;咸水多级冷冻结冰过程,不同离子结冰迁移速率不同,致各级冰融水离子组成发生变化。多级冰冻淡化方法可以在祖厉河流域推广和应用,其充分利用自然能源,具有经济环保,简单易行,既可小规模分户实施也可大规模处理等优势,是解决当地春旱期生活用水及农业用水困难的有效途径之一。

苦咸水淡化开发利用案例浅析

咸水淡化的开发利用一度得到重视,本文通过两种案例分析咸水资源案例分析,开发利用所面临的困境及解决思路。

沧州市利用小型 咸水淡化工程解决农村饮水困难的调查

一、水资源状况 沧州市水资源十分匮乏,多年平均水资源量仅为12.9亿m3,人均水资源量192m3,亩均水资源量108立方米,分别占全国平均值的8％和6％,仅为河北省均量的50％左右,比世界上严重缺水的沙漠国家以色列还少一半多,年缺水量约5亿m3。沧州市水资源短缺已经成为严重制约沧州经济社会发展的“瓶颈”。

咸水淡化是解决沿海农村饮水困难的一条途径

在淡水资源匮乏的沿海农村开发利用咸水 ,通过咸水淡化措施 ,解决农村饮水困难 ,减少了深层水的开采 ,保护了水文地质环境 ,是一条经济、合理。

海岛高含铁苦咸水的淡化

本文主要介绍用反渗透技术处理海岛高含铁量苦咸水的淡化工艺。针对铁的去除做了一系列的予处理研究，使之在最佳经济运行成本的条件下，使原水经予处理后能满足反渗透进水的要求。

地下咸水淡化——开源节流的新途径

“开源节流”是解决我市水资源供需矛盾的重要措施，提到“开源”。人们往往想到“引滦入津”，“引黄济津”、“南水北调”，诚然，这些办法在不同供水阶段都是必要的，但跨流域调水在资源管理、水质保护、投资成本、工程管理及生态环境诸方面都存在一定问题，充分开发利用当地水资源，仍不失为良策，多年来，天津市加强了山丘区水土保持、兴建了各种规模水库、利用深渠河网及坑塘洼淀拦蓄洪水，同时，针对天津地下咸水资源丰富，尚未大量开发利用的现实，积极开展了地下咸水在各个领域的利用，目前，正在进行的“微咸水农田灌溉综合利用技术研究”，旨在实现2～5克/升微咸水直接灌溉，地下咸水养殖实验的成功，结束了海产品养殖业单纯依赖海水、长期遭受海水污染威胁的局面，利用咸水层开展“地下储能”，为咸水在工业上的利用开辟了新的途径，近年来，随着咸水淡化技术的发展，地下咸水大规模淡化将为工业、人民生活提供优质水源。

家用太阳能咸水蒸馏淡化装置的研究

设计了一种将加热、蒸发、冷凝三个环节集成于一个装置之中的太阳能咸水淡化装置,并进行了实际测试。测试结果表明,与已经投入运行的其它咸水淡化设备相比,整个淡化装置动力辅助系统最少,而且装置的制造成本低廉。

世界首例咸水8效淡化能源项目运营

6月27日，西北油田托甫台基地“热-电-太阳能-咸水淡化”能源综合利用示范项目正式运营，其中世界首套低温8效太阳能板式蒸馏苦咸水淡化装置成功投产。此前2年试运行，能源综合利用率达到90％。

世界首例咸水8效淡化能源项目运营

6月27日，中国石化西北油田托甫台基地“热-电-太阳能-咸水淡化”能源综合利用示范项目正式运营，其中世界首套低温8效太阳能板式蒸馏苦咸水淡化装置成功投产。此前两年试运行，能源综合利用率达到90％。

咸水通过黏性土层的弥散作用试验研究

华北平原东部浅层咸水与深层淡水构成"上咸下淡"的区域性水质结构。相关调查研究表明,浅层咸水越流补给深层淡水的过程并未使得深层水矿化度显著提高。为研究黏性土层是否能截留水中盐分,通过渗透试验计算分析了咸水通过黏性土层时的弥散作用。结果表明:(1)黏性土可有效截留咸水中的大部分盐分,证实了前人提出的华北平原东部深层弱透水层滤盐现象的存在;(2)黏性土截留盐分的能力随渗透系数和弥散度的减小而增大。据推测,黏性土滤盐的原因可能是咸水中Na+被土壤胶体颗粒吸附或与土壤胶体吸附的一些组分发生了阳离子交换作用。

咸水结冰融化过程中水质与水量的变化规律初步研究

在室内利用相同水量、不同矿化度和钠吸附比(SAR)的咸水进行结冰融化,以研究其在融化过程中水质和水量的变化过程。结果表明,咸水冰在融化过程中淡化效果明显,其中利用10g/L的咸水冰,融出49%小于3g/L的微咸水和淡水;矿化度越高的咸水冰,在融化初期融出水的矿化度、体积和SAR越高,而淡化效果越差,融化1h后15g/L的咸水冰融出水的矿化度和SAR分别为136.8g/L和67.5,高于5g/L和10g/L的咸水冰处理;高SAR的咸水冰,在融化初期融出水主要表现在SAR较高,利用SAR为5、10和30的咸水冰进行融化,融化1h后,融出水的SAR值分别为82.5、56.4和22.3,其中矿化度和体积无显著差异;在以上基础上,建立了关于不同水质的咸水冰在不同温度条件下的二元回归方程,利用该方程可知,矿化度较低的咸水冰在低的温度条件下融化,淡化效果越好。

南疆咸水结冰与融化过程中盐分及离子的变化

咸水淡化是缓解淡水资源紧张,减轻水体污染的有效途径.本试验分析了南疆农田排水不同冷冻温度下,结冰与融化过程中矿化度及离子浓度的分布规律;探讨了基于多级冷冻与重力脱盐条件下,盐分及Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、K^(+)、Na^(+)的迁移规律成因.试验结果表明,冰融水矿化度与离子浓度随冷冻温度的降低而上升;不同温度处理下,各级冰融水矿化度与离子浓度相较于初始水样(F_(0))均显著降低(P<0.05),冰晶逐级冷冻过程中,冰融水矿化度与离子浓度逐渐升高;各离子进入冰晶的迁移速率存在差异,离子结冰比率拟合线斜率呈K^(+)>Cl^(-)>Na^(+)>SO_(4)^(2-)的分布规律.冰晶逐级融化过程中,冰融水矿化度、Cl^(-)、K^(+)、Na^(+)浓度呈现先快速下降、后缓慢下降、最终趋于平稳的变化趋势;SO_(4)^(2-)浓度下降趋势平稳.冰融水由最初的Na-Cl型咸水,逐渐转变成SO_(4)·Cl-Na型的微咸水.本文结论可为南疆咸水冷冻法淡化技术应用提供依据。

基于咸水处理和精准灌溉相结合的优势分析

咸水淡化技术是开发利用海洋资源最合理的方式。文章从咸水直接灌溉带来的土壤盐渍化危害入手,概述了咸水处理与精准灌溉的意义,介绍了微咸水淡化流程和精准灌溉流程,提出了微咸水处理及精准灌溉的结合方式,展望了咸水淡化和节水灌溉的发展趋势,并分析了制约咸水淡化技术发展的能源和工艺2个因素。本研究得出,节水灌溉技术未来将集远程灌溉管理和综合调控分析于一体,真正实现智能化灌溉管理。将太阳能技术与纳滤技术相结合会创造广阔的市场前景,纳米颗粒膜和光热转化碳纤维等材料将是海水淡化研究的热点。因此,咸水淡化技术与精准灌溉相结合,其资源利用效率将大幅提高,土壤环境亦会得到极大改善,与未来生态科技的发展趋势将更加契合。

美国加州3440万美元新建8座海水淡化项目

据外媒报道，美国加州水资源部已批准向8座海水淡化项目拨款3440万美元，其中包括6座半咸水淡化项目（盐分介于河海水之间）。