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我國苦咸水利用與淡化技術 版權信息
- ISBN：9787030685735
- 條形碼：9787030685735 ; 978-7-03-068573-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
我國苦咸水利用與淡化技術 內容簡介
本書是一部全面系統地研究苦咸水資源淡化利用的理論體系和應用實踐的專著。全書共分為十章。章介紹了我國苦咸水資源概況和界定標、論述了我國苦咸水分布區域及其特征、我國苦咸成因以及我國各地區苦咸水資源開發利用的現狀、必要性及可行性。第二章論述了苦咸水利用技術的發展現狀，包括國外發展現狀及國內發展現狀。第三章論述了苦咸水淡化的各類技術，分類進行了詳細的概述。第四章論述了苦咸水淡化的經濟成本，對各類技術進行了比較研究。第五章例舉了國內外苦咸水淡技術的各類標準，供技術人員掌握運用。第六章例舉了有參考價值的國內外有影響意義的大型苦咸水淡化處理技術及工程實例，為工程技術人員提供學習參考的案例。
我國苦咸水利用與淡化技術 目錄
目錄
前言
第1章 我國苦咸水資源概況 1
1.1 苦咸水定義與界定技術標準 1
1.2 我國苦咸水資源量 3
1.3 我國苦咸水資源開發利用 4
1.4 我國苦咸水資源主要分布區域及其特征 8
1.5 我國區域苦咸水形成的原因 19
1.6 我國苦咸水資源開發利用建議 21
第2章 苦咸水淡化技術進展 24
2.1 國外苦咸水淡化技術進展 24
2.2 國內苦咸水淡化技術進展 31
第3章 苦咸水淡化技術 40
3.1 蒸餾法苦咸水淡化 40
3.2 電滲析法苦咸水淡化 64
3.3 反滲透法苦咸水淡化 79
3.4 納濾法苦咸水淡化 99
3.5 膜蒸餾法苦咸水淡化 113
第4章 苦咸水淡化經濟分析 132
4.1 蒸餾法苦咸水淡化經濟分析 132
4.2 電滲析法苦咸水淡化經濟分析 143
4.3 反滲透法苦咸水淡化系統經濟分析 147
4.4 納濾法苦咸水淡化系統經濟分析 149
第5章 有代表性的大型工程案例介紹 153
5.1 蒸餾法苦咸水淡化典型案例 153
5.2 反滲透法苦咸水淡化典型案例 157
5.3 納濾法苦咸水淡化典型案例介紹 168
參考文獻 177
附錄 苦咸水淡化相關標準 185
前言
第1章 我國苦咸水資源概況 1
1.1 苦咸水定義與界定技術標準 1
1.2 我國苦咸水資源量 3
1.3 我國苦咸水資源開發利用 4
1.4 我國苦咸水資源主要分布區域及其特征 8
1.5 我國區域苦咸水形成的原因 19
1.6 我國苦咸水資源開發利用建議 21
第2章 苦咸水淡化技術進展 24
2.1 國外苦咸水淡化技術進展 24
2.2 國內苦咸水淡化技術進展 31
第3章 苦咸水淡化技術 40
3.1 蒸餾法苦咸水淡化 40
3.2 電滲析法苦咸水淡化 64
3.3 反滲透法苦咸水淡化 79
3.4 納濾法苦咸水淡化 99
3.5 膜蒸餾法苦咸水淡化 113
第4章 苦咸水淡化經濟分析 132
4.1 蒸餾法苦咸水淡化經濟分析 132
4.2 電滲析法苦咸水淡化經濟分析 143
4.3 反滲透法苦咸水淡化系統經濟分析 147
4.4 納濾法苦咸水淡化系統經濟分析 149
第5章 有代表性的大型工程案例介紹 153
5.1 蒸餾法苦咸水淡化典型案例 153
5.2 反滲透法苦咸水淡化典型案例 157
5.3 納濾法苦咸水淡化典型案例介紹 168
參考文獻 177
附錄 苦咸水淡化相關標準 185
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我國苦咸水利用與淡化技術 節選
第1章 我國苦咸水資源概況 1.1 苦咸水定義與界定技術標準 1.1.1 苦咸水的定義 苦咸水是一個由來已久的通俗稱法，是非常規水源的一種，其口感苦澀，屬于很難直接飲用的水體。通常將礦化度介于2～50g/L的水體稱為苦咸水，包括微咸水（礦化度為2～3g/L）、半咸水（礦化度為3～5g/L）、咸水（礦化度為5～10g/L）、鹽水（礦化度為10～50g/L）（鄧惠森，1992）。目前，苦咸水沒有統一的界定標準，一般將礦化度作為界定苦咸水的主要依據，據此可定義苦咸水是指由于礦化度高而無法直接利用或利用范圍大大受限的天然劣質水。根據《地表水資源質量評價技術規程》（SL 395—2007），當水體礦化度或氯化物、硫酸鹽濃度超過標準限值時稱其為苦咸水。根據《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017），當溶解性總固體（亦稱礦化度）指標大于2000mg/L時，即為Ⅴ類水體，屬苦咸水，其化學組分含量高，不宜作為生活飲用水水源。需經適當淡化處理后，達到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006），其中溶解性總固體小于1000mg/L時，才可作為生活飲用水水源。 氟化物也是衡量苦咸水的一個指標。氟化物在高礦化度水中也常常超標，二者往往是伴生的。依據《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）規定，集中式生活飲用水地表水源地氟化物限值應小于等于1.0mg/L，超過該濃度值的水體不得直接飲用。 1.1.2 苦咸水界定技術標準 在水質評價中，我國學者常用礦化度、溶解性總固體、含鹽量指標評價水質優劣。 礦化度是評價水質優劣的常用指標之一，其含義與溶解性總固體相同，是指水體中所含無機礦物成分的總量；或者是指水體中所含各種離子、分子與化合物的總量。習慣上以水在105～110℃時蒸干后所得的干涸殘余物總量來表征礦化度。一般用M表示，單位為“mg/L”或“g/L”。 溶解性總固體是溶解在水里的無機鹽和有機物的總稱，主要成分包括鉀、鈉、鈣、鎂、氯離子和硫酸、硝酸、碳酸及碳酸氫根離子等離子、分子及絡合物，但不包括懸浮物和溶解氣體。通常在105～110℃溫度下，將水蒸干后所得干涸殘余物總量稱為溶解性總固體（total dissolved solids，TDS），單位為“mg/L”或“g/L”。它是反映地下水化學成分的主要指標。TDS含量低的淡水常以碳酸鹽為其主要成分；TDS含量中等的微咸水及苦咸水常以硫酸鹽為其主要成分；而TDS含量高的鹽水和鹵水則常以氯化物為其主要成分。 含鹽量是指水樣各組分的總量，該指標系計算值。含鹽量常用于農田灌溉水質評價，單位為“mg/L”或“g/L”。 目前，對苦咸水沒有統一的界定標準，學者多根據現行規范和標準進行分析界定。 （1）《地表水資源質量評價技術規程》（SL 395—2007）規定：當地表水體的礦化度大于2000mg/L，或氯化物大于450mg/L，或硫酸鹽大于400mg/L時，稱其為天然劣質水，亦稱為苦咸水。對于礦化度小于2000mg/L的水體按淡水資源進行評價。 （2）《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）規定：當地下水溶解性總固體介于1000～2000mg/L時，該水體為Ⅳ類水體，其化學組分含量較高，以農業和工業用水質量要求及一定水平的人體健康風險為依據，適用于農業和部分工業用水，經適當處理后可作生活飲用水。當溶解性總固體大于2000mg/L時，該水體則為Ⅴ類水體，屬苦咸水，不宜直接作為生活飲用水水源，需經過適宜的淡化工藝處理后才能飲用。 （3）《農村實施〈生活飲用水衛生標準〉準則》規定：受水源選擇和處理條件限制的地區，其三級飲用水標準對溶解性總固體指標放寬限值，不得大于2000mg/L。 （4）《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2005），對含鹽量限值做出規定：當土地含鹽量等于或大于2000mg/L，則為鹽堿地。 （5）《供水水文地質》（劉兆昌等，2011）把溶解性總固體含量小于1g/L的水體劃為淡水，把溶解性總固體含量在1～3g/L的水體劃為微咸水，把溶解性總固體含量在3～10g/L的水體劃為咸水，把溶解性總固體含量在10～50g/L的水體劃為鹽水，把溶解性總固體含量大于50g/L的水體劃為鹵水。 從以上五個標準可以得知：不同的水質標準由于其側重點和用途的不同，對礦化度的具體限值也不盡相同，但各類標準對直接利用水體的礦化度限值均限定不超過2g/L。一般當水體的礦化度指標超過1.5g/L時其用途就會受到限制，當礦化度大于2g/L時，不經過淡化處理，就不能直接作為生活飲用水及工農業用水，利用價值會大大降低。 綜上所述，把礦化度大于2000mg/L或氯化物大于450mg/L和硫酸鹽大于400mg/L或氟化物大于1.0mg/L的水體稱為苦咸水。 1.2 我國苦咸水資源量 通過收集研究《中國河湖大典》（中國河湖大典編纂委員會，2014）、《**次全國水利普查成果》（**次全國水利普查成果叢書編委會，2017）、《中國湖泊資源》（王洪道等，1989）、《中國湖泊志》（王蘇民等，1998）、《中國湖泊分布地圖集》（中國科學院南京地理與湖泊研究所，2015）、《中國地下水資源圖》（張宗祜等，2017）、《全國地下水資源調查成果》（中國地質調查局，2014）、《鄂爾多斯盆地地下水勘查研究》（侯光才等，2008）、《華北平原地下水可持續利用調查評價報告》（張兆吉等，2008）、《銀川平原地下水資源合理配置調查評價》（吳學華等，2008）、《青海地質環境》（李小林等，2009）、《中國地質調查百項成果》（中國地質調查局，2016）等專著，以及專項調查評價成果、區域專項研究、技術論文等涉及苦咸水資源的相關資料，結合《第三次全國水資源調查評價成果》，研究得出：我國現有苦咸水資源2599.508億m3，其中，地表苦咸水河流年徑流量為134.412億m3，占現有苦咸水資源量的5.2%；地表苦咸水湖泊蓄水量為2295.900億m3，占現有苦咸水資源量的88.3%；淺層地下苦咸水資源量為169.196億m3，占現有苦咸水資源量的6.5%。2019年影響用水人口約5295萬，占統計分布有苦咸水的省（自治區、直轄市）總人口的7%。我國苦咸水資源量詳見表1-1。 表1-1 我國苦咸水資源量(單位：億m3) 1.3 我國苦咸水資源開發利用 1.3.1 直接利用苦咸水的危害 1）長期飲用苦咸水會對人體健康造成嚴重的危害 苦咸水的鹽堿濃度較高、硬度較大，氟、砷、鐵、錳元素含量較高，碘、硒元素含量較低，口感苦澀。其中，多項指標不符合或達不到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）要求。流行病學調查結果顯示，長期飲用高氟水、高砷水、苦咸水等不達標水體對人體的危害如下（張兆吉等，2008）。 高氟水：氟對人體的損害具有慢性且長期的特點，受害較輕者會出現牙齒發黃、斷裂，俗稱氟斑牙，也就是常說的黃牙；重者會引起氟骨癥，表現為駝背、行動不便，甚至導致智力出現問題，乃至癱瘓，喪失勞動能力，生活不能自理。 高砷水：由于砷化合物有劇毒性，長期飲用砷化合物含量較高的水體會引起砷中毒，甚至死亡。 苦咸水：長期飲用苦咸水會導致人體胃腸功能紊亂、免疫力低下，易得腎結石，甚至可能誘發和加重心腦血管疾病。 2）苦咸水對農業生產有一定的危害 苦咸水中含有較多的雜質和鹽類，如果長期用于灌溉耕地，會破壞當地的土壤團塊，使耕地質量下降，影響農作物的生長，甚至會使某些農作物枯萎乃至死亡，造成當地的農作物產量下降，同時對農產品質量也會產生很大影響。 3）苦咸水對當地的部分工業發展有一定的負面影響 有些行業如化工業、造紙業等需要大量的水，長期使用苦咸水不僅會降低產品質量，還會增加對生產機器的損耗程度，增大工業生產成本，滯緩當地工業發展速度，影響當地經濟發展。 1.3.2 苦咸水利用的意義 全國地下水資源評價成果顯示（吳學華等，2008）：我國苦咸水資源經過適當處理，可作為缺水地區的居民生活飲用水、農業灌溉用水和部分工業用水，對緩解當地水資源緊缺起到了不可替代的作用。目前，全國每年開采利用淺層地下苦咸水資源量約為31.15億m3，開采利用淺層地下苦咸水的主要地區為河北、山東、甘肅、內蒙古、寧夏、新疆、陜西等。 1）苦咸水影響我國約7%人口的生活質量 苦咸水與貧困地區的發展密切相關。我國苦咸水資源總量較小，約占水資源總量的9%。我國農村約有3億人飲水不安全，其中約有3800萬人飲用苦咸水，約6300萬人飲用高氟水，約200萬人飲用高砷水（中國地質調查局，2014）。由此可見，中國約有1億人仍然在飲用苦咸水、高氟水、高砷水，由飲水水質帶來的危害，已嚴重影響人的生命健康？嘞趟葐栴}關系到我國約7%人口的生活質量，因此是一個不容忽視的重要問題。 2）苦咸水影響我國西北地區的社會經濟發展 我國西北廣大地區多屬于資源型、工程型、水質型并存的嚴重缺水地區，淡水資源天然匱乏，對苦咸水資源的開發利用能力又不強，嚴重影響居民生活飲用水安全、工農業發展供水和生態環境保護需水保障。 3）微咸水是我國西北貧困地區人畜飲用水的重要水源 相關研究成果顯示，微咸水是我國西北貧困地區人畜飲用水的重要水源，每年約有400萬m3微咸水用于人畜飲用。在苦咸水淡化技術日漸成熟的今天，亟須加強苦咸水淡化處理與科學利用研究，盡早解決缺水地區居民飲用水問題，保障全國人民飲用水安全。 1.3.3 苦咸水開發利用現狀 目前，我國苦咸水開發利用總體狀況：一是地表苦咸水（苦咸水河流、苦咸水湖泊）資源開發利用較少；二是目前開采利用的多為淺層地下微咸水（礦化度為2～3g/L）和半咸水（礦化度介于3～5g/L），開發利用量趨于減少。 1）苦咸水利用現狀 第二次全國水資源調查評價成果和相關區域地下水專項調查評價成果顯示，我國每年開采利用地下水總量為445億m3，約80%（356億m3）的地下水（淡水）可直接利用，約13%（57.85億m3）的地下水（微咸水）經適當處理后可以利用，約7%（31.15億m3）屬地下苦咸水，需采取必要的淡化工藝處理后才能加以利用。多年來，我國開采利用地下苦咸水總量較多的省（自治區、直轄市）主要在華北和西北缺水地區，如河北、內蒙古、甘肅、陜西等。ㄗ灾螀^、直轄市）。我國主要。ㄗ灾螀^、直轄市）地下水開采利用總量與淺層地下苦咸水開采利用總量詳見表1-2。 表1-2 主要。ㄗ灾螀^、直轄市）地下水開采利用總量與淺層地下苦咸水開采利用總量
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