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国外1976年,有液-液体系的原始尝试,国内1992年,发明过液-固体系的正向渗透(非加压)吸附渗透法脱盐(CN92110710。2)。直到约10年后,又重新跟随国际潮流,开始标准的模仿复制的模式,2008年开始有综述报告。

城阳大桶水,正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前,人们就采用食盐来长期贮存食物,因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。

如今,人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究;食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料;紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展,正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。

1.人们在研究球粒陨石成分时,发现其中含有一定量的水,一般为0.5~5%,有的高达10%以上,而碳质球粒陨石含水更多。球粒陨石是太阳系中最常见的一种陨石,大约占所有陨石总数的86%。一般认为,球粒陨石是原始太阳最早期的凝结物,地球和太阳系的其他行星都是由这些球粒陨石凝聚而成的;

2.太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等。再通过不同的化学反应变成水分子,据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生1.5 t这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式落到地球上。

3.科学家在"深度撞击号"在2005年1月13日撞击了坦普尔1号彗星的彗核后在溅起的物质中发现了冰,两-三亿年前,由于木星与土星两颗气态巨行星在它们的两星连珠时产生了巨大引力,奥尔特云中的彗星被拉进了内太阳系中,地球也受到了彗星的撞击,研究表明,大部分彗星是由宇宙尘埃、气体、冰组成的,谷神星这一颗彗星中含有的水分比地球上所有的水还要多,彗星穿过大气层时会融化为水,以雨、雪等形式落到地面上。

地下水与地表水

地下水——有机物和微生物污染较少,而离子则溶解较多,通常硬度较高,蒸馏烧水时易结水垢;有时锰氟离子超标,不能满足生产生活用水需求。

地表水——较地下水有机物和微生物污染较多,如果该地属石灰岩地区,其地表水往往也有较大的硬度,如四川的德阳、绵阳、广元、阿坝等地区。

原水与净水

原水——通常是指水处理设备的进水,如常用的城市自来水、城郊地下水、野外地表水等,常以TDS值(水中溶解性总固体含量)检测其水质,中国城市自来水TDS值通常为100~400ppm。

净水——原水经过水处理设施处理后即称之为净水。

纯净水与蒸馏水

纯净水——原水经过反渗透和杀菌装置等成套水处理设施后,除去了原水中绝大部分无机盐离子、微生物和有机物杂质,可以直接生饮的纯水。

蒸馏水——以蒸馏方式制备的纯水,通常不用于饮用。

纯化水和注射用水

纯化水——医药行业用纯水,电导率要求<2μs/cm。

注射用水——纯化水经多效蒸馏、超滤法再次提纯去除热原后可以配制注射剂的水。

自由水和结合水

自由水——又称体相水,滞留水。指在生物体内或细胞内可以自由流动的水,是良好的溶剂和运输工具。水在细胞中以自由水与束缚水(结合水)两种状态存在,由于存在状态不同,其特性也不同。自由水占总含水量的比例越大,使原生质的粘度越小,且呈溶胶状态,代谢也愈旺盛。

结合水——是水在生物体和细胞内的存在状态之一,是吸附和结合在有机固体物质上的水,主要是依靠氢键与蛋白质的极性基(羧基和氨基)相结合形成的水胶体。

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地下取水

寻找地下水源的首选之地就是地表早已干枯的溪流与河流的河床地区。虽然这些地方的地表早已无水,但是在它们的地表下往往能找到丰富的地下水。

日光蒸馏水

日光蒸馏取水法特别适用于沙漠地区,在地面挖一个长宽约90厘米、深45厘米的坑,坑底部中央放一水壶,在坑上放一块塑料薄膜,用石头或沙土将薄膜的四周固定在坑沿,然后在塑料膜的中央部分吊一石块确保塑料膜呈弧形,以便水滴能顺利滑至中央底部并落入收集器中。

太阳的照射使坑内潮湿土壤和空气的温度升高,蒸发产生水汽。水汽逐渐饱和,与塑料膜接触遇冷凝结成水珠,下滑至水壶中,这种方法在一天之内能收集大约半升水。

植物中取水

通过凝结植物的水汽来收集水分。在一段健壮枝叶浓密的树木嫩枝上套一个塑料袋,放袋子的时候要注意使袋口朝上,袋的一角向下,这样便于接收叶面蒸腾作用产生的凝结水。因为蒸腾作用产生的水汽上升与薄膜接触时遇冷后就会凝结成水滴。应让凝结的水珠沿着薄膜内壁流入底部收集器中。

正渗透

“渗透”在海水淡化、脱盐、水处理领域,啰嗦、复杂一下又称正渗透、或正向渗透,以示与反渗透、反向渗透法、逆渗透的差异、区别或对应、强调,正向渗透法是与反渗透互逆的一对方法。正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。

随着科技的飞速发展,压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进,但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限,而且就脱盐来讲,RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此,国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究,并取得了一定的成果,在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用,特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”,更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少,相关研究和论文也不多。虽然,上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”(CN92110710。2)。

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