氟化反应

许多社区减少患蛀牙在幼儿中加入氟化钠或其他氟化合物来过滤.氟化物的剂量必须严格控制。低浓度是有益的而且不会产生有害的副作用,但高浓度的氟化物可能会导致牙齿变色搪瓷

海水淡化

海水淡化即脱盐,是将淡水从海水中分离出来盐水或者半咸水。海水淡化的主要进展技术自20世纪50年代以来,由于世界上干旱和人口稠密地区对淡水供应的需求不断增长。在加勒比地区,海水淡化是市政供应的主要来源中东,北非在东南部,它的使用正在增加美国.尽管生产淡化水相对昂贵,但它比传统的海水更经济替代长距离运输大量淡水的能力。

有两种基本类型的脱盐技术:热工艺和膜工艺。这两种类型都消耗大量的能量。热方法包括传热以及水从液体变成蒸汽或冰的相变。膜法使用非常薄的特殊塑料片作为选择性屏障,使纯水与盐分离。

热过程

蒸馏这是一个包括加热、蒸发,冷凝这是最古老、应用最广泛的海水淡化技术。大量盐水蒸馏的现代方法依赖于这样一个事实,即水的沸点像空气一样降低压力水滴,大大减少了蒸发水所需的能量。系统,利用这一原则包括多级闪蒸、多效蒸馏和蒸汽压缩蒸馏。

多级闪蒸蒸馏厂占世界淡化水产量的一半以上。该过程在一系列封闭容器(级)中进行,内部压力逐渐降低。热量从锅炉加到系统中。当预热的盐水进入低压室时,其中一些会迅速沸腾,或瞬间变成水蒸气。蒸汽在流经每一级的热交换管中被浓缩成淡水。这些管道携带进入的海水,从而减少锅炉所需的热量。淡水聚集在管子下面的托盘里。剩下的盐水以更低的压力流入下一阶段,其中一些再次变成蒸汽。多级闪蒸装置可能有多达40级,允许盐水反复沸腾而不提供额外的热量。

多效蒸馏也发生在一系列的低气压中船只(效果),但与多级蒸馏不同的是,它是将预热的盐水喷洒在蒸发器管上,以促进每个容器内的快速蒸发。这个过程需要将盐水从一个效果泵到另一个效果。

蒸汽压缩系统,热量由蒸汽压缩提供,而不是由锅炉直接输入热量。当蒸汽被迅速压缩时,它的温度就会上升。一些被压缩和加热的蒸汽然后通过一系列管道循环,这些管道通过一个减压室,在那里发生海水蒸发。是这个过程的主要能量来源。它被用于小规模的海水淡化应用——例如,在沿海度假胜地。

另外两个热过程是太阳能加湿和冻结。在太阳能加湿中,盐水被收集在浅层盆地在蒸馏器中,一种类似于蒸馏器的结构温室.阳光通过倾斜的玻璃或塑料罩照射进来,使水变暖。水蒸气上升,在冷却器的盖子上凝结,然后流入一个收集槽。来自太阳的热能是免费的,但是建造太阳能仍然很昂贵,需要很大的土地面积,并且需要额外的能量来泵水进出设施。太阳能加湿装置适用于为单个家庭或阳光充足的小村庄提供脱盐水。

冻结过程,也叫结晶这种方法需要冷却盐水以形成纯冰晶体。冰晶从未冻结的盐水中分离出来,漂洗去除残留的盐分,然后融化产生淡水。理论上冷冻比蒸馏更有效,结垢也一样腐蚀在较低的操作温度下,问题会减少,但处理冰和水混合物的机械困难阻止了建设大型商业工厂。在炎热的气候条件下,热量泄漏到设施中也是一个重大问题。

膜过程

用于海水淡化的两种商业上重要的膜工艺是电渗析和反渗析渗透.它们主要用于淡化微咸或高度矿化的水,而不是更咸的海水。在这两种方法中,薄塑料片充当选择性屏障,允许淡水而不是盐流过。

大多数溶解在水中的盐以带电粒子的形式存在离子.一半带正电(如钠),一半带负电(如氯)。在电渗析在盐水溶液上施加电压。这将导致离子向带有与自己电荷相反电荷的电极迁移。在一个典型的电渗析装置中,数百个对正离子或负离子有选择性渗透,但不能同时对正离子或负离子有选择性渗透的塑料膜紧密地交替排列,并与外部的电极结合在一起。流入的盐水在膜片之间流动。在施加的电压下,离子沿相反的方向穿过膜,但它们被堆栈中的下一层膜捕获。这就形成了稀盐水和盐水交替的细胞。稀释度更高的溶液被循环利用,直到达到淡水质量。

当半透膜将两种不同浓度的溶液分开时,有一种自然的趋势,即浓度变得相等。水从稀释侧流向浓缩侧。这个过程叫做渗透.然而,施加在浓缩一侧的高压可以扭转这种流动的方向。在反渗透,盐水被泵入容器,并在膜上加压。淡水通过膜扩散,留下更浓缩的盐溶液。

反渗透是仅次于多级闪蒸的第二大脱盐工艺。随着更耐用的膜被开发出来,它将在淡化海水和微咸水方面发挥更大的作用。也可应用于城市污水和工业废水的深度处理。

热电联产混合过程

采用热电联产和混合工艺降低了脱盐成本。热电联产(或两用)海水淡化厂是生产两者的大型设施电力还有淡化海水。蒸馏方法特别适合于热电联产。驱动发电机的高压蒸汽可以在蒸馏装置的盐水加热器中回收。这大大减少了燃料消费与单独建造设施所需要的相比。热电联产在中东和北非非常普遍。

混合系统是采用两种或两种以上不同的脱盐过程(如蒸馏和反渗透)的装置。当应用于热电联产厂时,它们提供了进一步的经济效益,有效地结合了每个过程的操作。