太阳能海水淡化技术
1前言
中国太阳能光热利用经过30 多年发展，一直以低温生活热水为主，据统计，截至2014年底，太阳能集热器保有量达到4.14亿平方米，位列世界第一。国家明确“十三五”期间将用5年时间由4 亿平方米保有量翻一番到8亿平方米的宏伟目标。要顺利完成这一目标，必须扩展太阳能热利用领域和方法，本文提出一种利用低温太阳能集热进行海水淡化的方法。
现有的海水淡化技术很多，但是传统的海水淡化技术普遍存在投资高、能源消耗过大等因素，所耗能源主要来自石油和煤炭等化石燃料，因而导致海水淡化技术推广受到一定局限。个别研究表明淡水日产量1000m3的海水净化系统每年耗能量相当于10000吨石油。而对于缺乏化石燃料资源、人口密度低、没有大规模连接电网的偏远地区，很难建立传统的海水淡化装置。因此，利用无处不在的太阳能对海水进行淡化处理成为很好的选择。
2技术背景
地球上海洋覆盖面积71%，海水的储量约13 .7亿立方千米，占地球总水量的95%，占地表水总量的98%。在陆地的水储量中，淡水只占全球水储量的2.53%，但是可供人类直接使用的淡水总量仅占地球总储水量的十万分之七。我国是人均水资源缺乏的国家，被联合国列为13个最缺水国家之一，全年淡水缺口高达400 亿吨。
“十二五”期间，我国的海水淡化产业产值达到300 亿元以上，未来几年世界海水淡化市场将有近千亿的商机。在此背景下，发展海水淡化新技术，特别是利用太阳能进行海水淡化新技术，当务之急向海洋索取淡水已成为现代社会的重中之重。大力发展海水淡化新技术，对实现2020年8亿平方米太阳能集热器保有量这一目标，对缓解当代水资源短缺、日趋突出的供需矛盾和日益严重的环境污染等系列重大问题具有深远的战略意义。
3太阳能海水淡化新技术
3.1海水淡化新技术简介
在太阳能海水淡化新技术的装置中，利用被太阳能加热的水与海水换热，加热后的海水进入有吸附材料的蒸发器蒸发，蒸汽再进入冷凝器释放潜热并由高效能量回收系统将潜热回收进海水，同时蒸汽在冷凝器中被冷凝成产品淡水。实现了淡化海水和能量的高效利用。系统无需高压泵和消耗化学药品，这种海水淡化方法的关键是吸附材料的使用以及高效能量回收技术；设备结构简单、建造费用低且易维修保养；节省能源、造水能力高、成本低；既适宜小规模分散地区应用同时又适合大规模工程，此技术不同于以往的任何一种海水淡化方法。太阳能海水淡化新技术原理示意如图1所示。
3.2海水淡化新技术的特点
英亩英尺(AF) : 衡量水体积的单位。一英亩-英尺等于325,851 加仑（面积为一英亩深度为一英尺的水的体积）或1,233 立方米。一百万加仑等于3.07 英亩-英尺。. 巴：衡量压力的单位。1 巴= 14.5 psi = 0.99 atm 生物杀菌剂：用于杀死生物有机体的化学物品（例如亚硫酸氢钠）。 苦咸水: 含盐量小于10,000 ppm 的水- 比淡水含盐多，但是比海水含盐少。 浓盐水：含盐量大于50,000 ppm 的水。从海水淡化的装置中排出的浓盐水还包含在预处理过程中所添加的化学成分。 BTU（英制热量单位）：衡量热量的标准单位。电、天然气或任何其他能源均可使用BTU 衡量。一BTU 是指在海平面上将1 磅的水温度升高1 华氏度所需的热量。1000 BTU 等于0.29 千瓦时。 凝结：在某些海水淡化装置中使用的预处理工艺。在溶液中添加某种物质（例如氯化铁）.使悬浮颗粒凝聚并形成比小颗粒更易于从溶液中除去的较大颗粒。 热电联产：热电联产。某电厂旨在节约能源，采用发电中的“余热”用作另一个目的，例如，热法海水淡化，或加热SWRO给水。 脱气：去除氧气。在海水淡化装置中用于减少腐蚀和污垢的预处理过程。 气浮(DAF)：在海水淡化装置子中用于去除固体和有机体的预处理过程。 蒸馏：加热进水产生蒸汽的海水淡化装置。然后蒸汽被凝结为低盐浓度的成品水。 效率：能量传递效率表达为：在PX?装置或装置列中，流出与流入的能量总和比率，使用以下方程式计算： 功效= ∑（压力x 流量）流出x100% ∑（压力x 流量）流入 电渗析：水中的大部分杂质以离子（带电）状态存在。接通电流时，离子将向正极和负极移动。使中间区域的水被净化，并流出净化的成品水。此技术适用于苦咸水淡化，但当前不适用于工业规模的海水淡化商业运行。 原水: 供给海水淡化装置的水。这可以是经过预处理的原水，也可以是未经过预处理的源水。 污垢: 在反渗透膜或预处理设备上产生的污染物或生物污垢。 淡水: 溶解固体含量少于1,000 毫克/升(mg/L) 的水；一般来讲，溶解固体含量多于500 mg/L 的水不适合饮用和许多工业用途。
太阳能海水淡化系统 太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及 将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太 阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。 [] 基本介绍 太阳能海水淡化系统与现有海水淡化利用项目相比有许多 太阳能、风能协同海水淡化系统（图） 新特点：首先是可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，无污染、低能
耗，运行安全稳定可靠，不消耗、、等常规能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值；其次是生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少，产水低，具备淡水供应市场的竞争力。人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。 重要意义 淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一。人体的60%是，其中主要是。水对人体健康至关重要，一旦失去体内水分10 %，生理功能即严重紊乱；失去水分20 %，人很快就会死亡。水对其他的生命也是如此，是一切生命之源。水对社会经济而言也不可或缺，农作物无水会枯死，工业生产无水会面临瘫痪。因此，水又是一切文明之源。地球表面积约为 5 . 1亿平 方公里，其中海洋面积就占据了它的70 . 8%。的平均深度约为3800米，所以地球上的总水量约有近14亿立方公里。若从地球 上人均占有水量来看，水资源是十分丰富的，人类似乎不应有缺水之
作者：Mouseby 浅析反渗透在海水淡化中的应用 摘要：海水淡化自古以来就是人们梦寐以求的，现在已经变为现实，尤其是近几年来，反渗透技术由于其投资少、能耗低、成本便宜、建设周期短等优点。已多次在国际海水淡化会化招标中胜出。本文主要介绍反渗透技术的发展，介绍了膜、组器、设备以及应用工艺的创新性开拓，其中包括不对称膜、复合膜。 关键词：海水淡化，渗透，反渗透，膜分离
引言 海水的组成很复杂，已知海水中含有80 多种化学元素，主要以离子形式存在。在海水浓缩、结晶过程中，则以盐的形式析出。其中Cl -，Na +，Mg 2+等11 种含量超过1 ×10 - 6的元素是海水的主要成份，占海水总含盐量的99.58% 。此外，海水中还存在某些同位素，重要的有氢的同位素氘等。海水中也溶解有多种气体，含量最多的为二氧化碳、氮和氧。空气中的稀有气体氩、氦和氖，在海水中也有微量存在。溶解在海水中的二氧化碳，与淡水中的情况不同，淡水中的二氧化碳主要是以游离状态存在，可用煮沸或减压等方法驱除。海水中的二氧化碳除少量是游离状态外，主要是以碳酸根及碳酸氢根形式存在，需加入强酸方可逐出，用一般的方法难以驱逐。海水中还含有各种数量不等的无机和有机悬浮物，因此要从海水中提取淡水并不是一件很容易的事。 世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。反渗透法于20世纪70年代起用于海水净化，经过几十年的发展，随着反渗透膜性能提高、预处理技术进步、能量回收率的提高等，已成为投资最省、成本最低、应用范围广泛的海水淡化技术，也是目前最清洁的方法。 一、反渗透简介 反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。 反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为： N＝Kh(Δp－Δπ) 式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为：
海水淡化现状及技术分析比较 一、海水淡化国外现状 海水淡化技术发展至今，已有超过50年的历史。1950-1985年间，海水淡化的发展经历了发现、开发和商业化阶段，研究开发的重点主要集中在蒸馏法、冷冻法、电渗析法和反渗透法；1985年以后，多级闪蒸、低温多效法和反渗透法发挥了突出作用，成为当代海水淡化和苦咸水淡化技术的主流。近年来，一种将蒸馏法和膜法耦合的技术也越来越受到关注。 多级闪蒸（MSF）法仍是目前世界范围内技术最为成熟、应用最广发、规模最大的一种海水淡化技术，多为海湾国家所采用。 低温多效（MED）法，经过30多年的发展已趋于成熟，已有300多套商用装置投入使用。其中以色列IDE公司的低温多效装置（LT-MED）被认为是当前蒸馏法中最有竞争力的淡化设备。 反渗透（RO）法在1970年代后期建造了第一座海水淡化厂，随着对反渗透膜以及海水预处理技术的不断完善，目前已成为极具市场竞争力的技术，在欧洲和亚洲广泛使用。 据统计，截至2005年底，在世界范围内共有12300个淡化工程，总生产能力达到4700×104 m3 /d。从3种技术的市场占有率来看，根据2007年的市场统计数据，在中东地区，多级闪蒸法(MSF)的市场占有率超过了70%，低温多效法(MED)与反渗透法(RO)的市场占有率基本持平；而在其他各洲，RO的市场占有率都是最高的。但由于中东市场得份额占国际市场的74%，所以MSF在3种主流技术中的比重还是最大的。 图1、MSF、MED、RO法市场占有率比较
从国外海水淡化目前的发展来看，主要出现了以下趋势： 1、各种技术共存互补、并行发展。海水淡化的技术已基本成熟，但各种工艺的完善以及新材料、新工艺的应用研发仍很活跃。 2、工程规模大型化。需求扩大和技术的发展使国际海水淡化工程不断向大型化、规模化发展。现在，世界上已出现了百万吨级的海水淡化工程（韩国斗山集团在沙特承建）。 3、成本降低。技术进步、规模化的发展使得淡化的成本逐步降低。目前，淡化水的最低销售价格折合人民币已降至4元/m3。 4、海水淡化与资源化利用形成产业链。海水淡化工程与发电厂相结合、与盐业的制卤生产相结合是目前国家关注的热点。 5、政府支持力度加强。美国、日本、韩国、以色列等国家通过加大政府出资和补贴力度，促进本国海水淡化的发展。例如，2004年美国H. R. 1071和H. R. 3834等法案中提到，10年内政府将提供2亿美元资助脱盐设备的建造，并且每生产和销售1吨淡水补贴0. 16美元。 二、我国海水淡化主要现状和进展 我国水资源严重短缺，北方沿海地区是我国最缺水地区之一。据估算，在2010-2020年，北方沿海4省(市)人均综合用水量将分别达到325-365吨和350-400吨，缺水总量将分别达到166-255亿吨和273-293亿吨。应该说有很大的需求缺口，海水淡化的市场潜力很大。 政策方面，近年来国家对于海水淡化等资源利用技术的重视程度不断加强。海水淡化已被列入了《国民经济和社会发展“十一五”规划纲要》、《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》、《高技术产业发展“十一五”规划》、《国家“十一五”海洋科学和技术发展规划纲要》和《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[ 2007 ]15号）中。 根据2005年8月颁布实施的《海水利用专项规划》，我国在2010年、2020年建成和在建的海水淡化工程的生产能力将分别达到100×104 m3 /d、280×104 m3 /d。 2007年4月，科技部启动“海水淡化与综合利用成套技术研究和示范”项目，
海水淡化技术及建设投资运行成本介绍 1.海水淡化技术发展现状 海水淡化又被称为海水脱盐，也就是从海水中获取淡水的技术和过程。从海水中取出淡水或者除去海水中的盐分，都可以达到淡化的目的。从这两条路线出发，海水淡化分为两类。采用从海水中分离出淡水的方法又可以细分为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法；而第二类则包括电渗析法和离子交换法。其中目前得到大规模商业应用是反渗透法和蒸馏法。 （1）反渗透海水淡化技术 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶液的薄膜称之为理想的半透膜。当半透膜把不同浓度的溶液隔开后，在自然情况下，水流是从低浓度盐水侧往高浓度盐水侧流动；当在高浓度盐水侧加上一个适当的压力后，也会将水从高浓度侧压到低浓度侧，见图1。反渗透海水淡化就是利用该原理，用高压泵将海水增压后，借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子得到淡水。由于反渗透膜的截留粒度小于10×10-10 m，所以反渗透海水淡化同时能滤除各种细菌、病毒，获得高质量的纯水。 图1. 反渗透海水淡化技术原理 一般说来，反渗透海水淡化工艺包括四部分：预处理、反渗透、后处理及清洗系统，图2是一种反渗透海水淡化系统的典型工艺流程。
图2. 反渗透系统典型工艺流程图 预处理系统的目的是为了充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性，保障良好的设计性能和长时间的安全运行，特别是为了保证膜的使用寿命（一般情况下，自来水和苦咸水反渗透膜的使用寿命为5年，而海水膜的使用寿命为3年）而设置。由于供给的源水不同，其水质组成与杂质成分千差万别，预处理系统也有很大的区别，在决定预处理系统时需要丰富的基础理论知识和工程实际经验。 反渗透装置的主体由反渗透膜堆和高压泵两部分组成，反渗透组件是整个系统的心脏部分，而高压泵是系统的关键部件。高压泵把进水升压至不同的压力进入膜堆，透过膜的水作为产品水，而未透过膜的作为浓盐水排放。其设计的核心在于根据不同的原水水质安排不同的回收率，以及通过流程及设备的选用使系统尽可能的节能。一般情况下自来水及苦咸水回收率可以做到45%～75%，有些系
一、海水淡化简介 1、海水淡化的定义 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 2、海水淡化的主要用途 海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。 3、海水淡化综合简介 海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。 从20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。 现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。 淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模，目前淡化水已经完全可用于农田灌溉。 4、海水淡化历史 地球表面2/3的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或苦咸
水淡化技术取得淡水。 第一个海水淡化工厂于1954 年建于美国，现在仍在德克萨斯州的弗里波特（Freeport）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（Key West）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。 表面看海水淡化很简单，只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法，一个是蒸馏法，将水蒸发而盐留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的，只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法，冷冻海水，使之结冰，在液态淡水变成固态的冰的同时，盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。 1953年，一种新的海水淡化方式问世了，这就是反渗透法。这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下，半透膜允许溶液中的溶剂通过，而不允许溶质透过。 由于海水含盐高，如果用半透膜将海水与淡水隔开，淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧，从而使海水一侧的液面升高，直到一定的高度产生压力，使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。 在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。常识告诉我们，水在常温常压下要加热到100℃才沸腾，产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的真空蒸馏室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了。 现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏法。在西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨
海水淡化的成本? 发帖人: azx6545 点击率: 1346 “喝吧，你现在享受的是部长级待遇呢。”赵亮一边给记者接了杯刚产出的淡化海水，一边开玩笑说。 赵亮是国家海洋局天津海水淡化和综合利用所的工程师。6月18日上午，记者和赵亮，以及该所另外两名年轻的技术人员来到了位于天津市滨海新区塘沽盐场的日产1000吨反渗透海水淡化科技示范工程。 这一示范工程产水已经约半年了，但并没有24小时投入运转。我们到了以后，设备才开动起来。经过一系列工序后，原本混浊的渤海水变成了清澈的淡化水。 下午4点多，大家等来了前来参观的一位部级领导：中纪委、监察部驻科技部纪检组组长吴忠泽博士。这一阵，不时有人来参观这个示范工程，喝这里的淡化水。而据天津海水淡化所网站报道，此前不久，天津市市长戴相龙曾去视察，品尝淡化水后，连连称赞淡化水的“口感很好”。这的确是一个“示范工程”，技术人员还在继续调试和改进设备工艺，此外，由于没有采取隔音措施，主车间里那台能量回收装置发出的噪声简直可以用震耳欲聋来形容。但不管怎样，它代表着天津乃至全国缓解水荒的一个新的途径：海水淡化。 天津是中国最饥渴的城市之一。北京缺水，天津更缺水。北京的人均
占有水资源量不到300立方米，天津呢，只有160立方米。目前，天津的城市生活和工业用水主要靠外调的滦河水和黄河水，但外调水的供应能力已经达到了极限，即使今后有南水北调的水可以补充，其供应能力和价格如何也是一个问题。 不仅如此，天津市自来水集团公司海水资源项目技术负责人王静告诉记者，天津正在实施工业东移，建设滨海新区，预计滨海新区今后每天将需要数以百万吨计的工业和生活用水。在这种背景下，海水淡化和综合利用，就成了毗邻渤海、有着153公里海岸线的天津解决水危机的一个重要方向。 海水淡化的主要方法包括蒸馏法和反渗透法等。其中，蒸馏法是将海水加热汽化，再使蒸气冷凝而得到淡水；反渗透则是给海水加压，使淡水透过特殊的膜而盐分被截留的方法。目前国际上使用得最多的是反渗透法，而蒸馏法比较适合于有热源的场所如发电厂等。 今年4月，天津召开了一个海水淡化及利用技术国际研讨会。会上，国际脱盐协会技术委员会主席利昂·阿维尔布奇将海水淡化称为“在水危机和水污染的厄运和困境中开辟新水源的惟一可行的希望”。 同月，天津市市长戴相龙主持召开了一个关于海水资源利用的座谈会。据天津海水淡化所所长助理阮国岭博士介绍，戴在这次会议上称，“发展海水淡化的重任要落在天津的肩上”。 根据《天津市海洋高新技术产业发展规划纲要》，到2007年，天津将形成年产淡化水5000万吨的能力。而一位工程师告诉记者，有的
海水淡化技术发展前景展望 孔令斌 ( 泸州天叙天成新能源有限公司646600 ) 摘要本文按技术特征将海水淡化技术分为热法、膜法、电场法、溶剂法四种类型。电场法、溶剂法海水淡化技术还处于实验阶段。热法、膜法海水淡化技术已经实现商业化，处于推广难阶段。难点在于制水成本高。膜法海水淡化技术大幅度降低制水成本很难。现有热法海水淡化技术热量利用效率不高，有大量热量随着浓海水排放而散失。新型热法海水淡化技术和新型太阳能海水淡化技术，将海水分离成淡水和固态盐，没有浓海水排放，热量利用效率达到理论极限，制水成本成倍下降。将成为海水淡化的主流技术，完全能够消除全球水危机。 关键词：海水淡化膜法热法太阳能 1．引言 水危机越来越严重地制约人类社会发展，海水淡化技术是化解水危机的必然选择。太阳能海水淡化是海水淡化技术的起源，在人类还没有出现以前就在地球上进行着。地球就是一个天然的太阳能海水淡化装置。海水吸收太阳能从海面蒸发形成水蒸汽进入大气层，水蒸汽上升到高空冷凝成雨雪落回海面或落到地面。正是落到地面的雨雪实现了自然界的太阳能海水淡化。这些雨雪滋润大地，孕育生命，使地球生机勃勃。人类的生存繁衍也离不开自然界的太阳能海水淡化。随着人口增多和人类活动范围扩大，淡水资源越趋紧缺。模仿自然界的太阳能海水淡化获取淡水成为人类梦想。但是，好梦难圆。人类没有发现经济适用的太阳能海水淡化技术，试图通过其他技术途径制取廉价的淡水。多种海水淡化技术因此相继出现。人类发明了热法、膜法、离子交换法、电渗析法、水合物法、溶剂萃取法等海水淡化技术［1］。目前，实现商业化的却只有热法海水淡化技术和膜法海水淡化技术。太阳能海水淡化技术仍处于研究发展和小型试验阶段［1］。 海水淡化技术不能满足社会发展需求的现实引发社会各界对海水淡化技术的高度关注。早在十六世纪，英国女王就颁布过一道命令：对发明廉价海水淡化法的人，给予一万英镑的奖金。至今没有人获得这笔奖金。英国政府宣布女王当年的悬赏仍然有效。2014年，英国“经度奖”也将开发低成本可持续性海水淡化技术列为六个候选的科学难题之一［2］。 现有热法海水淡化技术和膜法海水淡化技术虽然实现了商业化，但是复杂的装置和大量浓海水排放，使其不能满足低成本可持续性的要求。尤其是热法海水淡化排出热浓海水，带走大量热量，造成环境热污染。2014年，中国人发明的新型热法海水淡化技术将海水分离成淡水和固态盐，热量利用效率大幅提高，环境热污染完全消除［3］。在此基础上，建立了适用于所有热法海水淡化装置的性能评价体系，水热比作为评价指标［4］。新型热法海水淡化技术能广泛利用现有热法海水淡化技术不能利用的工业废水废气余热实现海水固液分离［5］。能实现海水资源综合利用，淡水成本相应降低。 能源紧缺、环保压力等因素迫使人类再次重视太阳能海水淡化技术。现有热法海水淡化技术顺理成章地用于太阳能海水淡化技术开发。正因为如此，束缚了开发太阳能海水淡化技术的思维，找不到新技术路线。如中国海南省建成的太阳能海水淡化示范项目，采用太阳能加热制取蒸汽，通过多效蒸馏法制取淡水的技
热法海水淡化介绍 1鼎联的海水淡化技术 目前商业应用主流的海水淡化技术分为膜法和热法两大类。膜法主要指的是反渗透海水淡化技术；热法海水淡化技术包括：多级闪蒸（MSF）、普通多效蒸发（MED）、热力压缩耦合多效蒸发技术（MED—TC）和机械蒸汽压缩蒸发技术（MVC）等几种。 （1）多级闪蒸（MSF） 多级闪蒸是使海水依次通过多个温度、压力逐级减低的闪蒸室进行蒸发冷凝的海水淡化方法。MSF需要串联较多的级数才能实现较高的造水比，且大多数级需要在真空条件下运行。目前MSF主要适用于大规模的海水淡化项目，可以充分体现规模效益，减少投资和运行费用。 墨西哥炼油厂MFS海水淡化项目 （2）普通多效蒸发（MED） 普通多效蒸发是将前一效产生的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽使用，最后一效的二次蒸汽经过末端冷凝器冷凝后排出。这样做的目的是利用二次蒸汽的气化潜热作为蒸发海水需要的热源，大大降低蒸发过程中的热能消耗。同多级闪蒸相比，普通多效蒸发更为节能。
泰国炼油厂MED海水淡化项目 （3）热力压缩耦合的多效蒸发技术（TC-MED） 为了充分利用末效二次蒸汽的气化潜热，降低蒸发的能耗，在普通多效蒸发的基础上增加蒸汽喷射压缩器，就组成了热力压缩耦合的多效蒸发技术，其工作原理是：采用少量高温高压的热力蒸汽（≥0.5MPa）喷入蒸汽喷射压缩器，将末效蒸发器的部分二次蒸汽吸入，两种蒸汽混合后产生能够用于蒸发器加热的蒸汽，再次送回至第一效蒸发器使用。末效蒸发器剩余部分的二次蒸汽经过末端冷凝器冷凝后排出。由于回收利用了部分末效蒸发器的二次蒸汽，因此TVC-MED系统的造水比明显高于普通MED系统。另外由于末效蒸发器需要被冷凝器冷凝的二次蒸汽明显减少，因此TVC-MED对冷却水的消耗量也明显小于普通MED。 台湾妈祖电厂MED-TC海水淡化项目 （4）机械蒸汽压缩蒸发技术（MVC） 机械蒸汽压缩蒸发技术是采用机械蒸汽压缩机对二次蒸汽进行压缩，使蒸汽的压力和温度得到提升，作为加热蒸汽再次送入蒸发器；加热蒸汽在蒸发器内通过换热将热量传给海水，而自身被冷却形成冷凝水。与TC-MED只利用部分二次蒸汽的潜热不同，MVC能够充分利用全部二次蒸汽的潜热，可以最大限度的减少蒸发过程的能耗，同时也不需要消耗冷却水。MVC正常运行过程中只需要消耗电，而不需要消耗蒸汽；只有在启动的时候消耗少量的蒸汽。MVC处理每吨水的电耗大约只消耗15~20KWh，等效的造水比大约在10~20，
海水资源利用 ——海水淡化技术及其现状 摘要：阐述全球淡水资源缺乏的现状，引出海水淡水技术是解决淡水缺乏的有效途径。详细介绍主要的海水淡化方法，包括多级闪蒸、反渗透、太阳能、电渗析等。分析我国淡水资源形势和海水淡化技术的发展状况，以及海水淡化的未来前景。 关键词：海水淡化，多级闪蒸法，反渗透法，太阳能法，电渗析法 1．前言 地球总储水量约为13.86亿立方米，人类主要利用的淡水却只占其中的2.53%，除少部分分布在湖泊、河流、土壤和地表以下浅层地下水中，大部分则以冰川、永久积雪和多年冻土的形式储存。淡水资源本是如此之少，又由于时空分布不均和污染，导致淡水资源更是匮乏，有人预言21世纪的战争必将由水引发。而海洋占据了地球表面积的70.8%，约占全球总水量的96.5%，从海洋中获得淡水是人类解决淡水缺乏的有效途径。 2. 海水淡化技术 海水淡化技术就是利用海水脱盐生产淡水。海水淡化根据不同的原理可以分为相变法、膜分离法、化学平衡法。相变法有蒸发法、蒸馏法和冷冻法，化学平衡法有离子交换法、水合物法和溶剂萃取法，二者都是从海水中分离出淡水；膜分离法有电渗析法和反渗透法，是从海水中分离出盐。自1954年第一个海水淡化厂在美国的德克萨斯建立，世界其他国家相继兴建了很多更大规模的海水淡化厂，尤其是中东地区。 2.1 多级闪蒸法 多级闪蒸海水淡化技术是由英国教授R.S.Silver在1957年发明的，这是蒸馏海水淡化技术历史上的里程碑。多级闪蒸彻底改革了传统的蒸馏脱盐模式，并且提供了一个实用经济又故障较少的饮用给水方法，它结构简单、操作方便、结垢危害小，不需要高压蒸汽为热源。另外，从海水综合利用出发，若将“滨海核电厂——多级闪急蒸馏海水淡化厂——浓海水的无机盐化工厂”综合生产建厂，将是一种现实可行的较为经济的生产系统方案。多级闪蒸海水淡化，是在一定压力下，把经过预热的海水加热至某一温度，引入闪蒸室，此室压强下降，可使海水急速汽化，即闪急蒸馏。产生的蒸汽在热交换管外冷凝成淡水，而留下的海水温度降到相应的饱和温度。温度降低所产出的湿热，供给为闪蒸所需的汽化潜热。依次将浓海水引入后续各闪蒸室逐级降压，使其再闪急蒸发，冷凝得到淡水。闪蒸室的个数称为级数，一般装置要几十级。其级数的多少，主要取决于总的闪蒸温度范围和温度损失。闪蒸温
2016年中国海水淡化现状调研及发展趋势 走势分析报告 报告编号：1633563
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/851014981.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称：2016年中国海水淡化现状调研及发展趋势走势分析报告 报告编号：1633563←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7920 元可开具增值税专用发票 网上阅读：https://www.doczj.com/doc/851014981.html,/R_QiTaHangYe/63/HaiShuiDanHuaWeiLaiFaZhanQuShi.ht ml 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。 中国也属于世界上贫水国之一，人均淡水资源仅为世界人均量的14，并且水资源分布不均，大量的淡水集中在南方，北方淡水资源仅为南方的14。可以说，整个淡水资源形势不容乐观。 近年来，我国海水淡化有了较快的发展，产业化发展态势良好。截至2013年底，全国已建成海水淡化工程103个，工程总规模达到90.08万吨日，较2012年增长了16%；最大海水淡化工程规模为20万吨日。同时，海水直流冷却、海水循环冷却和海水化学资源利用技术得到不断应用，年利用海水作为冷却水量达883亿吨。2013年，全国新建成海水淡化工程8个，新增海水淡化工程产水规模125465吨日。 中国产业调研网发布的2016年中国海水淡化现状调研及发展趋势走势分析报告认为，经过多年的科技攻关，中国在海水淡化、海水直接利用等海水利用关键技术方面取得重大突破，技术经济日趋合理。部分技术如低温多效海水淡化技术、海水循环冷却技术已跻身国际先进水平。目前中国海水淡化已基本具备了产业化发展条件。 我国海水淡化各项政策陆续出台。2012年2月，国务院发布《关于加快发展海水淡化产业的意见》；2012年8月，科技部、国家发改委等部门联合发布《海水淡化科技发展“十三五”专项规划》；2012年年底，国家发改委出台《海水淡化产业发展“十三五”规划》提出，到2015年，我国海水淡化产能将达到220万立方米日以上。
为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。 中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术可以增加水资源总量，有效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中国渤海、黄海、东海、南海4个海域海
水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征 渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—2010年历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。 吴琳琳等研究发现2012年4—7月渤海湾海水温度为12.7~30.8 ℃、pH为7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为30.7~32.1 g/L、浊度为2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受渤海湾海水泥沙含量的影响，特别在有潮汐和风浪时会大幅升高。此外还发现海水温度升
目录 摘要 (2) Abstract (2) 关键词 (2) 一、海水淡化的背景 (2) 九海水淡化的原因 (2) 2.............................................................................................................................. 海水的成分 (3) 二、海水淡化的技术： (3) 1?海水的预处理 (3) 2.反渗透 (4) 3.电渗析 (4) 4.蒸馆法 (4) 5.海水淡化的建设周期 (4) 三、离子交换海水的淡化技术： (5) [.淡化原理 (5) 2.离子交换剂直接淡化海水 (5) 3.离子交换剂用于淡化海水的预处理 (5) 3.离子交换剂用于淡化海水的后处理 (6) 4.离子交换技术淡化海水的特点 (6) 5.离子交换技术淡化海水的发展前景 (6) 四、结语 (7) 五、参考文献： (7)
摘要 随着我国经济的快速发展，用水量急剧增加，沿海地区由于经济发达人口众多，对水资源的需求量更大，水资源严重匮乏，海水淡化将成为沿海城市解决水危机的重要途径。离子交换法淡化海水具有处理彻底、成本低、可再生等优势, 已在海水淡化预处理、后处理、浓海水提取化学元素等方面得到广泛的应用，具有广阔的前景。 Abstract With the rapid development of economy in our country, water consumption has increased chamatically, due to the economic developed coastal areas with a large population, the greater demand for water resources, water resources are scarce, desalination will become the important way to solve the problem of water crisis in coastal cities.Method of ion exchange desalinatioii has complete processing, low cost and renewable advantages, has been in seawater desalination pretreatment, aft erti eatm ent, strong water extraction widely used in the chemical elements and so OIL has a broad prospect? 关键词 海水淡化；离子交换技术应用；离子交换技术海水淡化前景 一、海水淡化的背景 1?海水淡化的原因 水资源是基础性然资源和战略性经济资源，是经济社会发展的命脉，淡水资源短缺己成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素Z—。海水利用己成为世界许多临海国家新水源开发的战略决策,也是缓解我国水资源短缺、促进经济可持续发展的重要途径。 为解决淡水资源的供需矛盾，人们的目光早已转向相当于全球淡水37.6倍储量的海水。于是，海水和微咸水淡化被视为开发新水源、解决淡水资源危机的基本途径。rti 于物理方法耗能多、造价高，只适合于经济发达国家，适用性有限。为此，有人研究开发了用离子交换法进行海水淡化的新技术，并取得了成功。表1为淡化综合水价与沿海自來水价的比较： 表1: 从上表可以看出，到了2010年，海水淡化的水价，比居民自来水价比居民自来水价
海水淡化吨水成本测算 一、电价 根据设备正常运行测算，2006 年7 月26 日至8 月31 日止，产水为75000 吨，平均每天产水2100T/日左右，耗电26 万度，平均每吨耗电3.53 度/吨。按以下价格计算： 峰电0、89 元，谷电0、81 元，均价为0、86 元/度。 吨水耗电3、53 度*0、86 元=3、04 元。 二、人工工资 定员12 人，按实支出工资每人每年3 万元（不计福利费14%，工会费2%，教育附加费1、5%，社保费及大病医疗保险费5250 元/人，养老保险费、医保费等保险，每人每月为300 元）。 产水为全年平300 天，每天2000T，每年60 万/T，每月产水5 万/T。 工资支出为年36 万除60 万吨=每人每吨成本为0、60 元/T。 三、折旧、投资总额 投资总额1500 万元（包括土地）5 亩，按年5%折旧率，年折旧为75 万元除12 个月= 每月为6、25 万元除每月产水5 万/T，每吨水折旧成本为1、25 元。 四、药耗成本共计匕种 1、三氯化铁5、00 元/kg*吨水耗药45 克/T=0、225 元/T 2、骨胶价：1 3、5 元/kg*吨水耗药2、5 克/T=0、035 元/T 3、氩氯酸纳价： 4、40 元/kg*吨水耗药15 克/T=0、07 元/T 4、硫酸价：1、10 元/kg*吨水耗药15 克/T=0、016 元/T 5、盐酸价：1、10kg*吨耗药4 克/T=0、01 元/T 6、亚硫酸氢纳价： 7、20kg*吨水耗药5 克/T=0、036 元/T 7、炭酸纳（纯碱）2、20 元/kg*吨水耗药15 克/T=0、033 元/T 药耗合计吨成本价为0、43 元/T 五、反渗透膜、待摊修理费： 总价141、1 万元（168 支*8400 元/支），使用寿命为3 至5 年，按4 年计算，总额外141、1 万元除4 年=每年为35、2 万元，每月待摊修理费为2、94 万元除月产水量5 万吨=吨产水为0、588 元/T。 六、其它修理费用： 每月0、3 万元（包括膜保养，电机及高压泵等）0、3 万元除月产水5 万吨=吨水修理成本为0、06 元/T。 七、土地税、房产税： 土地面积5 亩，计3300 平方，按每平方3 元=9900 元/年除年产水60 万吨=吨水成本 0、015 元/T。 房产税公式：原值*（100-70%）*1、2 房屋资产按200 万-（200 万*70%）140 万=60 万*1、2 税率=7200 元除60 万吨水 =0、012 元/T。 八、办公费用： 每月5000 元除月产水 5 万/T=0、10 元/T 其他（不包括取水费、环保费、排污费） 海水淡化每吨水成本为： 1、电按0、86 元=3、04 元/T
各海域海水淡化方案及水质参 数(总15页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。 中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的 1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术可以增加水资源总量，有效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中
国渤海、黄海、东海、南海4个海域海水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征 渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—2010年历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。 吴琳琳等研究发现2012年4—7月渤海湾海水温度为 12.7~30.8 ℃、pH为 7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为 30.7~32.1 g/L、浊度为 2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受
海水淡化的缺点分析 1.价格劣势 受淡化工艺、淡化水水质要求、当地能源价格等多种因素影响，淡化水之间的价格存在较大的差异。近年来，随着海水淡化技术的日益精湛及其生产设备的不断改进，海水淡化的成本持续下降，但价格仍然远远高于传统供水的水价。以青岛为例，水库自来水制水成本价为3.8元/m3，南水北调制水成本价为5.5元/m3，电水联产海水淡化成本为4.3~5.1元/m3，独立海水淡化厂为6.0~6.7元/m3。而且，在当前全球原材料、能源价格持续走高的形势下，淡化水的价格很难大幅度下调。 2.能耗劣势 与传统的供水方式相比，海水淡化是高能耗产业（见下表）。 各种供水方式运行能耗的比较 3.大量增加温室气体排放 不可再生能源的消耗过程中会排放温室气体，导致温室效应。海水淡化是高能耗产业，而且相当程度上依赖不可再生能源。因此，在审视海水淡化时，应充分考虑其大量的温室气体排放对气候和环境的影响。澳大利亚研究机构曾对悉尼1座日产50万t的海水淡化厂做过相关研究，其平均能耗为4.93kW·h/m3，相当于每生产1 m3的水即从悉尼主要煤电厂排放5.2 kg二氧化碳。该厂二氧化碳的年排放量达到94.5万t，相当于新增车辆22万辆，或者生产1 m3的水需要燃烧2 L汽油。 4.加速供水系统的老化 海水淡化除去海水中以盐的形式存在的弱碱性物质，使得淡化水呈酸性（pH值通常为5~7）。如果直接进入供水系统，会侵蚀供水系统，加速供水系统老化。另外，强酸性的水容易导致供水金属装置中的重金属沥出，进入供水，威胁民众的健康。因此，淡化水在出厂前应该经过一系列的后处理，以保证供水系统的正常运行和人民的饮水安全: （1）投放适量的石灰或者石灰石，以中和酸性并在供水管道内壁形成不透水膜，保护供水系统; （2）氧化作用，增加淡化水的含氧量并提高pH值; （3）氯化，消毒，控制供水系统内的微生物生长。 5.水质隐患 根据现行的水质标准，海水淡化的优点之一是淡化水水质优良。蒸馏法获得的淡化水的总悬浮物浓度为1~50 mg/L，而反渗透法的出水的总悬浮物浓度为50~500 mg/L，均远远优于我国饮用水标准。但是，海水淡化的原水中含有多种海洋微生物、藻类和细菌，在处理过程中，因为工艺的需要，加入多种化学药剂或生物药剂，这都可能导致淡化水中含有多种现行水质标准控制之外的生物和/或化学污染物。 为了防止藻类和细菌在海水淡化装置中繁殖，在前处理过程中加入生物杀灭剂（通常是浓度低于1 mg/L的氯水）。此外，前处理过程中还会加入除锈剂，如硫磺酸，减少附着在系统管道上的沉淀物。如果采用反渗透法，在前处理中还会加入凝结剂，使悬浮物和颗粒凝结，再通过滤网去除。海水中原有的生物和化学污染物以及处理过程中添加的各种生物化学药剂都可能残留在淡化水中。因此，为了保证人民的饮水安全，需要对淡化水的多个指标进行水质监测，并根据实际情况对现行的水质标准作适当的修改。 硼是一种对人体健康危害极大的元素。海水中硼的浓度通常为4~7 mg/L。目前的海水淡化技术尚无法有效地去除硼，反渗透膜只能去除海水中50% ~70%的硼，残留在淡化水中硼的浓度仍高于世界卫生组织0.5 mg/L 的标准。余下的硼可通过其他方法除去或者降低，譬如增加毫微渗透并调整各级毫微渗透间氢氧化钠的浓