膜法在海水淡化中的应用研究
马俊（天津工业大学）
摘要：二十世纪是个资源短缺的时代，尤其是水资源，面对淡水资源严重不足的情况下，人类把目光投向了丰富的海水资源，经过几十年的发展，海水淡化技术取得实质性的进展。本文介绍了海水淡化的发展历程，重点介绍膜法以及其中的反渗透法，海水淡化所面临的问题。
关键词：海水淡化膜法反渗透
1.背景介绍
1.1水资源状况
储存于地球的总储水量约1386×10亿立方米，其中海洋水为1338×10亿立方米，约占全球总水量的96.5%。在余下的水量中地表水占1.78%，地下水占1.69%。人类主要利用的淡水约35×10亿立方米，在全球总储水量中只占2.53%。它们少部分分布在湖泊、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。但是随着人口的增长和环境污染的严重化，能被人了直接利用的淡水资源已经很少了。在这种大背景下，海水由于其丰富的储备备受人们关注。
1.2 海水淡化的发展历程
联合国关于非常规水源的研究报告指出, 从1950-1985 的35 年间, 海水淡化的发展经历了三个阶段, 即发现阶段、开发阶段和商业化阶段. 在这期间研究开发的精力主要集中在蒸馏、冷冻、电渗析和反渗透. 在此后的10 多年中蒸馏法和反渗透法则发挥了突出的作用, 形成了当代海水淡化与苦咸水淡化技术市场的主体. 到1998 年, 全世界淡化水生产能力达到日产2 300 万m3, 2000 年则达到日产2 700 万m3, 平均以7% -8% 的增长率攀升. 在这些年里全世界海水淡化装置的生产能力都是蒸馏法特别是多级闪蒸法占优势; 然而到2001-2002 年,反渗透装置总的生产能力已超过了任何一种蒸馏装置的生产能力, 而且反渗透和膜法的发展速度远比蒸馏法的速度快. 因此可以这样认为, 从50 年代开始至今, 海水淡化技术的应用势头又可分为两个阶段, 即2000 年前是蒸馏法特别是多级闪蒸法为主的时代, 而2000 年以后则是膜法特别是反渗透法为主的时代[1]. 经历的主要方法有以下三种：
（1）多效蒸馏（MED）是最古老的淡化方法之一，就是让加热后的海水经过多个串联运行的蒸发器，将前一个蒸发器产生的二次蒸汽引入到下一个蒸发器作为加热蒸汽，并在下一级蒸发器中冷凝成淡水的过程。
（2）多级闪蒸（MSF），其工作原理是将海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于闪蒸室中的压力低于海水在该温度下所对应的饱和蒸汽压，故热盐水进入闪蒸室后成为过热溶液而急速的部分气化，热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝。多级闪蒸应用广泛，具有可靠性高、防垢性能好等优点；但同时也具有动力消耗大、传热效率低等缺点。3）
（3）反渗透（RO），它是一种膜分离技术，就是用一种分离膜，在一定的压力差下，使海水中的淡水河溶质达到分离的方法。由于该技术无相变、组件化、流程简单、占地面积小、耗电低，发展十分迅速[2]。
2.膜法在海水中的应用
正如上面提到的在海水淡化的技术中膜法占的比重越来越大，受到各国政府和研究人员的青睐。膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质, 使分离的溶液借助某种推动力( 如: 压力差、浓度差、电位差等) 通过膜, 低分子溶质透过膜, 大分子溶质被截留, 以此来分离溶液中不同分子量的物质, 从而达到分离、浓缩、纯化目的。
2.1膜法的分类
二百多年前, No11et 发现膜的渗透现象以来, 膜分离技术已有巨大的成功. 如30 年代的微孔过滤、40 年代的渗析、5 0 年代的电渗析、60 年代的反渗透、70 年代的超滤、80 年代的气体分离、90 年代的渗透蒸发相继问世. 膜分离技术日趋成熟, 应用十分广泛. 从环境、化工、生物到食品各行业都采用了膜分离技术，目前, 膜技术主要有以下几种:
( 1) 反渗透( RO) 膜技术. 反渗透( 又称高滤) 过程是渗透过程的逆过程, 推动力为压力差, 即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力, 使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧. 反渗透技术的特点是无相变, 能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑, 操作简便, 易维修和不污染环境等.
( 2) 纳滤( N F) 膜技术. 纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术. 纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200 的有机物截留较差, 而对二价或多价离子及相对分子质量介于200- 1000 的有机物有较高脱除率. 纳滤膜具有荷电, 对不同的荷电溶质有选择性截留作用, 同时它又是多孔膜, 在低压下透水性高.
( 3) 微滤( MF) 膜技术. 微滤膜是以静压差为推动力, 利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离.微滤膜是均匀的多孔薄膜, 其技术特点是膜孔径均一、过滤精度高、滤速快、吸附量少且无介质脱落等.主要用于细菌、微粒的去除, 广泛应用在食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净化, 半导体工业超纯水支配过程中颗粒的去除, 生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离.
( 4) 超滤( U F) 膜技术. 超滤是以压差为驱动力, 利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术. 其技术特点是: 能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质. 与反渗透相比, 其操作压力低, 设备投资费用和运行费用低, 无相变, 能耗低且膜选择性高. 在食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业领域应用较广泛.
( 5) 电渗析( ED) 膜技术. 电渗析是一个电化学分离过程, 是在直流电场作用下以电位差为驱动力,通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程. 该分离过程是在离子交换膜中完成的. 主要应用于海水淡化, 苦咸水脱盐, 海水浓缩制盐, 乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化, 锅炉给水、冷却循环水软化, 废水中高价值物质回收与水的回用, 废酸、废碱液净化与回收等.
( 6) 双极膜( BPM) 技术. 双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜.阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜. 主要应用于酸碱生产、烟道气脱硫、食盐电解等.
( 7) 渗透蒸发( PV) 膜技术. 渗透蒸发是一个压力驱动膜分离过程, 它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别, 通过渗透与蒸发, 达到分离目的的一个过程, 其设备投资和运行费用较低. 近年来, 对渗透蒸发技术的研究虽然进展很快, 但它单独使用的经济性并不好[3].
2.2反渗透技术的应用
现重点介绍反渗透技术，上面已经介绍了反渗透的工作原理，接下介绍一下在海水淡化中的具体工艺，海水在泵的作用下，进入到膜组件中，在膜组件中进行无机盐和淡水分离。关键技术就是图示中的一级和二级膜组件，膜组件的好坏直接决定了淡化后海水的质量好坏。
一般海水都要经过预处理SWRO 淡化过程膜法预SWRO 淡化过程膜法预处理主要包括微滤( MF) 、超滤( UF) 和纳滤( NF) 三种. MF 在去除悬浮固体、降低SDI( 淤塞密度指数) 上效果明显, 费用较海滩井( beachwell) 少, 是传统方法费用的一半. 而U F 不但可截留悬浮固体和大的细菌, 还可截留大分子、胶体和小细菌. NF 是介于UF 和RO 之间的膜过程, 其对于一价和二价离子的选择透过性在防止结构和减进料TDS 方面有特殊的作用[4].现在发展到NF- SWRO- MSF 集成过程。近几年来NF技术的应用和发展, 为NF- SWRO- MSF( 多级闪蒸) 过程集成创造了有利的条件. 经过NF处理过的进料海水, 不但硬度大幅度降低, 而且TDS 也有一定程度的减少. 这样就可以采用SWRO 排放的浓盐水作为MSF 过程的进料, 可提高整个海水淡化系统的回收率, 同时将SWRO 的产品水与MSF 生产的蒸馏水混合来生产饮用水, 节省地表水和地下水, 在改善水质的同时, 也可降低后处理费用。
2.3膜的发展方向
随着膜技术的迅猛发展，国际的能源价格节节高，以及我国推行的可持续发展国策，未来水处理必将进入全新的膜世界[5]！未来的膜将可以在膜结构和膜性能方面有所发展。如研制金属膜，有机-无机混合膜，新型的有机膜，同时还可以对以有的膜进行物理和化学方面改性，使其性能更优越[6]！
3 结语
通过自己的调查研究，我相信海水淡水在未来很有发展潜力，尤其膜法，未来的水处理必将离不开“膜”力。作为在这方面有一定优势的天津工业大学的学生，有责任和义务在这方面有所贡献！
参考文献：
[1] 王世昌王志海水淡化和反渗透发展趋势膜科学与技术
[2] 海水淡化及污水回收技术考察报告中国冶金弟18卷弟四期
[3] 张军彩谷宝累膜技术在水处理和污水资源化应用的新进展河北建筑工程学报
[4]王越王志等反渗透海水淡化技术最新研究动态膜技术与科学
[5]黄加乐董声雄我国膜技术的应用现状与前景福建化工
[6]何小娟等膜技术在水处理中的应用及膜材料研究进展化工环保
膜法热法海水淡化技术经济分析 大连海水淡化工程研究中心华维国 一、海水淡化方法概述： 海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程，通过脱除海水中的大部分盐类，使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术，目前淡化方法已达数十种，达到商业化规模的主要有反渗透法和蒸馏法，也就是常说的“膜法”和“热法”，蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏三种。 1、蒸馏法淡化技术 蒸馏法又称蒸发法，是最早采用的淡化技术。早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。 蒸馏法与膜法不同，经蒸发所得的水就是蒸馏水，水质较高，产品水的含盐量（总固溶物）可以降到5ppm以下。蒸馏法所能处理的原料水比其它方法更加广泛，原水含盐量从几百毫克/升到几万毫克/升都可适应。 蒸馏法海水淡化的装置类型较多，主要的有：多级闪蒸海水淡化、多效蒸发海水淡化和压汽蒸馏海水淡化。以下对各种方法进行简介： （1）多级闪蒸技术(MSF) ● 基本原理 多级闪蒸是将海水加热到一定温度后，引入到一个闪蒸室，其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压，部分海水迅速汽化，冷凝后即为所需淡水；另一部分海水温度降低，流入另一个压力较低的闪蒸室，又重复蒸发和降温的过程。将多个闪蒸室串联起来，室内压力逐级降低，海水逐级降温，连续产出淡化水。 ● 工艺流程 经过澄清和加氯消毒处理的海水，首先送入排热段作为冷却水。离开排热段的大部分冷却海水又排回海中，小部分作为进料海水（补给海水），经预处理后，从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室，如技术原理所说明的那样，逐级降压，海水逐级降温，连续产出淡化水。见图1-1。 多级闪蒸的造水比是指生产的淡水（蒸馏水）的重量与所消耗的加热蒸汽之比，是淡化厂经济效益的直接体现，通常小型装置的造水比较小，大型装置的造水比较高，如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置，造水比一般为5-8左右；日产淡水万吨级的装置，造水比多在10以上，日产淡水四～五万吨的装置造水比可达到13-14。
·······65吨/天 反渗透海水淡化工程 设计方案Designing Scheme ·
目录 1、设计基础 2、工艺流程及说明 3、控制系统说明 4、设备技术规范 5、技术服务内容 6、技术保证 7、供配电和原材料供应 8、环境处理 9、投资方式与运行管理 10、建设内容与施工期 11、投资估算 12、经济效益及社会效益评价
前言 据甲方公司提供的信息，我公司对筹建“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。 1.0 设计基础 1.1 本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如下要求； 1.1.1 产水用途：生活饮用水。 1.1.2 系统出力：65m3/d（25℃）。 1.1.3 系统回收率：35%~40%。 1.2 本方案主要依据如下： 1.2.1 海水水源：用户提供。 1.2.2 设计界限：从取水点至终端水箱。 1.2.3 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 1.3 设备制造及设计参考标准： 1.3.1 JB2932-86《水处理设备制造条件》。 1.3.2 HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。
1.4 出水水质：达到生活饮用水水质卫生规范（2001） 1.5 系统对外要求： 1.5.1供电缆：根据方案设计的容量，将动力电缆送至变压器的供配电 1.5.2 出水管：至终端水箱出水口处。 1.5.3 药品：调试过程所用药品由用户提供。 1.5.4 环境处理：按标准统一考虑。 2.0 工艺流程及说明： 反渗透部分 反渗透装置主要由阻垢剂注入系统、保安滤器、高压泵、能量回收装置、反渗透膜元件、压力管、反渗透水箱及仪器、仪表等组成。 系统采用超滤+二级反渗透装置，反渗透出水65m3/d。 （2）高压泵 反渗透装置工作动力是压力差，由高压泵将经预处理的原水升压达到反渗透的工作压力，通常为5.0~6.9Mpa使反渗透过程得以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透膜到淡水层。高压泵选用Q=3m3/h P=5.6Mpa。 （3）反渗透主机
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：
海水淡化系统主要工艺流程及功能 海水淡化系统技术由于海水盐含量很高，不能直接使用，主要在两个方面：海水脱盐，蒸馏和反渗透。蒸馏法主要用于大型海水淡化和能源丰富的地方。反渗透膜是非常广泛的，和脱盐率很高，所以被广泛应用于。反渗透膜是第一个水提取，预处理，降低海水的浊度，防止细菌，藻类和其他微生物的生长，然后用专用的高压增压泵，水进入反渗透膜，因为含盐量高，所以海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀，耐高压，抗污染，通过反渗透膜处理后的海水，其盐的含量大大降低，TDS含量从36000毫克/ 1到200毫克/升。淡化水比自来水更好的水后，可用于工业，商业，住宅和船舶，船舶使用。 海水淡化处理 海水淡化即利用海水脱盐工艺生产淡水。通过海水淡化处理可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。反渗透法是目前海水淡化主要处理技术之一，反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜将海水与淡水分隔开，在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，因受半透膜的阻力，海水一侧的液面逐渐升高，直至升到一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一个大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节约场地和能耗。 现将该厂海水淡化系统的主要工艺流程介绍如下：
从系统的功能上讲，预处理系统的主要功能是将海水中的悬浮物、胶体通过直流凝聚和深层过滤进行去除。 一级和二级反渗透的主要功能是将海水中的盐分，通过反渗透设备中的反渗透膜的物理筛分和超过滤的作用，将大部分的阴阳离子、大分子的有机物、部分微生物进行去除的过程。 在一级反渗透除盐系统中，由于海水的含盐量很高，对应的渗透压也很高，所以选择了海水高压泵设备作为一级反渗透膜的进水动力。由于一级反渗透的浓水排放压力较高。所以设置了能量回收装置将浓水排放压能进行回收。
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
1 前言 1.1 概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2 水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下：
1.3 海水淡化规模 根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2 海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。 2.1 蒸馏法淡化技术 2.1.1 多级闪蒸(MSF) MSF是蒸馏法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1。 图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程
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
海水淡化工艺浅析 摘要：水资源是关系国家经济发展和社会进步的重大战略问题，海水淡化工程 是解决水资源短缺问题的重要举措，已成为解决沿海地区淡水资源短缺的重要方法。本文讲述海水淡化工艺流程和原理，以及工艺流程中出现的具体问题及解决 措施。 关键词：反渗透；海水淡化；工艺 引言 随着经济社会的高速发展和人口的急剧增加，淡水资源短缺已经成为人们面 临的巨大挑战；开发利用海水资源，进行海水淡化。成为开源节流、解决淡水短 缺的一个重要途径。目前膜法海水淡化日益成为海水淡化的主流技术，主要有已 获得大规模应用的反渗透、正在发展的正渗透和膜蒸馏等技术。 本文在简要介绍海水淡化的工艺流程的基础上，着重介绍工作原理，以及工 艺流程中出现的具体问题及解决措施。海水淡化分为三个子过程：预处理流程、 膜处理流程、污泥浓缩处理流程。 预处理流程 预处理流程主要功能是除去海水中的悬浮物、藻类及微生物等物质，使出水 水质达到后续膜处理的要求，为海水淡化膜处理子系统供水；根据海水取水水质，海水平均悬浮物含量为781~1902㎎/L，无法满足海水淡化的超滤要求，必须对海水淡化原水进行预处理，使悬浮物将至2㎎/L以下。 工艺流程为：海水原水经过原水升压泵升压后，通过玻璃钢管输送至海水原 水预处理站内混凝沉淀池，进行沉淀处理以除去海水淡化原水中较大的固体悬浮 杂质。考虑到海水含沙量较大，混凝反应沉淀池排泥需用一定水量，即海水原水 经混凝反应沉淀池后产生混凝反应澄清水，污泥水通过混凝反应沉淀池底部的排 泥管排入附近排水沟，自流至污泥沉淀池。经混凝反应沉淀池处理后的海水自流 至V型滤池中进一步过滤处理以保证进入海水淡化车间的海水水质。V型滤池自 用一部分清水冲洗，其余部分供给清水池。 混凝沉淀池 混凝沉淀池是将混合、絮凝、沉淀集成一体，能有效的去除水中的颗粒、细菌、有机物、悬浮物、浊度和部分胶体，使出水浊度小于5NTU。 混凝沉淀原理：水中杂质按照其杂质形态，可分为悬浮物、胶体物质和溶解物。悬浮物质：包括草本、垃圾等大块物质和颗粒粒径大于100μm以上的泥沙。在水中粒径大于100μm以上的悬浮杂质可以依靠重力进行除去。溶解物质：由于水的溶解能力很强，某些矿物质溶解于其中，并且在水中离解成离子状态，其粒 径小于1μm以下； 胶体物质：多为黏土微粒、高分子物质、微生物、细菌等（粒径一般在1μm-100μm之间，光线照射上去被散射而呈现浑浊现象。）高分子物质一般来源于动 植物的蛋白类化合物，或已分解的蛋白类，如腐殖酸、腐殖质等。黏土胶体是造 成水浑浊的主要原因，而腐殖质是水体带色的主要原因。对于胶体杂质由于布朗 运动、水化作用和胶体颗粒带电，使胶体颗粒颗粒分散状态保持不变。根据双电 层理论中胶体的胶核和吸附层组成胶粒带负电，胶粒和扩散层组成的胶团呈电中性，水中的微小颗粒一般均带负电荷；它们之间既相互排斥又在水中不断做布朗 运动，故极为稳定而不易下沉。为改变这种情况，在水中投加混凝剂，混凝剂溶 解后，提供大量正离子。正离子扩散，大量正离子涌入带负电的胶体扩散层乃至
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
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
海水淡化工艺方案
1 前言 1.1 概况 中国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是中国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不但可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2 水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下：
1.3 海水淡化规模 根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，当前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。
2 海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。 2.1 蒸馏法淡化技术 2.1.1 多级闪蒸(MSF) MSF是蒸馏法海水淡化最常见的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是中国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1。 图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷
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
1刖占1.1概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下： 分析报告
1.3海水淡化规模
根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合 2x1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2x104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40x1。伽％海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的 2 x104m3/d规模和规划容量的40x 104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸镭法（俗称热法）和反渗透法（俗 称膜法）。蒸镭法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效蒸镭（LT-MED）技术。 2.1蒸镭法淡化技术 2.1.1多级闪蒸（MSF） MSF是蒸馆法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸（MSF）海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1 。 图2-1盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程 多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热
1前言 1.1 概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着
规模的 2 （俗 多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热效率高、寿命长等优点。但该装置海水的最高操作温度在110℃~120℃左右，对传热管和设备本体的腐蚀
性较大，必须采用价格昂贵的铜镍合金、特制不锈钢及钛材，因此设备造价高；设备的操作弹性小，多级闪蒸的操作弹性是其设计值的80%～110%，不适应于产水量要求可变的场合。 2.1.2 低温多效蒸馏(LT－MED) 低温多效蒸馏海水淡化技术是指盐水最高温度不超过70℃的淡化技术，是20世纪80年代成熟的高效淡化技术。其特点是将一系列的喷淋降膜蒸发器串联布置。加热蒸汽被引入第一效，其冷凝热使几乎等量的海水蒸发，通过多次蒸发和冷凝，后面的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水，最后一效的蒸汽在海水冷凝器中冷凝。第一效冷凝液返回锅炉，而其他效及海水冷凝器的冷凝液收集后作为产品水。为提高热效率， 当提供 海水反渗透(SWRO)淡化技术在20世纪70年代后获得了很大发展。由于RO膜材料的不断改进，以及能量回收效率的不断提高，SWRO技术越来越引起人们的关注，现也已成为蒸馏海水淡化系统的主要竞争对手。 反渗透是用一种特殊的膜，在外加压力的作用下使溶液中的某些组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。典型的海水反渗透处理工艺流程见图2-3。
国内外海水淡化技术的发展现状 发布时间：2011-11-11信息来源：中国膜技术网 目前，世界上脱盐水产量近4x107m3/d，其中多级闪蒸(MSF)和反渗透(RO)各占市场的45%左右，解决了l亿多人口的供水问题。世界最大的反渗透海水淡化厂建于以色列南部地中海岸工业区的阿什凯隆海水淡化厂，日产淡水33万m3 。另外，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，发电量为656MW ，日产水量为45.4万m3，其中，MSF产水28.4万m3/d，反渗透(RO)产水17万m3/d 。 典型的大规模反渗透海水淡化吨水成本己从1985年的1.O2美元降至2005年的48美分。且在成本的组成上，运行及维护，能源消费和投资成本均逐年下降，目前各占总成本的1/3。海水淡化已是解决全球水资源危机问题的重要途径，尤其在中东地区和一些岛屿地区，淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用，已成为其基本水源。 国外海水淡化现状 规模 随着社会的需求和技术的发展，国外海水淡化工程不断向大型化、规模化方向发展，无论是多级闪蒸，还是多效蒸馏和反渗透，其规模均已从最初的几百 m3/d 发展到现在的几十万m3/d 。 目前，世界上最大的多级闪蒸海水淡化厂建于沙特阿拉伯的shuaiba海水淡化厂，日产淡水46万m3；世界上最大的低温多效海水淡化厂建于塔维拉酋长国，日产淡水24万m3.世界最大的反渗透海水淡化厂建于以色列南部地中海岸工业区的阿什凯隆海水淡化厂，日产淡水33万m3。另外，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，发电量为656MW ，日产水量为45.4万m3，其中，MSF产水28.4万m3/d，反渗透(RO)产水17万m3/d。 成本 在海水淡化规模不断增加的同时，海水淡化成本也逐渐降低其中，典型的大规模反渗透海水淡化吨水成本己从1985年的1.O2美元降至2005年的48美分。且在成本的组成上，运行及维护，能源消费和投资成本均逐年下降，目前各占总成本的1/3。 我国海水淡化的现状 我国海水淡化技术的研究起步较早，1967年～1969年全国组织海水淡化会战，同时开展了电渗析、反渗透和蒸馏等多种海水淡化技方法的研究。
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
海水淡化技术现状的应用和发展 发表时间：2017-10-12T16:00:50.780Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：王雅雯 [导读] 摘要：淡水资源的匮乏问题已经是世界各个国家所必须面对的难题。我国地域辽阔、物产丰富，但是水资源仍旧属于稀缺资源，想要解决淡水稀缺的问题，需要积极推广海水淡化技术，海水淡化是解决我国淡水资源不足的有效技术手段。 天津市华泰龙淡化海水有限公司天津 300480 摘要：淡水资源的匮乏问题已经是世界各个国家所必须面对的难题。我国地域辽阔、物产丰富，但是水资源仍旧属于稀缺资源，想要解决淡水稀缺的问题，需要积极推广海水淡化技术，海水淡化是解决我国淡水资源不足的有效技术手段。随着淡水资源的紧缺问题日益严重，海水淡化技术在工程上的应用越来越多。海水淡化技术的应用已经推广到世界上多个国家，我国也逐渐认识到了海水淡化的重要性。近年来，开始在沿海地区推广海水淡化技术，已经颇见成效。本文主要介绍海水淡化技术现状的应用和其发展前景。 关键词：海水淡化；技术现状；应用；发展 引言：从江河取水净化的传统手段已不无法满足巨大的淡水需求。中水再利用、海水淡化制造饮用水的技术日益为各国重视和推进。特别是海水淡化领域，在热源丰富的中东地区，已建成投入使用的蒸发法海水淡化工厂，每日可处理淡化1800万立方米的海水。近年来，国际上对低碳、节能的呼声越发提高，进入21世纪，新建的海水淡化工厂开始加大对海水淡化技术的研究力度。 1 海水淡化技术应用的现状分析 1.1 蒸馏法 顾名思义，蒸馏法的原理就是将海水加热到沸腾状态后，将海水中的淡水将变成水蒸气蒸发出来，再将得到的水蒸气冷却变为液态得到淡水的过程。蒸馏法是海水淡化最古老的方法。蒸馏法得到的淡水资源水质较好，整个操作流程也十分简便。蒸馏法可以分为很多类型，如太阳能蒸馏、多级闪蒸、多效蒸馏。 1.1.1 太阳蒸馏法 太阳蒸馏法是利用太阳能蒸馏器将海水蒸发得到淡水。通过将太阳能吸收转化成热能使海水蒸发，在进行冷却得到淡水资源的过程。 1.1.2 多效蒸馏（MED） 液体受热后会蒸发为蒸汽，蒸汽遇冷又会冷凝为液体，基于此原理，蒸馏技术是一种常用的分离技术。多效蒸馏是一种特殊的蒸馏技术，其由多个管式蒸发器串联组成，加热蒸汽从第一效蒸发器进入，加热蒸发器中的海水使其蒸发形成蒸汽，而自身冷凝称为淡水，海水受热后的蒸汽作为下一效蒸发器的加热蒸汽，自身又被冷凝成为淡水，如此重复，最终将各效产生的冷凝水收集起来，从而得到远多于初始加热蒸汽量的淡水，多效蒸馏的最高蒸发温度往往低于70℃。 1.1.3 多级闪蒸法 多级闪蒸法是将海水加热后，进入压力较低的闪蒸室内，使盐水由于温度过高而进行蒸发得到水蒸气，冷却后得到淡水资源。这种方法是蒸馏法当中应用最广泛的方法，他的优点很多，如水质好、效率高、维护量小等，缺点是耗电量大，因此多与发电站相邻建立。 1.2 反渗透法（SWRO） 人们最初发现了渗透现象，即被半透膜分开的淡水和盐水的液面不一样高，其高度差就是两种溶液之间的渗透压。若在盐水一侧施加大于渗透压的压力，则盐水中的水分子就会透过半透膜进入淡水侧，此过程为反渗透。反渗透法海水淡化就是利用半透膜的渗透原理，在半透膜的一侧对海水施加大于渗透压的压力，海水中的水分子会透过半透膜到另一则，称为淡水侧，而盐份则不能透过半透膜留在原海水中，这种与自然渗透相反的水迁移过程连续产出淡水的方法称为反渗透海水淡化。 1.3 冷冻法 当海水处于低温状态结成固态时，水分子能够结合形成冰晶将盐类分离，这种通过水变成冰的相变过程就是冷冻法。冷冻法按照导热的方式不同可以分为两类：直接和间接冷冻法。间接冷冻法是向海水中添加冷冻剂使海水与冷冻剂间接接触最后结冰的方法，但是由于换热面较大，一般不会使用。而直接冷冻法利用冷冻剂直接与海水接触使海水结冰。直接冷冻法又能够可以分为两种真空蒸发式直接冷冻法和外界加入冷冻剂的二次冷媒直接接触法等。外界加入冷冻剂的二次冷媒直接接触法一般加入的冷冻剂为丁烷，虽然丁烷不会溶于水，但是无法避免水中含有少量丁烷分子，会污染水。 1.4 电渗析法 电渗析是利用具有选择透过性的离子交换膜在外加直流电场的作用下，使水中的离子定向迁移，并有选择地通过带有不同电荷的离子交换膜，从而达到溶质和溶剂分离的过程。电渗析过程中所能除去的仅是水中的电解质离子，而对于不带荷电的粒子如水中的硅、硼以及有机物粒子则不能去除，若水中溴含量高时，电渗析的脱除效果也不理想。适用于中小型海水淡化工程如海岛、工程用水等。 1.5 海水淡化RO膜 RO膜，是一种能将溶解盐类分子分离的薄膜，用于将纯水从含有高分子、各种溶解盐类的溶液中分离。用于海水淡化时，薄膜两侧分别为高浓度海水和淡水液体，膜间会因此产生较高的渗透压（２Mpa以上），此时若在海水一侧施加高于这个渗透压的反向压力，则淡水会从海水中反向渗透出来。作为RO膜的材料，最开始使用的是醋酸纤维素，此后高分子材料技术的进步，演进为聚酰胺类的复合材料。聚酰胺的分离性能优于醋酸纤维素，但对水分子的透过阻力也不低。为减小阻力，就必须尽可能减小分离机能层的厚度，故而在实际的淡化设备中，都加入多孔质支持膜和无纺布作为强度支撑材料制成复合膜。将这类复合膜与网状导水材料交错叠加，形成环状渗透膜元件，再将多个元件连接组成渗透模块，海水淡化时，一般将6-8个渗透元件组成模块，再将若干模块并行排列装填入圆柱形压力容器，由压力泵施加足够压力，而获取渗透淡水。 2 海水淡化技术的发展前景分析 海水淡化不仅仅是一项技术，它是一个完整的产业。海水淡化产业是以生产海水淡化水为主要目的，包括相关技术研发、设备制造、工程设计与建设、生产运营、原材料生产与销售、市场咨询服务、宣传培训和交流等工序和环节在内的，具有完整产业链的生产体系，还包括原海水的预处理和浓海水的综合利用，是战略性新兴产业的一部分，是新的经济增长点。 在2010年10月，国务院发布了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号），积极推动战略性新兴