蒸馏法与膜法海水淡化技术经济比较

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。

海水淡化方法1、蒸馏法：蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法。

蒸馏法海水淡化技术是最早投人工业化应用的淡化技术，特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用，产水纯度高。

与膜法海水淡化技术相比，蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大，是当前海水淡化的主流技术之一。

2、反渗透法：将海水加压，使淡水透过渗透膜而盐分被截留的淡化方法。

反渗透主体设备主要由高压泵、反渗透膜、能量回收三部分组成，无论海水、苦咸水，亦无论大型、中型、小型都适应，是海水淡化技术近二十年来发展最快的，除了中东国家，美洲、亚洲和欧洲，大中生产规模的装置都以反渗透为首选，也是我国目前的首选方法。

3、多效蒸发：将加热后的海水经多个蒸发器串联运行的蒸发过程。

也主要是与火电站联合运行，但规模一般在日产万吨以下。

这包括两种类型，一类是多效分裂式，七八十年代较盛行，称为竖管蒸发(VTE)。

操作温度一般较高，顶温在100~120度，欧洲和亚洲一些火电厂都在使用，另一类是低温多效蒸馏(LT—MED)，顶温在70度左右，较前者更具竞争力，是蒸馏法中最节能的方法之一，国华黄骅电厂就是用的这项技术。

4、电渗析法：电渗析以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性而脱出水中离子的淡化过程。

电去离子(EDI)是一种电渗析和离子交换相结合的方法，在直流电场的作用下，实现电渗析过程，离子交换盐和离子交换连续再生过程。

5、冷冻法：即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。

从理论上分析，是最有前途的海水淡化处理方法之一，但目前未形成实用规模。

我国海冰资源巨大，只是采集、融化、冰水除盐等的工耗、能耗以及相关设施问题，尚需进一步做工程研究。

而人工冷却法，早在七十年代美国就着手研究，问题是从制冷、结冰、冰晶输送、融化以及冷量回收等单元过程太多，效率不高，成本过大。

6、化学调理处理：投加H2SO4调理海水pH值分化海水中的HCO-3，以避免CaCO3沉积，是海水淡化中最常用和最经济的办法。

海水淡化方法分类其他相关技术分析海水淡化的方法主要有反渗透法和蒸馏法，反渗透法海水淡化与蒸馏法对比，膜法海水淡化只能利用电能，蒸馏法海水淡化利用热能和电能。

所以反渗透淡化适合有电源的场合，蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。

但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世，其吨水耗电量逐渐降低。

一、海水淡化技术海水淡化设备，海水由于其含盐量非常高，而不能被直接使用，目前主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法。

蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。

反渗透膜法适用面非常的广，且脱盐率很高，因此被广泛使用。

反渗透膜法首先是将海水提取上来，进行初步处理，降低海水浊度，防止细菌、藻类等微生物的生长，然后用特种高压泵增压，使海水进入反渗透膜，由于海水含盐量高，因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点，经过反渗透膜处理后的海水，其含盐量大大降低，TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。

淡化后的水质甚至优于自来水，这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。

二、海水杀菌灭藻由于海水中存在大量微生物、细菌和藻类。

海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦，而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转，所以海水淡化工程多采用投加液氯、次氯酸钠和硫酸铜等化学剂来杀菌灭藻。

三、混凝过滤因为海水具有周期性涨潮、退潮，水中常夹带大量泥沙，浊度变化较大，易造成海水预处理系统运转不稳定，故在预处理中要加入混凝过滤，目的在于去除海水中的胶体、悬浮杂质，降低浊度。

在反渗透膜分离工程中通常用污染指数(SDI)来计量，要求进入反渗透设备的给水的SDI<4。

由于海水比重较大，pH值较高，且水温季节性变化大，预处理系统常选用三氯化铁作为混凝剂，其具有不受温度影响，矾花大而结实，沉降速度快等优点。

四、电渗析法渗析是属于一种自然发生的物理现象。

如将两种不同含盐量的水，用一张渗透膜隔开，就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散，这个现象就是渗析。

海水淡化知识点总结一、海水淡化的技术方法1. 蒸馏法蒸馏法是最早被应用于海水淡化的方法之一。

通过加热海水，使其蒸发后再将蒸汽冷凝成为淡水。

常见的蒸馏法包括多效蒸馏法、多级闪蒸法和多级凝固法等。

蒸馏法的优点是能够产生高纯度的淡水，但能耗较高，成本较为昂贵。

2. 膜分离法膜分离法是通过半透膜使盐分不能通过，而水分子可以通过的方法。

目前应用较为广泛的是反渗透法，即利用高压将海水压力通过半透膜，使盐分无法通过，从而得到淡水。

膜分离法的优点是能够高效地产生淡水，并且耗能较少，适用于小规模海水淡化设备。

3. 冷冻法冷冻法是通过将海水冷却至冰点以下，从中分离出淡水。

在冷冻过程中，盐分和其他杂质会结晶成冰，而淡水则会被分离出来。

冷冻法的优点是操作简单，设备维护成本低，但能耗较高。

4. 电渗析法电渗析法是通过电场作用加速盐分在半透膜上的迁移，从而分离出淡水。

这种方法通常需要在半透膜两端施加电压以实现盐分的迁移，是一种较为高效的海水淡化方法。

5. 太阳能海水淡化太阳能海水淡化是利用太阳能提供能源进行海水淡化的一种方法，可以分为热传输海水淡化和光热蒸发海水淡化两种技术。

太阳能海水淡化具有环保、可再生和成本低廉的特点，逐渐成为海水淡化领域的研究热点。

二、海水淡化的应用领域1. 饮用水供应海水淡化可以为沿海地区提供大量的饮用水资源，特别是在淡水资源短缺的地区，海水淡化成为一种重要的水资源补充途径。

2. 农业灌溉海水淡化可以用于农业生产的灌溉水资源，特别是在严重缺水的地区，海水淡化可以提供灌溉用水，解决农业用水短缺问题。

3. 工业用水许多工业生产需要大量的水资源，海水淡化可以为工业生产提供所需的淡水资源，特别是在沿海工业区，海水淡化是一种重要的水资源供应方式。

4. 生态环境保护海水淡化可以为海水养殖业提供淡水资源，保障海水养殖的发展和生态环境的保护。

三、海水淡化技术的发展趋势1. 技术创新随着科技的不断进步，海水淡化技术也在不断创新。