反渗透海水淡化技术

小贺1007

随着水资源的日益紧缺，专业人士已经将目光投向了海水，力争通过技术将盐度较高的海水进行淡化和处理，使其能够满足我们的需要。因此现在海水淡化技术也是一门比较新兴的学科。我们大家如果感兴趣，可以来讨论一下。下面是一篇关于海水淡化的小文章，可供大家参考。
反渗透海水淡化技术
一．背景和意义
　　我国的人均淡水资源量仅为世界平均值的1/4，属于贫水国家；沿海城市和岛屿地区缺水更为突出。解决缺水的方法除了传统意义上的调水和蓄水工程、节水以及污水回用之外，海水淡化技术受到越来越多的重视。
　　反渗透是一种压力驱动的分离技术，由于淡化过程中没有相变，具有显著的节能特征。能量回收装置的使用使得反渗透海水淡化的电力消耗可低于4KWh/m3，特别适合于海岛、沿海城市和地区以饮用水为目的的淡化过程。
　　本项目完成单位为国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，于1999年8月通过大连市有关单位组织的验收，1999年11月进行竣工剪彩，是目前国内最大的岛屿用反渗透海水淡化装置。
二．主要技术内容
　　海水从取水头部取出后，根据不同的海水水质进行相应的预处理过程，其目的是使海水在进入反渗透膜之前达到SDI<3等控制指标，以确保反渗透膜的使用寿命。经过预处理的合格海水用高压泵加压送入反渗透膜组堆，透过反渗透膜的水经收集后再经过适当的预处理送入管网系统供用户使用，未能透过反渗透膜的高压浓盐水进入能量回收装置以回收其能量，经过能量回收装置的浓盐水排回大海。
　　由于反渗透膜在国外已经是十分成熟的产品，因此反渗透海水淡化系统的技术关键在于合理的设计预处理系统、选用合适的高压泵和能量回收装置、设计完善的控制系统进行监测和控制、选用科学的材料和防腐措施以防止管路和系统的腐蚀。另外，对于开放式取水，除了保证系统的污染指数外，还必须采取科学的杀菌灭藻措施以防止微生物对系统的侵害。
三．应用情况及开发利用前景
　　海水反渗透淡化技术已经在国内的多个岛屿得到应用，以长海县为例，淡化水的日产量为1000吨/日，包括管网改造的工程投资为1600万元，淡化水的TDS<250ppm，吨水耗电指标5KWh，目前是海岛生活用水的主要水源。目前国外反渗透海水淡化的设计以及装置制造能力已经达到10～8000吨/日，具有较好的应用基础。反渗透海水淡化的推广应用范围在以下方面：
　　1． 解决海岛、旅游景点、宾馆和饭店等区域性供水，提高生活质量。
　　2．通过多套装置的并联扩大淡化厂的产水量，大规模提供市政用水。
　　长海县淡水资源极为贫乏，1999年长海县持续干旱使得水库干枯，海水淡化装置投入运行之后实际上变成了海岛供水的唯一水源。如果没有海水淡化，在这种持续干旱的情况下，生活用水只能靠船运解决。因此海水淡化在长海县的成功，保证了海岛人民的生活质量，社会效益显著，如果与用船运水比较，经济效益更加明显。
　　随着海水淡化技术的持续进步，在我国的海岛地区和沿海城市会得到越来越多的应用，其经济效益和社会效益会得到越来越多的演示和证明。

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针对公众关注的海水淡化问题，记者专访了国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所所长惠绍棠。
　　记者：请您谈谈我国海水淡化的进展。
　　惠绍棠：1958年，我国开始了海水淡化工程技术的研究工作。近20年来，已经实施了一批中小工程，截至目前，共有海水淡化工程20多项，其中山东黄岛发电厂、河北黄骅发电厂、大连石油七厂、天津经济技术开发区、山东烟台市、河北王滩电厂是已投产和将投产的较大规模海水淡化企业。小型的以膜法为主，较大型的以蒸馏法为主，累计生产能力在日产3万吨左右。
　　我国海水淡化工程技术经过40余年的持续攻关已经日益成熟，现在个别地区，如天津的海水淡化技术不仅可以满足工业用水需要，而且已经达到生活用水的标准。随着技术的逐渐成熟，造水成本日趋降低，我国发展海水淡化的潜力巨大。以天津大港发电厂为例，大港发电厂10多年来共利用海水270亿立方米，平均每吨水成本已降至6元左右，而要采用天津的滦河水并且达到用水标准，平均每吨水需要9元。随着科技的发展，海水淡化的成本有望进一步降低。
　　记者：听说国外很早就开展海水淡化，请您谈谈这方面的情况。
　　惠绍棠：海水淡化最早开始于上世纪70年代，起初生产成本很高，只有中东地区少数富裕而缺水的国家掌握这种技术。到上世纪末，海水淡化技术进一步发展，成本大大下降，与长距离输送淡水的成本相差无几，海水淡化技术就逐渐为越来越多的国家所采用。目前，海水淡化技术已日趋成熟，通过海水淡化的途径来获取淡水资源已经成为国际上一种比较先进和成熟的淡水获取方式。世界海水淡化日产水量已经突破3200万吨，供养的人口超过1亿人。位于中东地区的一些海水淡化厂日产淡化水规模已超过30万吨，开展海水淡化的城市也逐渐从沙漠地带走向城市，尤其成为沿海城市解决淡水不足的首选措施。
　　记者：海水淡化主要采用什么技术？
　　惠绍棠：目前，国际上海水淡化应用的技术主要是热法和膜法，又分别称为蒸馏法和反渗透法。
　　蒸馏法就是将海水变成蒸汽，蒸汽冷却而得到高纯度淡水。根据蒸发冷却的方式不同，蒸馏法又分成多级闪蒸和多效蒸馏两种。其中，多级闪蒸是将热海水突然减压，产生蒸汽而得到淡水。目前世界最大规模工程在沙特阿拉伯，日产45万吨；多效蒸馏是在蒸汽冷却的同时，持续蒸发进而得到淡水，代表性工程在西班牙，日产3．5万吨。
　　反渗透法就是在一定压力下（60公斤／平方厘米），将海水压入反渗透膜，这种膜只允许海水中的水分子透过，而将绝大部分盐分子截住，从而得到淡水。目前世界上最大在建工程在以色列，日产33万吨。
　　记者：目前海水淡化的成本有多高？
　　惠绍棠：海水淡化的吨水成本根据不同的规模、工艺而有差别，总的说成本在每吨4．5元―8．0元之间。对于反渗透海水淡化，影响成本最大的因素是电力费用，其次是药剂费和膜更换费用。对于低温多效蒸馏和多级闪蒸海水淡化，影响成本最大的因素是蒸汽费用，其次是电力费用。
　　记者：我国开展海水淡化技术研究还有哪些不足？下一步的努力方向是什么？
　　惠绍棠：目前，我国每天海水淡化总产量3万吨，仅为全球总产水量的1‰左右。这主要是因为我国海水淡化技术起步虽早，但研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距，关键设备仍依赖进口。
　　下一步必须围绕制约海水淡化成本降低的关键问题，研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品，提高关键材料和关键设备的国产化率，增强自主建设大型海水淡化工程的能力。
　　《人民日报》 (2005年08月18日 第十四版)

小贺1007

水是生命之源。不久以前，人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话，然而，工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。目前，淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。
　　一、蒸馏法 蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。
　　二、电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。
　　三、反渗透法 通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该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的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐升高，直至一定的高度才停止，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大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。

小贺1007

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小贺1007

不错啊。黄骅电厂的海水淡化目前还没有建好，钢结构就是我们制做的，好像他们的设备还没来呢……希望你继续这方面的介绍……

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好的，我会继续将有关的相关资料，与大家共享的。