海水淡化技术及其应用现状

－ － Vol．27，No．7 2009年 7月 中国资源综合利用 China Resources Comprehensive Utilization 1 海水淡化发展沿革 公元400 年以前， 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。 1980 年日本的工业用水 50％为海水，20 世纪 80 年 代初美国工业冷却用水中海水已达到 7．2×104 m3 ／ a。 到 2003 年 12月， 全球已有 130多个国家应用海水 淡化技术，海水淡化日产水量约 3 775×104 m3，其中 80％用于饮用水。 全世界著名的海水淡化公司有法 国 Sidem 公司、英国 Weir 热能公司、韩国斗山重工 公司、以色列 IDE 公司、意大利 Fisia 公司等。 中国 是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡 化先进技术的国家之一，继西沙群岛日产 200 t电渗 析海水淡化装置成功运行后， 又先后在舟山建成了 日产 500 t反渗透海水淡化站， 在大连长海建成日产 1 000 t海水淡化站。 日前，我国最大的日产 18 000 t 苦咸水淡化工程在河北沧州建成投产。 2 海水淡化主要技术 海水淡化技术主要有蒸馏法、冷冻法、电渗析法 和反渗透法等。 2．1 蒸馏法 2．1．1 多级闪蒸 水在常规气压下， 加热到 100 ℃才沸腾成为蒸 汽。如果使适当加温的海水，进入真空或接近真空的 蒸馏室， 便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。 利用这一原 理，做成了多级闪急蒸馏海水淡化装置。 此种淡化装置可以造得比较大， 成为大型海水 淡化工厂，并可以与热电厂建在一起，利用热电厂的 余热加热海水，水电联产可以大大降低生产成本。现 行大型海水淡化厂大多采用此法，此法技术成熟，运 行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降 低单位电力消耗，提高传热效率等。 2．1．2 低温多效蒸馏 此淡化技术盐水的最高蒸发温度低于 70 ℃，其 特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起 来，用一定量的蒸汽输入，通过多次的蒸发和冷凝， 后面一效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的淡化过程。 由于此技术节能，近年发展迅速，装置的规模日 益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单 机造水能力，采用廉价 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 降低工程造价，提高操作 温度，提高传热效率等。 2．1．3 压汽蒸馏 海水预热后， 进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸 收稿日期：2009－02－17 作者简介：宿翠霞（1981－），女，山东潍坊人，工程学士，主要从事给排水工程、工程制图与 CAD及工程造价等专业的教学工作。 海 水 淡 化 技 术 及 其 应 用 现 状 宿翠霞，倪华秋，李凌霄，曹 军，王龙波 （山东水利职业学院 建筑工程系，山东 日照 276826） 摘要：阐述了各种海水淡化技术的特点及其发展优势， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了常用的各种海水淡化技术的应用现状，从而 提出了当今海水淡化的三大主流技术：多级闪蒸、低效多温蒸发和反渗透三种工艺。 关键词：海水淡化；多级闪蒸；低温多效；电渗析；反渗透 中图分类号：TQ085+.47 文献标识码：A 文章编号： 1008－9500（2009）07－0031－02 Sea Water Desalination Technology and Its Application Su Cuixia， Ni Huaqiu， Li Lingxiao， Cao Jun， Wang Longbo （The Department of Architecture ＆ Engineering， Shandong Water Plytechnic Rizhao 276826， China） Abstract：This paper introduces the desalination of sea water， elaborated on the characteristics of desalination technology and its advantages for development，Analysis of the commonly used desalination technology applications situation， the current three major desalination technology：multi －stage flash， ineffective multi －temperature evaporation and three reverse osmosis process． Keywords：desalination； low－temperature multi－effect； electrodialysis RO； multi－stage flash 工作研究 31 － － 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1 3种海水淡化工艺关键技术参数表 主要技术参数 操作温度 （℃） 主要能源 蒸汽消耗 （t ／ m3） 电能消耗 （k·Wh ／m3） 典型源水含盐量 （ppm TDS） 产品水质 （ppm TDS） 典型单机产水能力 （m3 ／ d） 多级闪蒸 ＜120 蒸汽、电 （热能、电能） 0．1～0．15 3．5～4．5 30,000～45,000 ＜10 3,000～76,000 低温多效 ＜70 蒸汽、电 （热能、电能） 0．1～0．15 1．2～1．8 30,000－45,000 ＜10 3 000～36,000 反渗透 常温 机械能 （电能） 无 3～5 30,000～45,000 ＜500 1～20,000 发， 所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引 入到蒸发器的加热侧，蒸汽冷凝后作为产品水引出， 如此实现热能的循环利用。 2．2 冷冻法 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。 冷冻法与蒸馏法都有难以克服 的弊端： 蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生 大量的锅垢，所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样 也要消耗许多能源，得到的淡水味道却很差，难以在 生活用水中使用。 2．3 电渗析法 在电力作用下，海水中的正离子穿过阳膜移向阴 极方向，但不能穿过阴膜而留下来；负离子穿过阴膜 移向阳极方向，但不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类 离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离 子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。 该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。 离 子交换膜是 0．5～1．0 mm 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）。 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，而相邻隔室的海水分 别被淡化、浓缩，淡水与浓缩水得以分离。 2．4 反渗透法 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， 从而使海水一侧的液面逐 步升高，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。 反渗透法使用的薄膜叫“半透膜”，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。因其具有占地少、建造周期短、操作简单、相对投 资小、能耗相对较低和启动运行快等特点，逐渐在海 水淡化市场中占据“统治”地位。 3 海水淡化技术应用现状 现有的海水淡化技术已达 20余种， 反渗透、低 温多效蒸馏、多级闪蒸、冷冻和电渗析法是目前常用 的几种海水淡化技术。 20世纪 30年代，沙特阿拉伯 首先采用低温多效蒸馏技术淡化海水， 由于低温多 效蒸馏存在结构等缺点，50 年代又开发了多级闪蒸 海水淡化技术，从此，海水淡化业得到很大发展，多 级闪蒸技术的市场占有率也一直很高。 50 年代后， 压气蒸馏、冷冻和电渗析等淡化技术相继出现，并在 不同时期占据一定的市场份额。 与其它几种淡化技 术相比反渗透技术问世较晚， 而反渗透法的最大优 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 80年代起，美日等发达国家先后把发 展重心转向反渗透法， 反渗透海水淡化技术是近几 年来海水淡化技术发展的核心。 各种海水淡化技术所占的市场份额。 60年代中 期至 80年代初，多级闪蒸淡化技术的年市场占有率 均高于 40％，在淡化技术中位居首位。 80年代后期， 随着海水反渗透淡化技术的不断完善和发展， 其优 越性逐渐得到显现，开始占据主导地位，该技术大大 改变了传统高效蒸发等技术的高耗能缺点，使出水水 质 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 量更高，质量更稳定。 90年代以来，出现了反 渗透和多级闪蒸两种技术交替占据主导地位的现象。 4 结论 多级闪蒸、低温多效蒸发和反渗透是当今海水 淡化三大主流技术（如表 1），3 种技术各自有不同优 势： 多级闪蒸技术单机产水能力明显高于其他两种 工艺， 而出水水质比较起来是多级闪蒸和低温多效 两种技术出水效果较好； 但低温多效电能能耗却较 其他两种工艺要低， 可以采用廉价材料从而降低工 程造价；比较而言反渗透技术却具有能耗相对较低， 并能提高反渗透系统回收率、廉价高效预处理技术、 增强系统抗污染的能力。 （责任编辑 ／曲志平） 在各种海水淡化技术的发展和比较中， 多级闪 蒸、 低效多温蒸发和反渗透化三大主流技术在海水 淡化发展技术中将有着更广阔的发展空间。 工作研究 中国资源综合利用 第7期 32