【正文】 量少了，能耗也低了，新建的SWRO廠可采用該工藝。海水經(jīng)一級RO后，產(chǎn)水即為飲用水（300－400mg/1），水回收率30—35%。工藝過程的持續(xù)開發(fā)據(jù)反滲透膜和組器技術(shù)的進(jìn)步，SWRO 工藝也不斷地發(fā)展，主要工藝過程如下：二級海水淡化工藝 1970年代商用RO膜脫鹽率僅在95 一98％時，為了從海水中制取飲用水而采用此工藝，第一級的產(chǎn)水（約 2000mg/L）,再經(jīng)第二級進(jìn)一步淡化為飲用水，第二級的濃水返回第一級作為部分進(jìn)水，顯然該過程能耗是高的，約10kwh/rn3以上。除高壓 泵的品種和型號不斷增多，容量不斷增大，以及效率不斷提高之外，特別應(yīng)提及的是能量回收裝置，反滲透海水淡化所以能成為有競爭力的過程，能量回收裝置的作用功不可沒。卷式元件多由美、日的數(shù)家公司生產(chǎn)如美國的Filmtec 和Hydranautics，日本的Nitto和Toray等，現(xiàn)多用復(fù)合膜制作，且以直徑為8英寸的居多（一般產(chǎn)水量約20m3／d）。目前廣泛使用的組件就是上述的這兩種，中空纖維組件堆砌密度達(dá)10000m2/m3，卷式元件的達(dá)1000m2/m3，雖然后者堆砌密度低些，但對進(jìn)水預(yù)處理的要求不像中空纖維組件那么嚴(yán)。其特點(diǎn)是：一支直徑4英寸的反滲透器可內(nèi)含90萬條φ084μm，φ142μm的中空纖維，表面積達(dá)150m2。膜組器技術(shù)的不斷發(fā)展反滲透膜組器技術(shù)的創(chuàng)新，伸膜的性能得以充分的發(fā)揮，這里特別提出的是中空纖維反滲透器和卷式反滲透元件。目前通用的CA 反滲透膜多用于表面水處理，表 2 給出了其基本的膜性能。三、反滲透膜法海水淡化技術(shù)的主要創(chuàng)新進(jìn)展（一）反滲透膜的進(jìn)步在反滲透膜發(fā)展的歷史中，不對稱膜和復(fù)合股的研發(fā)是創(chuàng)新的兩個范例。以投資最低，能耗最省，成本最低，建造周期所以能如此成功，與其在膜、組器、設(shè)備和工藝等方面的力交換器的開發(fā)成功使能量回收效率都高達(dá) 體能耗在3kWh/m3 引用水最廉價的方法，進(jìn)一步增強(qiáng)了近幾年來，在國際海水淡化招標(biāo)中，SWRO 短等優(yōu)勢而屢屢中標(biāo)。經(jīng)過近和產(chǎn)業(yè)化，SWRO 自 70 代進(jìn)入海水淡化市場之后，發(fā)展十分迅速。二、反滲透膜法海水淡化技術(shù)的發(fā)展歷程海水淡化是從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程。中國從世紀(jì)初21開始掌握自主反滲透膜生產(chǎn)技術(shù)，在國家的大力支持下，將該計(jì)劃列入國家計(jì)委高新技術(shù)產(chǎn) 業(yè)化重點(diǎn)發(fā)展專項(xiàng)計(jì)劃，由國家海洋局下的杭州水處理研究開發(fā)中心的子公司——杭州北斗星膜制品有限公司承擔(dān)并研發(fā)成功。符合國家實(shí)驗(yàn)室三級用水標(biāo)準(zhǔn)。一般性的自來水經(jīng)過 RO 膜過濾后的純水電導(dǎo)率 5μs/cm（RO 膜過濾后出水電導(dǎo)=進(jìn)水 電導(dǎo) 除鹽率，一般進(jìn)口反滲透膜脫鹽率都能達(dá)到 99%以上，597%以上。RO（Reverse Osmosis）反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術(shù)，源于美 國二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。砂糖，食鹽等結(jié)晶體之水溶液，易通過半透膜，而糊狀，膠狀等非結(jié)晶體則不能通過。被半透膜所隔開的 象，種液體,當(dāng)處于相同的壓強(qiáng)時純?nèi)軇┩ㄟ^半透膜而進(jìn)入溶液的現(xiàn)稱參透。水的擴(kuò)散同樣是從自由能高的地方向自由能 低的地方移動，如果考慮到溶質(zhì)的話，水是從溶質(zhì)濃度低的地方向溶質(zhì)濃度高的地方流動。在海水淡化方面，它是世界上第一家為逆滲透海水淡化處理提供這種全套解決方案的廠商，并已在埃及和馬耳他等國安裝使用，有著極佳的表現(xiàn)。KSB 研制的新技術(shù)，能夠使?jié)饪s鹽水的能量直接轉(zhuǎn)移到尚未處理的海水那里，而不需要再經(jīng)過機(jī)械變換，由此避免了損耗，達(dá)到降低每立方米淡化海水的單位能源消耗目的。這一被稱為“ SalTec 解決方案，能夠有效降低海水淡化過程中的能源消耗。要求日本在技術(shù)和資金方面做出進(jìn)一步的貢獻(xiàn)。年將不能利用安全28 日在屆非洲開發(fā)會議（TICADIV）上也預(yù)測，確保為提高貧困階層生活水平所謂受水恩惠國家的日本，但由于澳洲的干旱陷入了飼料用谷物不足，世界的乳制品的 價格高漲。聯(lián)合國提出了到 2015 飲料水的人的比例控制在半數(shù)的方針。而且其多數(shù)以冰河％。因?yàn)殛P(guān)于340萬人，其幾乎都是兒童。億人中，以赤道為中24 億人，得 億人。支撐日本制造業(yè)的生產(chǎn)廠家的高技術(shù)能力隨著貢獻(xiàn)消除水不足，正在席卷世界市場。三菱人造絲與日東電工也在去年攜手，以“膜”合作的互相補(bǔ)充等尋求競爭力的強(qiáng)化?？蓸符愐按?microscience 月與親手培育工業(yè)用超純水設(shè)備的合作，開始組合可樂麗膜年銷技術(shù)和野村設(shè)備技術(shù)的排水回收再生事業(yè)。除去比海水鹽分更大的病毒和雜菌的“納米過濾（NF）膜”和“限外過濾（UF）膜”等的需求也正在擴(kuò)大，日本 產(chǎn)品很受歡迎。受水資源恩惠的日本雖然開始晚了，但在 80年代使用超純水的半導(dǎo)體制造用的需求擴(kuò)大，使生產(chǎn)正式化，積蓄了技術(shù)。原來，RO 膜的開發(fā)在RO成左右，由于原油貴，其差正在擴(kuò)大。而且，設(shè)備費(fèi)用是蒸發(fā)法的大約一半，而淡水化率為4 倍，能源消費(fèi) 量為五分之一。與滌綸非織造布等粘貼使用，以提高強(qiáng)度，是對將膜在內(nèi)部卷成傘狀的管 子用高壓通水，分離成超純水和含雜質(zhì)水的結(jié)構(gòu)。在沙特阿拉伯，2005 RO 微小到年的造水量中，已增長到占 15％。該公司正集420 億日元，在 2015 增長到元以上”。在中東的萬立方米 化裝置 沙特阿拉伯，的裝置也將從來年開始運(yùn)行。在位于地中海沿岸另一方的內(nèi)陸部幾乎沒有水資源的阿爾及利亞，非洲最大的海水淡水 月開始運(yùn)轉(zhuǎn)。日本廠家的優(yōu)勢是以合成 纖維等開發(fā)培育的“膜”技術(shù)應(yīng)用。三、日本積極研發(fā)合成纖維膜海水淡化技術(shù)日本《FujiSankeiBusinessi.》2008 年 5 外海月 23 日報(bào)道，化學(xué)纖維生產(chǎn)廠家致力于海水淡化和排水處理等水處理業(yè)務(wù)。薄膜兩邊壓力和濃度的不同就會引起分離現(xiàn)象的發(fā)生，而且當(dāng)薄膜上小孔的尺寸縮小時，薄膜的有效性和選擇性都會增加，如這種海水淡化技術(shù)中分離薄膜小孔的尺寸還不足幾納米。目前的薄膜分離技術(shù)主要依賴于對薄 膜和薄膜組件的設(shè)計(jì)能力。人和動物體內(nèi)的腸道就可以被視為半滲透的薄膜，科學(xué)家對薄膜分離技術(shù)的早期研究就是利用動物的這些組織來進(jìn)行的。這項(xiàng)研究是由美國內(nèi)政部墾這種淡化海水新技術(shù)利用的是薄膜蒸餾法，處理過程也很簡單，即利用廉價的燃料對鹽 水溶液加熱，迫使水從鹽溶液中蒸發(fā)，純凈的水蒸氣從薄膜上一個納米級的小孔中穿過，然 后在薄膜另一側(cè)的冷卻中凝結(jié)。研究人員表示，目前利用反滲透技術(shù)能夠處理海水的含鹽濃度最高為 %，這種淡化 海水新技術(shù)能出色地處理含鹽濃度超過 %的海水，而且這種新方法只需廉價的低等燃料 提供熱能，并且效能極高。二、美國研制薄膜蒸餾法淡化海水技術(shù)美國新澤西理工學(xué)院薄膜分離技術(shù)領(lǐng)域的一位化學(xué)工程師兼杰出教授研發(fā)出一種突破 性的海水淡化的方法。除了自主設(shè)計(jì)建造的蒸餾淡化工程外，2003 約從法國 Sidem年河北黃驊發(fā)電廠簽公司熱壓縮多效蒸餾海水淡化裝置，將于2004 年，10000m3/d引進(jìn) 2 10000 m3/d 2006 年下半年投入運(yùn)行。該裝置10000 效蒸餾海水淡化工程在山東黃島發(fā)電廠一次試車成功并通過 9 系國內(nèi)第一臺完全自主知識產(chǎn)權(quán)的多效蒸餾海水淡化裝置，裝置的國產(chǎn)化率達(dá) 的建設(shè)完成表明我國已初步掌握大型低溫多效蒸餾海水淡化的成套技術(shù)。2004 年津海水淡化與綜合利用研究所設(shè)計(jì)的 月由國家海洋局天3000 m3/d 的低溫多個多月的運(yùn)行考驗(yàn)。國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所研制的 試m3/d低溫雙效壓汽蒸餾工業(yè)驗(yàn)裝置于 2003 年 3 多效月投入運(yùn)行，并裝瓶銷售。1987 年大港電廠從美國 ESCO 公司引進(jìn)兩套 3000 m3/dMSF 海水淡化裝置，與離子交1994換法結(jié)合，解決鍋爐補(bǔ)給水的供應(yīng)，運(yùn)轉(zhuǎn)至今取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益，自年開始參照引進(jìn)的多級閃蒸海水淡化裝置，開發(fā)生產(chǎn)出日產(chǎn) 1200 m3 淡水的多級閃蒸系統(tǒng)原型中 間試驗(yàn)裝置。80規(guī)模的壓汽蒸餾裝置開發(fā)工作，其研30m3/d 水平30m3/dOTE/VC 淡化裝置。另外，還開展了30000噸/日雙膜法海水淡化工程已完成招標(biāo)合同，建成后將成為國內(nèi)最大的海水淡化同用柴油機(jī)缸套水余熱的閃蒸淡化裝置裝備艦船使用。上世紀(jì) 60 年代原船舶工業(yè)部上海 704 研究所開發(fā)了 級的壓汽蒸餾淡化裝置和利m3/d5000 m3/d年在浙江舟山市嵊山立方米/多個, 以反滲透法為主，已建成最大反NFRO 集成海水淡化的研究。1997 鎮(zhèn)建造了 500 水平。1965 反滲透年代進(jìn)行了中空纖維和卷式年，山東海洋學(xué)院化學(xué)系在國內(nèi)最先進(jìn)行CA 不對稱膜的研究；上世紀(jì) 70RO 膜及元件的研究，并初步工業(yè)化。第三章國內(nèi)外海水淡化技術(shù)及進(jìn)展情況分析第一節(jié)一、海水淡化技術(shù)的主要進(jìn)展中國海水淡化技術(shù)是在政府支持和國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目驅(qū)動下發(fā)展起來的，電滲析、反滲 透和蒸餾法（多級閃蒸、壓氣蒸餾和低溫多效蒸餾）等海水淡化技術(shù)的研究國際海水淡化技術(shù)概況開發(fā)，都取得相當(dāng)大的進(jìn)展。其中預(yù)處理是指在海水進(jìn)入起淡化功能的裝 置之前對其所作的必要處理，如殺除海生物，降低濁度、除掉懸浮物（對反滲透法），或脫 氣（對蒸餾法），添加必要的藥劑等；脫鹽則是通過上列的某一種方法除掉海水中的鹽分，是整個淡化系統(tǒng)的核心部分，這一過程除要求高效脫鹽外，往往需要解決設(shè)備的防腐與防垢 問題，有些工藝中還要求有相應(yīng)的能量回收措施；后處理則是對不同淡化方法的產(chǎn)品水針 對不同的用戶要求所進(jìn)行的水質(zhì)調(diào)控和貯運(yùn)等處理。1Ixm 的平板膜過圖表 8 渤海海水預(yù)處理工藝流程一個大型的海水淡化項(xiàng)目往往是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。來自自然沉降池的海水經(jīng)海水提升泵提升，與來自加藥系統(tǒng)的經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量的絮凝劑在射流器中混合后進(jìn)入機(jī)械反應(yīng)混合絮凝池，絮凝后海水靠液 位差自然流人斜板沉淀池，沉淀后上清液流人中間儲水罐，中間儲水罐海水經(jīng)泵打人一體化膜過濾裝置，出水進(jìn)產(chǎn)品水罐。低溫多效蒸發(fā)器與反滲透裝置的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較在汽源充足的沿?；鹆Πl(fā)電廠，采用低溫多效蒸發(fā)器與反滲透裝置相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是：）進(jìn)料海水過濾加藥預(yù)處理簡單，從而可簡化過濾和加藥系統(tǒng)；）出水水質(zhì)比一級反滲透方式提高了30 倍，若作為電廠的鍋爐補(bǔ)給水可直接進(jìn)入凝結(jié) 水精處理裝置；） 左右，仍不會發(fā)生硫酸鈣結(jié)垢及海水先通過年清洗一次，檢修周期離子陷井的良好犧牲陽極保護(hù)作用，設(shè)備可 ～5 長達(dá) 20 年；）負(fù)荷從110%到 20%變化，可實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)而無須操作人員介入，可靠性好；）運(yùn)行費(fèi)用低，其制水成本比反滲透每噸水低1～ 元。因此集成技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。歐美日等國家和地區(qū)是膜和膜組件的生產(chǎn)大國，如美國 DuPont、Filmtec、日本東 洋紡、東麗公司、日東電工等膜制造商，使膜分離的海水淡化容量占有較高的比重，處理能 力較大，所以這些國家和地區(qū)可以優(yōu)先考慮 RO 法。因此在自然水資源極度短缺的地區(qū)，無論建設(shè)海水淡化廠的資金如何，首先選用的是超大規(guī)模淡化工廠(鑒于歷史原因大多數(shù)采用 源不斷地制造淡水供人們生存、社會發(fā)展。雖然我國目MSF 的最大單機(jī)容量高達(dá)日產(chǎn)幾千對其所選甚少。一般m3 的海水淡化規(guī)模，的規(guī)模較小，一般在日產(chǎn) 1 萬 m33000m3/d 左右。蒸餾法海水淡化的技術(shù)指標(biāo)與其裝置規(guī)模密切相關(guān)，裝置容量越大，其經(jīng)濟(jì)性就越強(qiáng)。需求要素需求要素主要指生產(chǎn)規(guī)模，也就是所需的水量。實(shí)際運(yùn)行中，膜的反清洗也需消耗一定電量。由(當(dāng)量)電耗率和總電耗率得出耗能大小2）從主設(shè)備投資來看RO 最低。由于熱、電的不等價性使常規(guī)性能評價指標(biāo)之間缺乏可比性。下面以總體情況對主要海水淡化方法能耗與投資進(jìn)行比較，見下表。 經(jīng)濟(jì)要素影響海水淡化經(jīng)濟(jì)的因素很多，其中能耗問題是論證經(jīng)濟(jì)可行性最重要的指標(biāo)之一。其中核能淡化最有競爭力：中小型反應(yīng)堆耦合大規(guī)模淡化裝置。值得一提的是，中東地區(qū)也是較早試用大型海水 RO 的地區(qū)，但在今后相當(dāng)長的時期，仍會以MSF為主。如有豐富的天然資源(天然氣、石油等)，能源費(fèi)用很低，則使蒸餾法的運(yùn)行成本降低，具有出口電能的優(yōu)勢。蒸餾淡化廠利用汽輪機(jī)低壓抽汽作為熱源，或者與低溫核能供熱站直接連接。在汽源充足的沿?；痣姀S，鑒于歷史原因一般采用大型蒸餾淡化廠。目前也建立了大型的海水RO淡化廠，他們的預(yù)處理經(jīng)驗(yàn)是值得借鑒的。圖表 6反滲透操作壓力、多極閃蒸氣壓與進(jìn)料海水鹽濃度的關(guān)系海水水質(zhì)的污染程度對蒸餾法不敏感；但對RO 而言，會使 RO壓力和單位電耗率增大，因此大大增加了RO的海水預(yù)處理難度和成本；對于較小的規(guī)模一般也容易處理，而對大型淡化廠則有可能影響到總體的技術(shù)方案。可以看出，與MSF相比，鹽濃度RO的影響較大，MSF幾乎適用于任何鹽濃度的進(jìn)料海水。由于冬季水溫過低，將RO站建造在中國北方的最佳選擇是用發(fā)電廠的冷卻海水作為其供水。低溫海水粘度增大使膜孔收縮，產(chǎn)水量大幅度下降；而水溫過高則加快膜的水解速度，使有機(jī)膜變軟，易于壓實(shí)。如RO適宜溫度為15～25℃；蒸餾法適宜溫度為0～35℃。 環(huán)境要素環(huán)境要素主要包括海水因素、地理位置因素、能源儲備因素等。最佳淡化方法的選擇 究竟選擇哪種淡化方法，還要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境特征和運(yùn)行目標(biāo)，因地制宜，評估這種淡化方法是否最適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。4）高回收率工藝的研究。3）全膜法預(yù)處理工藝的研究。方向分為低壓RO膜和高壓 RO 膜。PX或Aqualyng等新型高效能量回收器可使RO 。RO膜容易受到污染和結(jié)垢的影響（CaCO3，CaSO4，BaSO4），易被氧化劑（Cl2，HClO）氧化而造成損害，因此對進(jìn)入 RO 裝置的水質(zhì)要求較高，預(yù)處理較為嚴(yán)格。 RO具有投資低、能耗低、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，適用于建造各種規(guī)模的海水淡化工程。LTMED能夠使用反應(yīng)堆提供的清潔低品位熱能。新材料包括光滑鋁合金管或鋁合金波紋管制成的傳熱管材和特種混凝土等殼體材料。2）采用新工藝和新材料提高性能。它的特點(diǎn)是對原料海水的預(yù)處理要求不高、過