【正文】 比 22，共有535個(gè)相同的管束。對熱過程的改進(jìn)(即新工藝)采用 NF技術(shù)。3）與核能等新能源的結(jié)合。4）若能解決結(jié)垢問題，LTMED可向高溫多效蒸餾邁進(jìn)，以獲得更高的造水比，達(dá)30。其突出優(yōu)點(diǎn)就是成本較低，～，這還取決于能源成本。RO 海水淡化技術(shù)最新研究動態(tài)包括以下幾方面：1）功或壓力交換器和段間能量回收集成技術(shù)的研究。2）新型RO膜的研究。由于能量回收器效率不斷提高，高壓膜在海水淡化過程中的應(yīng)用相對較多，而低壓膜主要用于苦咸水淡化過程。全膜法預(yù)處理較好地結(jié)合了MF、UF 和NF預(yù)處理方法的優(yōu)點(diǎn)，有效減少化學(xué)品添加量和RO膜組件的清洗次數(shù)，使操作過程更加環(huán)境友好。BCS(brine conversion system)系統(tǒng)采用SWRO級濃縮水作進(jìn)(%～%)，～，回收率可以達(dá)到60%。一般選擇海水淡化方法的依據(jù)主要包括以下要素：環(huán)境要素、經(jīng)濟(jì)要素、需求要素、技術(shù)要素等。 海水因素每種淡化方法對海水溫度的適應(yīng)性不同。對于RO過程，膜的透水量隨水溫的升高而增高。水溫季節(jié)性節(jié)變化大的海域(如渤海中部，冬、春季均溫為5℃以下，夏季均溫為25℃，顯然不利于RO過程，而選擇蒸餾法比較適合。下圖譜反映了進(jìn)料海水鹽濃度對RO MSF的影響。RO法適用最大鹽濃度是多少這個(gè)問題很少人研究，據(jù)Karelin報(bào)道，最大鹽濃度不應(yīng)超過100g/L。中東地區(qū)的海灣水有“四高”，即：高溫(夏天高達(dá)40℃)、高菌藻、高石油污染和高鹽度(總含鹽量高達(dá)40000mg/L)，對 RO 是不利的，所以中東地區(qū)海水淡化多以MSF為主。 地理位置因素在沒有充足汽源火電廠的海島區(qū)，一般采用RO；如存在發(fā)電廠，則RO用發(fā)電廠的冷卻海水作為其供水。 能源儲備因素MSF或MED需要汽和電作為能源；RO只需要電作為能源。如有足夠的可利用電源，而無需自身發(fā)電，那么選擇RO是具有吸引力的，因?yàn)槠涑跏汲杀镜?、容易維護(hù)且運(yùn)行方法簡單。這也是中東地區(qū)對MSF尤其熱衷的原因之一。除天然氣、液體燃料和化石燃料外，海水淡化的替代型能源主要包括核能、太陽能、風(fēng) 能、地?zé)崮?、海洋能以及生物能等。反?yīng)堆的熱量經(jīng)多回路隔離，在MSF鹽水加熱器中加熱鹽水，或?yàn)?MED提供首效加熱蒸汽，即可實(shí)現(xiàn)與 MSF或 ME 的耦合；利用核能發(fā)電為RO提供電能，即可實(shí)現(xiàn)與RO的成功耦合。海 水淡化技術(shù)工藝的不同，需消耗不同形式的能量。通過下表可以得到以下結(jié)論：圖表 7主要海水淡化方法能耗與投資比較1）MSF 和 MED 系統(tǒng)主要消耗熱能，此外還需要少量電能，而 RO 系統(tǒng)只消耗電能。為此建立了以電量為基準(zhǔn)的統(tǒng)一的性能評價(jià)指標(biāo)體系，它將脫鹽系統(tǒng)所消耗的熱能按實(shí)際技術(shù)水平折算等價(jià)的電量 電耗量)，以單位淡水產(chǎn)量的 如表 1(當(dāng)量(當(dāng)量)電耗率指標(biāo)進(jìn)行性能評價(jià)，所示。但 RO 膜的產(chǎn)水率受海水溫度影響，當(dāng)水溫較低時(shí)必 須設(shè)置海水加熱裝置或者利用熱量，這將大大增加其能量消耗。因此，RO 裝置實(shí)際運(yùn)行能量消耗要大于表所示的數(shù)值?？芍^是確定最佳淡化方法的重要因素之 一：制成飲用水的量(這種飲用水是建成后的工廠要生產(chǎn)的水)。主要適合于大型和超大型淡化裝置，目前 MSF50000m3/d。RO 法無論大型、中型或小型都適用。LTMED 以下，單機(jī)生產(chǎn)力在 前淡化水的接受程度，需求量和裝置規(guī)模都很小，但建設(shè)大型海水淡化裝置和淡化廠勢在必行。MSF)來源 技術(shù)要素RO 法為了持續(xù)可靠地進(jìn)行水生產(chǎn)，需要為大量的耗用品（膜）和化學(xué)品制訂大額的運(yùn) 行預(yù)算。另外，海水淡化迫切需要采用新技術(shù)、新工藝來進(jìn)一步降低淡化成本、使能量和水符合 匹配要求。能源裝置、蒸餾裝置和膜法 RO 裝置相結(jié)合的集成技術(shù) 在不斷優(yōu)化，淡化與發(fā)電、制鹽、產(chǎn)水和提取海洋元素相結(jié)合的過程，甚至核能淡化，都已 得到高度重視。三、海水淡化的預(yù)處理及后處理工藝海水淡化預(yù)處理示范工程實(shí)際運(yùn)行情況，在原有工藝的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，采用“混凝+ 澄清+砂濾 + 微濾”的預(yù)處理工藝。該一體化膜過濾裝置中砂濾出水經(jīng) 濾，再 0．21xm 的中空纖維膜。就主要工藝過程來說，包括 海水預(yù)處理、淡化（脫鹽）、淡化水后處理等。海水淡化過程無論采用哪種淡化方法，都存在著能量的優(yōu)化利用與回收，設(shè)備防垢和防腐，以及濃鹽水的正確排放等問題。1958 究，1967－1969 年國家科委和國家海洋研究，為海水淡化事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?！捌呶濉币詠恚礉B透海年首先開展電滲析海水淡化的研局共同組織了全國海水淡化會戰(zhàn)，同時(shí)開展電滲析、反滲透、蒸餾法等多種海水淡化方法的水淡化技術(shù)的開發(fā)研究一直列入國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，“七五”期間完成了中、低鹽度反滲透 膜和組件的研制，建立了海島苦咸水淡化示范工程；“八五”期間，在中鹽度反滲透膜的研 制方面取得了很大進(jìn)展；“九五”攻關(guān)使新型的聚酰胺復(fù)合膜中試放大成功，結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備引進(jìn)，現(xiàn)已生產(chǎn)聚酰胺復(fù)合膜產(chǎn)品。目前我國已建和在建的海水淡化裝置 滲透海水淡化工程為 浙江玉環(huán)電廠類工程。日反滲透海水淡化示范工程，噸水耗電 度以下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有同等容量的世界先進(jìn)。持了洋局天津海水淡化與綜合利用研究所進(jìn)行了 30 m3/d 究內(nèi)容包括 30 m3/d豎管常壓壓汽蒸餾裝置和 管負(fù)壓壓汽蒸餾裝置（操作溫度 72 ℃）以及 題為后期年代80 年代初，天津市科委支年代以后，國家海 日產(chǎn)淡水百噸級的多級閃蒸中試研究，取得一定的設(shè)計(jì)參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)。以上研究工作取得的成果和過程中遇到的問研究積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對于我國蒸餾法海水淡化技術(shù)的發(fā)展起到了重要的推進(jìn)作用。1998 s/cm 之間,產(chǎn)水量最大約年完成安裝，此設(shè)備出水電導(dǎo)率在 ～7μm3/h，尚需進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)工作。此舉不僅解決了海水淡化裝置從單效變/冷凝的傳熱系數(shù)和污的效間接口問題，而且在工業(yè)規(guī)模上驗(yàn)證了蒸發(fā) 垢系數(shù)[2，3]，為工業(yè)規(guī)模的多效蒸餾裝置的設(shè)計(jì)和制造奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。該裝置99%。另外，m3/d的多效蒸餾示范工程已完成設(shè)計(jì)，近期將開工建設(shè)。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)簽約從美國 WEIR 熱能公司引進(jìn)低溫多效裝置，計(jì)劃于 2005年底投入運(yùn)行。這位化學(xué)工程師在薄膜分離領(lǐng)域已經(jīng)擁有了 務(wù)局提供資金支持的。多項(xiàng)專利，他表示，利用這種海水淡化新技術(shù)，可以將含鹽濃度高的海水進(jìn)行淡化。研究人員表示，薄膜分離技術(shù)的基本原理已經(jīng)是眾所周知。薄膜分離技術(shù)大多應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)、生物工藝學(xué)、化學(xué)、食品、石化、制藥和水處理工 業(yè)領(lǐng)域，來進(jìn)行分離、凈化和濃縮液體溶液或是氣體。其中薄膜上小孔的尺寸是重點(diǎn)考慮的因素，它將決定液體或氣體 中的哪種分子能夠穿過薄膜，特別是在分子從一個(gè)高濃度的環(huán)境流向一個(gè)低濃度的環(huán)境時(shí)。研究人員表示，這種淡化海水的新技術(shù)在未來有廣闊的應(yīng)用前景，如通過淡化海水來凈 化出適合飲用的水有廣大的用戶，并刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的新興國家，許多因?yàn)樗Y源不足而苦惱，加上生活水平的提高和環(huán)境意識的高漲，預(yù)測相關(guān)市場急劇擴(kuò)大。跳出“只有水”意識留傳的日本，在世界尋求業(yè)務(wù)機(jī)會。制造能力高達(dá)每天 20 萬立方米。兩個(gè)裝置訂貨了東麗從使用的海水除去鹽分和雜質(zhì)的“反滲透（中精力使“水處理事業(yè)的銷售額從 2007 的1000 億日RO）膜”。在所謂“水比油貴”的中東各國，迄今，是燃燒豐富的石油使海水蒸發(fā)分離鹽分的“蒸 發(fā)法”為主流，但是，由于原油價(jià)格的高漲等費(fèi)用上升，RO 法在急劇擴(kuò)大。 微米薄度的超微細(xì)孔除去離子等分子級的雜質(zhì)。是比由將膜重疊過濾器的“過濾法”進(jìn)展最高度的水處理技術(shù)。每單位的淡水化費(fèi)用便宜 2 日本廠家自豪在 份額。膜的世界市場占約 7 年代成的壓倒美國作為國策先行，杜邦公司等一直在進(jìn)行。在海外，不僅是海水，處理生活排水確保飲用水的動向活躍化。進(jìn)而，在日本生產(chǎn)廠家之間，以合作的相乘效果對技術(shù)精益求精，增強(qiáng)優(yōu)勢的動向活躍化?？蓸符惖囊撂傥拇笊玳L期待“預(yù)定 2015 售額從 150 億日元提高到200 億日元，以最快的增長實(shí)現(xiàn)”。三菱將水處理事業(yè)置于與采用碳纖維的汽車相關(guān)事業(yè)等并駕齊驅(qū)的下一代核心事業(yè)，鐮原正直社長稱，努力“推進(jìn)合作，擴(kuò)大向亞洲和歐洲等的事業(yè)展開”。世界嚴(yán)重的水不足正在進(jìn)行，2007 年個(gè)國家和地區(qū)的代 月，亞洲太平洋地區(qū)約 40表集中在日本大分縣別府市，在首次召開的“亞洲太平洋水首腦會議”上，提出了在該地區(qū)得不到安全水的人超過 7 億以上的嚴(yán)重問題。據(jù)世界衛(wèi)生組織（進(jìn)而，全世界人口心沒有下排水等衛(wèi)生設(shè)備的人為不到含生活用水在內(nèi)的飲料水的人超過 11WTO）等介紹，為了得1天必要的 20 水的疾病而死亡升水，11 億人要強(qiáng)行 30 分鐘以上的徒步跋涉。97％是海水，淡水只有3％。海水淡水化是消除水的人數(shù)每年達(dá)另一方面，地球上的水約 等形式存在，人類能夠使用的淡水僅僅是 不足的王牌。橫濱市召開的第 4 的飲料水將成為主要議題，政府表明了技術(shù)合作援助的方針。國內(nèi)也產(chǎn)生了黃油缺乏等，世界的水不足對于日本人的生活來說也不是沒有關(guān)系。四、德國海水淡化技術(shù)取得新成就世界著名的泵閥制造商德國 KSB集團(tuán)，最近推出了一種用于逆滲透海水淡化過程的新”的新技術(shù)技術(shù)。在海水淡化工程方面，使用純機(jī)械脫鹽方式、無需依賴發(fā)電廠及其廢熱資源的逆滲透加工廠，在全世界正變得越來越重要。德國 KSB 三大泵閥制造公司之一，目前在我國上海和大連也建有生產(chǎn)基地集團(tuán)是全球，已成為中國泵閥市場的一個(gè)主要廠家。第二節(jié)一、關(guān)于滲透、反滲透的相關(guān)概念、滲透(osmosis)反滲透膜法海水淡化技術(shù)是指水分子以及溶劑通過半透性膜的擴(kuò)散。更準(zhǔn)確一點(diǎn)說，是從蒸汽壓高的地方擴(kuò)散到蒸汽壓低的地方。參透作用不僅發(fā)生于純?nèi)軇┖腿芤褐g，而且還可以在同種不同濃度溶液之間發(fā)生，低濃度的溶液通過半透膜進(jìn)入高濃度的溶液中。、反滲透當(dāng)純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過而阻止鹽通過，此時(shí)膜純水 側(cè)的水會自發(fā)地通過半透膜流入鹽水一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲透，若在膜的鹽水側(cè)施加壓力，那么水的自發(fā)流動將受到抑制而減慢，當(dāng)施加的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，水通過膜的凈流量等 于零，這個(gè)壓力稱為滲透壓力，當(dāng)施加在膜鹽水側(cè)的壓力大于滲透壓力時(shí)，水的流向就會逆轉(zhuǎn)，此時(shí)，鹽水中的水將流入純水側(cè)，上述現(xiàn)象就是水的反滲透（RO）處理的基本原理。RO 下，反滲透膜孔徑小至納米級（1 H2O 分子可以通過納米 =109 米），在一定的壓力RO 膜，而源水中的無機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無法通過 RO 膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來。年內(nèi)運(yùn)行能保證2 ，級反滲透，對出水電導(dǎo)要求比較高的，可以采用 再經(jīng)過簡單的處理，水電導(dǎo)能小于 1μs/cm），超過國家實(shí)驗(yàn)室一級用水標(biāo)準(zhǔn)（GB 6682 —92）。再經(jīng)過原子級離子交換柱循環(huán)過濾，出水電阻率可以達(dá)到目前的主要困難是研制價(jià)格便宜、穩(wěn)定、長期受壓無損的反滲透膜。目前反滲透膜市場 膜，國產(chǎn)膜只占據(jù)了 5%95％為進(jìn)口左右的市場，中國的反滲透技術(shù)還有很長的路要走。早在 50 年代，為解決“水的危機(jī)”，美國52年起專設(shè)鹽水局，74 年后轉(zhuǎn)為資源技術(shù)局，不斷推進(jìn)水資源和脫鹽的技1953 年據(jù)膜和術(shù)進(jìn)步，其中反滲透法海水淡化（SWRO）就是海水界面有一純水層而提出的；73 年日本 化的發(fā)展，它們也都以膜法為重點(diǎn)。RO 件已相當(dāng)成熟，組件脫鹽率可高達(dá)％以上，有約 來，功交換器和壓 通產(chǎn)省下設(shè)造水促進(jìn)中心，專門研究節(jié)能的脫鹽技術(shù)，歐洲則在尤里卡等計(jì)劃下推動海水淡年的研究、開發(fā)年用膜和組年的經(jīng)驗(yàn)積累，SWRO 工藝過程也逐漸成熟，近年90%以上[3]，從而使 SWRO 的本淡水以下，成為從海水制取SWRO 的競爭力。SWRO 創(chuàng)新性開拓是分不開的。不對稱膜Loeb 酸纖維素 和 Sotrirajan 于 1960年制得了世界上第一高股鹽率，高通量，不對稱醋lmrn厚），傳質(zhì)速度CA）反滲透膜，其創(chuàng)新在于，以往的膜皆為均相致密膜（約 0．極底，無實(shí)用價(jià)值，而不對稱膜僅表皮層是致密的（約 厚）就這一點(diǎn)，是傳質(zhì)速度提高了近個(gè)數(shù)量級，表1 給出了 1968 年研制的 CA－CTA 膜的性能。復(fù)合膜不對稱膜在高壓下中間過渡層有壓密現(xiàn)象，使水通量下降，為此在1963年提出了復(fù)合膜的概念，其創(chuàng)新點(diǎn)在子膜的脫鹽層和支撐層分別由優(yōu)選的材料來制備，如脫鹽層（）是芳香族聚酰胺，支撐層是聚砜，這是膜的性能進(jìn)一步提高，表3給出了復(fù)合膜的典型性能。中空纖維反滲透器經(jīng)過多年的研究開發(fā)，1970年美國 DuPont 公司推出B－9型苦咸水脫鹽用中空纖維反滲透器，作為重大化工進(jìn)展而獲得1971年美國化工學(xué)會獎。卷式反滲透元件同樣地，自1964年提出卷式元件概念，經(jīng)十多年的多次更新?lián)Q代，卷式元件也于1970年代中商品化，其構(gòu)思是數(shù)個(gè)膜對繞中心多孔產(chǎn)品水管卷起來，呈筒狀，其中，膜對是由兩張膜（脫鹽層向外）和置于中間的產(chǎn)水流道布組成，除靠中心多孔產(chǎn)品水管的一邊外，其他三邊都用粘合劑密封；使用時(shí)，將其放入壓力容器中，這一構(gòu)型使膜片的使用和生產(chǎn)（特別是復(fù)合膜）得以急劇擴(kuò)展。目前廣泛應(yīng)用的中空纖維組件有DuPont 公司的芳族聚酸胺的（如B－10 型6845TR，產(chǎn)水量約26m3／d）和日本東洋紡的三醋酸纖維素的（如 HR8355，產(chǎn)水量約 12m3／d）。關(guān)鍵設(shè)備的不斷改進(jìn)與此同時(shí)，膜脫鹽用的關(guān)鍵設(shè)備，如高壓泵和能量回收裝置也得到快速的發(fā)展。第一代能量回收裝置是與高壓泵電機(jī)主軸相連的渦輪機(jī)，用脫鹽后的高壓濃海水沖擊來回收能量，效率約50％；第二代產(chǎn)品是水力渦輪增壓器，其優(yōu)點(diǎn)是不必與泵的主軸相連，安裝方面，效率也在50％左右；第三代產(chǎn)品為功或壓力交換器，互接將壓力由濃海水傳給新進(jìn)的海水，效率大于90％，這樣反滲透海水淡化的本體耗電降到3kwh／m3以上。一級海水淡化工藝 1970年代末，特別是1980年代中期以后，%以上，這為一級SWRO創(chuàng)造了條件。高壓一級海水淡化工藝這是近年來，為了進(jìn)一步提高回收率而提出的新工藝之一。高