海水淡化調(diào)研報(bào)告記錄

海水淡化調(diào)研報(bào)告記錄————————————————————————————————————————————————————————————————日期：2海水淡化的概念和意義也會(huì)作為副產(chǎn)品被生產(chǎn)出來(lái)。雖然2/3被水掩蓋，但是97％為無(wú)法飲用的海水，只有不到3％是淡水，其中又有2％封存于極地冰川之中。在僅有的1％淡水中，25％為工業(yè)用水，70％為農(nóng)業(yè)用水，只有很少的一局部可供飲用和其它生活用然在這樣一個(gè)缺水的世界水卻被大量濫用、鋪張和污加區(qū)域分布不均勻致使世界上缺水現(xiàn)象格外普全球淡水危機(jī)日趨嚴(yán)峻。目前世界上100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)缺水，其中28個(gè)國(guó)家被列為嚴(yán)峻缺水的國(guó)家和地區(qū)。推想再20～30年，嚴(yán)峻缺水的國(guó)家和地區(qū)將達(dá)46～52 個(gè)，缺水人口將達(dá)28～33億人。我國(guó)寬闊的北方和沿海地區(qū)水資源嚴(yán)峻缺乏，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)北方缺水區(qū)總面積達(dá)58萬(wàn)平方公里。全國(guó)500多座城市中，有300多座城市缺水，每年缺水量達(dá)58億立方米，這些缺水城市主要集中在華北、沿海和省會(huì)城市、工業(yè)型城市。源緊急是全世界面臨的嚴(yán)峻問題之一，海水淡化是解決這一問題的根本途徑。二、將海水進(jìn)展淡化處理的原理97%,120公里的地方,因此海水淡化成為水源開發(fā)的必定趨勢(shì)。海水淡化就是將海水脫除鹽分變?yōu)榈倪^程。海水水質(zhì)的主要特點(diǎn)是:含鹽量高,35g/L左右腐蝕性大海水中動(dòng)、植物多海水中各種離子組成比例比較穩(wěn)定pH變化小,海水表層pH在811～813范圍內(nèi),而在深層pH則為718左右。3圖表1海水中主要離子成分海水淡化方法分類及其原理依據(jù)分別過程,海水淡化主要包括蒸餾法、膜法、冷凍法和溶劑萃取法等。蒸餾法海水淡,,又可分為多級(jí)閃蒸、多效蒸發(fā)和壓氣蒸餾。膜法海水淡化是以外界能量或化學(xué)勢(shì)差為推動(dòng)力,利用自然或人工合成的高分子薄膜將海水溶液中鹽分和水分別的方法,由推動(dòng)力的來(lái)源可分為電滲析法、反滲透法等。冷凍法海水淡化是將海水冷卻結(jié)晶,再使不含鹽的碎冰晶體分別出并溶化得到淡水的過程。溶劑萃取法海水,然后把水和溶劑分開從而得到淡水的過程。海水淡化的歷史可以追溯到公元3世紀(jì),當(dāng)時(shí)的水手用海綿吸取海水蒸發(fā)出的水蒸氣,然后18世紀(jì)后期。最早的海水,島上的飲用水大局部來(lái)源于海水淡化處理?，F(xiàn)代海水淡化方法的早期爭(zhēng)論開發(fā)中,蒸餾法特別是多級(jí)閃蒸法應(yīng)用最為廣泛。近二十年來(lái)反滲透技術(shù)進(jìn)展速度很快,在海水淡化領(lǐng)域的總?cè)萘恳呀?jīng)接近多級(jí)閃蒸的容量份額。其次節(jié)海水淡化工藝分析多級(jí)閃蒸(MSF)4,,所以熱鹽水進(jìn)入閃蒸室后即成為過熱水而急速地局部汽化,所產(chǎn)生的蒸氣在冷卻水管外壁冷凝為所需淡水,同時(shí)熱鹽水自身的溫度降低。原料海水在進(jìn)入加熱器前作為冷卻水冷凝閃蒸室中的蒸氣,換熱后溫度上升,可以節(jié)約大量能源。多級(jí)閃蒸的整個(gè)設(shè)備由多個(gè)閃蒸室構(gòu)成,每一級(jí)閃蒸室里面可以完成一個(gè)完整凈化過程。熱鹽水依次流經(jīng)假設(shè)干個(gè)壓強(qiáng)漸漸降低的閃蒸室逐級(jí)蒸發(fā)降溫,濃度逐級(jí)增大,直到溫度接近(但高于)自然海水溫度。多級(jí)閃蒸技術(shù)利用熱能和電能,適合于可以利用熱源的場(chǎng)合,通常與火力發(fā)電站聯(lián)合建設(shè)與運(yùn)行。由于其技術(shù)最為成熟,海水結(jié)垢傾向小、設(shè)備簡(jiǎn)潔牢靠、易于大型化、操作彈性大、領(lǐng)域仍屬第一。

,目前多級(jí)閃蒸的總裝機(jī)容量在海水淡化圖表2 多級(jí)閃蒸原理示意圖反滲透RO)用膜將含鹽濃度不同的2種水分開,在含鹽的一側(cè)外加一個(gè)壓力,使之大于膜兩側(cè)的滲透壓力差,迫使水從高濃度溶液中析出并透過膜進(jìn)入低鹽濃度溶液,這就是反滲透原理。反滲透海水淡化系統(tǒng)如以以下圖所示,4個(gè)主要局部構(gòu)成:(1)預(yù)處理;(2)高壓泵;(3)膜組件;(4)后處理。其中,預(yù)處理是對(duì)進(jìn)料海水進(jìn)展處理,通常包括去除懸浮固體,調(diào)整pH,添加臨界隱蔽劑以把握碳酸鈣和硫酸鈣結(jié)垢等,目的都是為了保護(hù)膜。高壓泵用于對(duì)進(jìn)料海水加壓,使之到達(dá)適合于所用5膜和進(jìn)料海水所需要的壓力。膜組件的核心是半透膜,它截留溶解的鹽類,而允許幾乎全部不含鹽的水通過。后處理主要是進(jìn)展穩(wěn)定處理,pH調(diào)整和脫氣處理等。圖表3 反滲透系統(tǒng)流程圖作為膜組件的核心,半透膜的材料不斷更以更好地適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用。最早使用的膜材料是醋酸纖維素,后來(lái)漸漸被其他的醋酸纖維素、聚酰胺和其他聚合物等各種配料或衍生物取代。20世紀(jì)50年月末,勞伯和索里拉金開發(fā)了不對(duì)稱醋酸纖維素膜,將膜材料的進(jìn)展引入了的階(也稱作薄膜復(fù)合膜)2個(gè)連貫的局部:第一局部是與鹽水溶液接觸的表層(截留層打算膜的性能;另一局部是多孔支撐層,支撐上述表層,同時(shí)允許水通過。現(xiàn)在生產(chǎn)中使用的膜絕大局部是不對(duì)稱膜,,同時(shí)背稱材料具有防2種,4種根本構(gòu)型:板框式、管式、卷式和中空纖維式。反滲透工藝中,通過轉(zhuǎn)變膜組件的數(shù)量和組合方式可以到達(dá)不同的效果。目前的工藝主要有單級(jí)、并聯(lián)、截留級(jí)和產(chǎn)品級(jí)。單級(jí)是最簡(jiǎn)潔的組合,只有一個(gè)適當(dāng)容量的膜組件;并聯(lián)是指多個(gè)膜組件并聯(lián)以提高產(chǎn)量,系統(tǒng)的脫鹽率和回收率不轉(zhuǎn)變;截流級(jí)也稱多級(jí)或串聯(lián),從1級(jí)截留2級(jí)的進(jìn)料水,可以提高系統(tǒng)的回收率;產(chǎn)品級(jí)格外適合海水脫鹽,1級(jí)出,2級(jí)出來(lái)的截留水還可與原料海水混合進(jìn)展再處理,提高回收率。反滲透技術(shù)只利用電能,適合于有電源的各種場(chǎng)合。由于具有無(wú)相變、節(jié)約能源、適用于海水和苦咸水淡化等特點(diǎn),近二十年來(lái)反滲透6技術(shù)進(jìn)展速度最快,淡化本錢也降得最快,其在海水淡化領(lǐng)域的總?cè)萘恳呀?jīng)接近多級(jí)閃蒸的容量份額。冷凍法餾法都有難以抑制的弊端，其中蒸餾法會(huì)消耗大量的能源并在儀器里產(chǎn)生大量的鍋垢，而所太陽(yáng)能法目前對(duì)盤式太陽(yáng)能蒸餾器的爭(zhēng)論主要集中于材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽(yáng)能集熱器協(xié)作使用上。與傳統(tǒng)動(dòng)力源和熱源相比，太陽(yáng)能具有安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，將太陽(yáng)能采集與脫鹽工藝兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合是一種可持續(xù)進(jìn)展的海水淡化技術(shù)。太陽(yáng)能海水淡化低溫多效多效蒸發(fā)是讓加熱后的海水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來(lái)的蒸汽效率等。電滲析法該法的技術(shù)關(guān)鍵是型離子交換膜的研制。離子交換膜是0.5-1.0mm 厚度的功能性膜片，按其選擇透過性區(qū)分為正離子交換膜〔陽(yáng)膜〕與負(fù)離子交換膜〔陰膜。電滲析法是將具有選擇透過性的陽(yáng)膜與陰膜交替排列，組成多個(gè)相互獨(dú)立的隔室海水被淡化，而相鄰隔室海水濃縮，淡水與濃縮水得以分別。電滲析法不僅可以淡化海水，也可以作為水質(zhì)處理的段，為污水再利用作出奉獻(xiàn)此這種方法也越來(lái)越多地應(yīng)用于化醫(yī)食品等行業(yè)的濃縮、分別與提純。壓汽蒸餾7現(xiàn)熱能的循環(huán)利用。露點(diǎn)蒸發(fā)法時(shí)回收冷凝去濕的熱量，傳熱效率受混合氣側(cè)的傳熱把握。水電聯(lián)產(chǎn)水電聯(lián)產(chǎn)主要是指海水淡化水和電力聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供。由于海水淡化本錢在很大程度上取決于是當(dāng)前大型海水淡化工程的主要建設(shè)模式。蒸餾法下遇冷形成雨，而雨蒸汽壓縮蒸餾法、多級(jí)閃急蒸餾法等。圖表4 海水淡化方法的分類8圖表 5 三種海水淡化工藝關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)比照表9二、影響海水淡化工藝選擇的因素海水淡化方法比較及其進(jìn)展方向海水淡化的方法有十余種。目前主要方法有多效蒸發(fā)〔ME〔RO〔MSMED、MSFMED開發(fā)后在世界范圍內(nèi)快速得到了較廣泛的ROMSF的依據(jù)進(jìn)展探討。目前主要淡化方法的技術(shù)原理及應(yīng)用MSF、LT-MED、RO更成為適用于大型化海水淡化技術(shù)的主流。MSF30多年，技術(shù)成熟，運(yùn)行安全性高。LT-MED其特征是將一系列的水平管降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái)并被分成假設(shè)干效組，用確定量的水、生產(chǎn)過程的工藝用水或者大規(guī)模的市政飲用水供水。RO主要應(yīng)用領(lǐng)域有海水和苦咸水淡化，純水和超純水制備，工業(yè)用水處理，飲用水凈化，醫(yī)藥、化工和食品等工業(yè)料液處理和濃縮，以及廢水處理等。主要淡化方法的比較及進(jìn)展方向MSFMSF具有工藝成熟，維護(hù)量較小，運(yùn)行牢靠，對(duì)原水預(yù)處理要求低和使用壽命長(zhǎng)，出水品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。MSF11左右，造成更大的能量消MSFLT-MED本錢高。MSF海水淡化技術(shù)表達(dá)如下的進(jìn)展方向：10過程的改進(jìn)盡可能削減熱交換面積，提高熱交換量等。成功實(shí)現(xiàn)大型MSF裝置。依據(jù)LeonAwerbuch 阿布扎比特廠(Shuwaihat)，其單套裝置的設(shè)計(jì)規(guī)模為76000m3/d。

(Abu Dhabi)承受材料和管路優(yōu)化設(shè)計(jì)提高效率。WDI公司承受效率高達(dá)95%的蒸汽壓縮設(shè)備、帶溝槽的薄鈦管作為傳熱材料、特種混凝土作為蒸發(fā)器的殼體，顯著地降低造水本錢。LT-MEDLT-MED是20世紀(jì)80 年月開發(fā)出來(lái)的技術(shù)。它的特點(diǎn)是對(duì)原料海水的預(yù)處理要求不(鹽度<5mg/L)。另外，該技術(shù)削減制水本錢的潛力很大，其造水比高，可超過15。LT-MED海水淡化技術(shù)進(jìn)展方向如下：1〕裝置規(guī)模的大型化和超大型化。美國(guó)的南加州正在打算建設(shè)日產(chǎn)淡水 28400m3的LT-MED淡化工程，其淡扮裝置的總效數(shù)為30，造水比22，共有535個(gè)一樣的管束。2〕承受工藝和材料提高性能。對(duì)熱過程的改進(jìn)(即工藝)承受 包括光滑鋁合金管或鋁合金波浪管制成的傳熱管材和特種混凝土等殼體材料。與核能等能源的結(jié)合。LT-MED能夠使用反響堆供給的清潔低品位熱能。假設(shè)能解決結(jié)垢問題，LT-MED30。RO0.50～0.70美元/m3淡化之間，這還取決于能源本錢。RO〔CaCOCaSOBaSO4〔ClHClO〕氧化而造成損害，因此對(duì)進(jìn)入RO裝置的水質(zhì)要求較高，預(yù)處理較為嚴(yán)格。RO海水淡化技術(shù)最爭(zhēng)論動(dòng)態(tài)包括以下幾方面：PXAqualyng等型高效能量回收器可使RO 淡化過程本體電耗大約在2.6kWh/m3淡水。RORO膜。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(duì)較多，而低壓膜主要用于苦咸水淡化過程。MF、UFNF預(yù)處理方法的RO膜組件的清洗次數(shù)，使操作過程更加環(huán)境友好。11高回收率工藝的爭(zhēng)論。BCS(brineconversionsystem)系統(tǒng)承受SWRO-級(jí)濃縮水作進(jìn)5.8%～8.7%)8.0～10.0MPa60%。最正確淡化方法的選擇濟(jì)要素、需求要素、技術(shù)要素等。環(huán)境要素環(huán)境要素主要包括海水因素、地理位置因素、能源貯存因素等。海水因素每種淡化方法對(duì)海水溫度的適應(yīng)性不同。如RO適宜溫度為15～25℃；蒸餾法適宜溫度為RO變化大的海疆(525℃，明顯不利于RO過程，而選擇蒸餾法比較適合。由于冬季水溫過低，將RO站建筑在中國(guó)北方的最正確選擇是用發(fā)電廠的冷卻海水作為其供水。以以下圖譜反映了進(jìn)料海水鹽濃度對(duì)RO\MSF的影響?？梢钥闯?，與MSF相比，鹽濃度ROKarelin100g/L。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12海水水質(zhì)的污染程度對(duì)蒸餾法不敏感；但對(duì)RO而言，會(huì)使RO壓力和單位電耗率增大，

(夏天高、高菌藻、高石油污染和高鹽度 40000mg/L)，對(duì)RO是不利所RO淡化廠，他們的預(yù)處理閱歷是值得借鑒的。地理位置因素RORO用發(fā)電廠的冷卻海水作為其供水。在汽源充分的沿?；痣姀S，鑒于歷史緣由一般承受大型蒸餾淡化廠。能源貯存因素MSF或MED需要汽和電作為能源；RO只需要電作為能源。蒸餾淡化廠利用汽輪機(jī)低壓抽那么選擇RO是具有吸引力的，由于其初始本錢低、簡(jiǎn)潔維護(hù)且運(yùn)行方法簡(jiǎn)潔。如有豐富的自然這也是中東地區(qū)對(duì)MSF尤其熱衷的緣由之一。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(zhǎng)的時(shí)期，仍會(huì)以MSF為主。除自然氣、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(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芤约吧锬艿?。其中在MSF鹽水加熱器中加熱鹽水，或?yàn)镸ED供給首效加熱蒸汽，即可實(shí)現(xiàn)與MSFME的耦合；利用核能發(fā)電為RO供給電能，即可實(shí)現(xiàn)與RO的成功耦合。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。海水淡化技術(shù)工藝的不同，需消耗不同形式的能量。下面以總體狀況對(duì)主要海水淡化方法能耗與投資進(jìn)展比較，見下表。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13MSF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。由于熱、電的不等價(jià)性使常規(guī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)之間缺乏可比性。為此建立了以電量為基準(zhǔn)的統(tǒng)一的性能評(píng)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

(當(dāng)量電耗量)，以單位淡水產(chǎn)量的如表 1和總電耗率得出耗能大小

(當(dāng)量)電耗率指標(biāo)進(jìn)展性能評(píng)價(jià)，所示。由(當(dāng)量)電耗率從主設(shè)備投資來(lái)看RO最低。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。實(shí)際運(yùn)行中，膜的反清洗也需消耗確定電量。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。需求要素14需求要素主要指生產(chǎn)規(guī)模，也就是所需的水量。可謂是確定最正確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)。蒸餾法海水淡化的技術(shù)指標(biāo)與其裝置規(guī)模親熱相關(guān)，裝置容量越大，其經(jīng)濟(jì)性就越強(qiáng)。MSF的最大單機(jī)容量高達(dá)日產(chǎn)幾千對(duì)其所選甚少。LT-MED以下，單機(jī)生產(chǎn)力在前

主要適合于大型和超大型淡扮裝置，目前MSF50000m3/d。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(wàn) m33000m3/d左右。RO 法無(wú)論大型、中型或小型都適用。雖然我國(guó)目在必行。因此在自然水資源極度短缺的地區(qū)，無(wú)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(鑒于歷史緣由大多數(shù)承受源不斷地制造淡水供人們生存、社會(huì)進(jìn)展。

MSF)來(lái)源技術(shù)要素RO法為了持續(xù)牢靠地進(jìn)展水生產(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。歐美日等國(guó)家和地區(qū)是膜和膜組件的生產(chǎn)大國(guó)，如美國(guó)DuPont、Filmtec、日本東洋紡、東麗公司、日東電工等膜制造商，使膜分別的海水淡化容量占有較高的比重，處理力氣RO法。另外，海水淡化迫切需要承受技術(shù)、工藝來(lái)進(jìn)一步降低淡化本錢、使能量和水符合匹配要求。因此集成技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。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。低溫多效蒸發(fā)器與反滲透裝置的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較在汽源充分的沿?；鹆Πl(fā)電廠，承受低溫多效蒸發(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(jiǎn)潔，從而可簡(jiǎn)化過濾和加藥系統(tǒng)；〕出水水質(zhì)比一級(jí)反滲透方式提高了30倍，假設(shè)作為電廠的鍋爐補(bǔ)給水可直接進(jìn)入分散水精處理裝置；〕由于低溫減壓蒸餾海水濃縮倍率為1.7左右，仍不會(huì)發(fā)生硫酸鈣結(jié)垢及海水先通過離子陷井的良好犧牲陽(yáng)極保護(hù)作用，設(shè)備可1.5～5 年清洗一次，檢修周期15長(zhǎng)達(dá) 20 年；〕負(fù)荷從110%到20%變化，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整而無(wú)須操作人員介入，牢靠性好；〕運(yùn)行費(fèi)用低，其制水本錢比反滲透每噸水低1～1.5元。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)行狀況，在原有工藝的根底上加以改進(jìn)，承受“混凝+澄清+砂濾 + 微濾”的預(yù)處理工藝。來(lái)自自然沉降池的海水經(jīng)海水提升泵提升，與來(lái)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)械反響混合絮凝池，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(chǔ)水罐，中間儲(chǔ)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。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。

1Ixm 的平板膜過圖表8 渤海海水預(yù)處理工藝流程一個(gè)大型的海水淡化工程往往是一個(gè)格外簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)工程。就主要工藝過程來(lái)說，包括海水預(yù)處理、淡化〔脫鹽、淡化水后處理等。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(duì)其所作的必要處理，如殺除海生物，降低濁度、除掉懸浮物〔對(duì)反滲透法〔對(duì)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(gè)淡化系統(tǒng)的核心局部，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(duì)不同淡化方法的產(chǎn)品水針對(duì)不同的用戶要求所進(jìn)16行的水質(zhì)調(diào)控和貯運(yùn)等處理。海水淡化過程無(wú)論承受哪種淡化方法，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。17第三章 國(guó)內(nèi)外海水淡化技術(shù)及進(jìn)展?fàn)顩r分析一、海水淡化技術(shù)的主要進(jìn)展

國(guó)際海水淡化技術(shù)概況中國(guó)海水淡化技術(shù)是在政府支持和國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)工程驅(qū)動(dòng)下進(jìn)展起來(lái)的，電滲析、反滲〔多級(jí)閃蒸、壓氣蒸餾和低溫多效蒸餾等海水淡化技術(shù)的爭(zhēng)論開發(fā)，都取得相當(dāng)大的進(jìn)展。1958究，1967－1969年國(guó)家科委和國(guó)家海洋

年首先開展電滲析海水淡化的研局共同組織了全國(guó)海水淡化會(huì)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爭(zhēng)論，為海水淡化事業(yè)的進(jìn)展奠定了根底。1965反滲透

年，山東海洋學(xué)院化學(xué)系在國(guó)內(nèi)最先進(jìn)展CA不對(duì)稱膜的爭(zhēng)論；上世紀(jì) 70RO膜及元件的爭(zhēng)論，并初步工業(yè)化?！捌呶濉币詠?lái)，反滲透海水淡化技術(shù)的開發(fā)爭(zhēng)論始終列入國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)工程，“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。1997鎮(zhèn)建筑了 500

年在浙江舟山市嵊山立方米/5.5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)水平。目前我國(guó)已建和在建的海水淡扮裝置滲透

10 多個(gè), 以反滲透法為主，已建成最大反海水淡化工程為浙江玉環(huán)電廠

5000m3/d

NF-RO集成海水淡化的爭(zhēng)論。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(guó)內(nèi)最大的海水淡化同類工程。上世紀(jì) 60年月原船舶工業(yè)部上海 704爭(zhēng)論所開發(fā)了級(jí)的壓汽蒸餾淡扮裝置和利

5 m3/d用柴油機(jī)缸套水余熱的閃蒸淡扮裝置裝備艦船使用。持了

70 年月-80年月初，天津市科委支日產(chǎn)淡水百噸級(jí)的多級(jí)閃蒸中試爭(zhēng)論，取得確定的設(shè)計(jì)參數(shù)和閱歷。80 年月以后，國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用爭(zhēng)論所進(jìn)展了 30m3/d 規(guī)模的壓汽蒸餾裝置開發(fā)工作，其研18究?jī)?nèi)容包括 30m3/d豎管常壓壓汽蒸餾裝置和

30m3/d水平管負(fù)壓壓汽蒸餾裝置〔操作溫度 72以及題為后期

30m3/dOTE/VC 爭(zhēng)論積存了豐富的閱歷，對(duì)于我國(guó)蒸餾法海水淡化技術(shù)的進(jìn)展起到了重要的推動(dòng)作用。1987 年大港電廠從美國(guó)ESCO 公司引進(jìn)兩套 3000 m3/dMSF海水淡扮裝置，與離子交換法結(jié)合，解決鍋爐補(bǔ)給水的供給，運(yùn)轉(zhuǎn)至今取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，自年開

1994始參照引進(jìn)的多級(jí)閃蒸海水淡扮裝置，開發(fā)生產(chǎn)出日產(chǎn)1200m3淡水的多級(jí)閃蒸系統(tǒng)原型中間試驗(yàn)裝置。1998s/cm 之間,產(chǎn)水量最大約m3/h，尚需進(jìn)一步進(jìn)展改進(jìn)工作。

年完成安裝，此設(shè)備出水電導(dǎo)率在2.7～7μ45國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用爭(zhēng)論所研制的試

60m3/d 低溫雙效壓汽蒸餾工業(yè)驗(yàn)裝置于2023 年 多效

月投入運(yùn)行，并裝瓶銷售。此舉不僅解決了海水淡扮裝置從單效變的效間接口問題，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)根底。2023年津海水淡化與綜合利用爭(zhēng)論所設(shè)計(jì)的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 系

/冷凝的傳熱系數(shù)和污6 月由國(guó)家海洋局天3000m3/d的低溫多個(gè)多月的運(yùn)行考驗(yàn)。該裝置國(guó)內(nèi)第一臺(tái)完全自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的多效蒸餾海水淡扮裝置，裝置的國(guó)產(chǎn)化率達(dá) 99%。該裝置的建設(shè)完成說明我國(guó)已初步把握大型低溫多效蒸餾海水淡化的成套技術(shù)。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)。

10000除了自主設(shè)計(jì)建筑的蒸餾淡化工程外，2023約從法國(guó) 引進(jìn) 210000m3/d2023

年河北黃驊發(fā)電廠簽公司熱壓縮多效蒸餾海水淡扮裝置，將于2023 年，天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)簽約從美國(guó)WEIR 熱能公司引進(jìn)低溫多效裝置，打算于 2023

10000 m3/d年底投入運(yùn)行。二、美國(guó)研制薄膜蒸餾法淡化海水技術(shù)美國(guó)澤西理工學(xué)院薄膜分別技術(shù)領(lǐng)域的一位化學(xué)工程師兼精彩教授研發(fā)出一種突破性的海水淡化的方法。這位化學(xué)工程師在薄膜分別領(lǐng)域已經(jīng)擁有了 20 多項(xiàng)專他表示，利用這種海水淡化技術(shù)，可以將含鹽濃度高的海水進(jìn)展淡化。這項(xiàng)爭(zhēng)論是由美國(guó)內(nèi)政部墾19務(wù)局供給資金支持的。爭(zhēng)論人員表示，目前利用反滲透技術(shù)能夠處理海水的含鹽濃度最高為5.5%，這種淡化5.5供給熱能，并且效能極高。這種淡化海水技術(shù)利用的是薄膜蒸餾法，處理過程也很簡(jiǎn)潔，即利用廉價(jià)的燃料對(duì)鹽水溶液加熱，迫使水從鹽溶液中蒸發(fā)，純潔的水蒸氣從薄膜上一個(gè)納米級(jí)的小孔中穿過，然后在薄膜另一側(cè)的冷卻中分散。爭(zhēng)論人員表示，薄膜分別技術(shù)的根本原理已經(jīng)是眾所周知。人和動(dòng)物體內(nèi)的腸道就可以被視為半滲透的薄膜，科學(xué)家對(duì)薄膜分別技術(shù)的早期爭(zhēng)論就是利用動(dòng)物的這些組織來(lái)進(jìn)展的。薄膜分別技術(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(lái)進(jìn)展分別、凈化和濃縮液體溶液或是氣體。目前的薄膜分別技術(shù)主要依靠于對(duì)薄膜和薄膜組件的設(shè)計(jì)力氣。其中薄膜上小孔的尺寸是重點(diǎn)考慮的因素，它將打算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)。尺寸縮小時(shí)，薄膜的有效性和選擇性都會(huì)增加，如這種海水淡化技術(shù)中分別薄膜小孔的尺寸還缺乏幾納米。爭(zhēng)論人員表示，這種淡化海水的技術(shù)在將來(lái)有寬闊的應(yīng)用前景，如通過淡化海水來(lái)凈化出適合飲用的水有寬闊的用戶，并刺激經(jīng)濟(jì)進(jìn)展。三、日本樂觀研發(fā)合成纖維膜海水淡化技術(shù)20235外海

月 23 日?qǐng)?bào)道，化學(xué)纖維生產(chǎn)廠家致力于海而苦惱，加上生活水平的提高和環(huán)境意識(shí)的高漲，推想相關(guān)市場(chǎng)急劇擴(kuò)大。日本廠家的優(yōu)勢(shì)是以合成纖維等開發(fā)培育的“膜”技術(shù)應(yīng)用。跳出“只有水”意識(shí)留傳的日本，在世界尋求業(yè)務(wù)時(shí)機(jī)。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扮裝置沙特阿拉伯，

120萬(wàn)立方米。在中東的15萬(wàn)立方米20的裝置也將從來(lái)年開頭運(yùn)行。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〔 RO〕膜”。該公司正集中精力使“水處理事業(yè)的銷售額從2023 1000 億日

420億日元，在2023年度增長(zhǎng)到元以上”。在所謂“水比油貴”的中東各國(guó)，迄今，是燃燒豐富的石油使海水蒸發(fā)分別鹽分的“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。在沙特阿拉伯，2023RO微小到

年的造水量中，已增長(zhǎng)到占 15％。膜以將類似于尼龍的合成物質(zhì)可以伸展到0.2微米薄度的超微細(xì)孔除去離子等分子級(jí)的雜質(zhì)。與滌綸非織造布等粘貼使用，以提高強(qiáng)度，是對(duì)將膜在內(nèi)部卷成傘狀的管子用高壓通水，分別成超純水和含雜質(zhì)水的構(gòu)造。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)。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。每單位的淡水化費(fèi)用廉價(jià) 2 成左右，由于原油貴，其差正在擴(kuò)大。日本廠家驕傲在 份額。原來(lái)， RO膜的開發(fā)在 60

7年月

成的壓倒美國(guó)作為國(guó)策先行，杜邦公司等始終在進(jìn)展。受水資源恩惠的日本雖然開頭晚了，但在80年月使用超純水的半導(dǎo)體制造用的需求擴(kuò)大，使生產(chǎn)正式化，積蓄了技術(shù)。在海外，不僅是海水，處理生活排水確保飲用水的動(dòng)向活潑化。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)品很受歡送。進(jìn)而，在日本生產(chǎn)廠家之間，以合作的相乘效果對(duì)技術(shù)精益求精，增加優(yōu)化?？蓸符愐按?microscience

勢(shì)的動(dòng)向活潑2 月與親自培育工業(yè)用超純水設(shè)備的合作，開頭組合可樂麗膜技術(shù)和野村設(shè)備技術(shù)的排水回收再生事業(yè)?？蓸符惖囊撂傥拇笊玳L(zhǎng)期盼“預(yù)定 2023 年銷售額從150 億日元提高到 200 億日元，以最快的增長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)”。三菱人造絲與日東電工也在去年攜手，以“膜”合作的相互補(bǔ)充等尋求競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)化。三菱將水處理事業(yè)置于與承受碳纖維的汽車相關(guān)事業(yè)等并駕齊驅(qū)的下一代核心事21業(yè)，鐮原正直社長(zhǎng)稱，努力“推動(dòng)合作，擴(kuò)大向亞洲和歐洲等的事業(yè)開放”。支撐日本制造業(yè)的生產(chǎn)廠家的高技術(shù)力氣隨著奉獻(xiàn)消退水缺乏，正在席卷世界市場(chǎng)。世界嚴(yán)峻的水缺乏正在進(jìn)展，2023年

1240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(huì)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)峻問題。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

6524億人，得億人。據(jù)世界衛(wèi)生組織〔1天必要的 水的疾病而死亡的人數(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缺乏的王牌。

升水，11億人要強(qiáng)行 30 分鐘以上的徒步跋涉。由于關(guān)于340 萬(wàn)人，其幾乎都是兒童。97％是海水，淡水只有30.01％。海水淡水化是消退水聯(lián)合國(guó)提出了到2023飲料水的人的比例把握在半數(shù)的方針。

年將不能利用安全28日在橫濱市召開的第 4 屆非洲開發(fā)會(huì)議〔TICADIV〕上也推想，確保為提高貧困階層生活水平的飲料水將成為主要議題，政府說明白技術(shù)合作救濟(jì)的方針。的價(jià)格高漲。國(guó)內(nèi)也產(chǎn)生了黃油缺乏等，世界的水缺乏對(duì)于日本人的生活來(lái)說也不是沒有關(guān)系。要求日本在技術(shù)和資金方面做出進(jìn)一步的奉獻(xiàn)。四、德國(guó)海水淡化技術(shù)取得成就世界著名的泵閥制造商德國(guó)KSB 集團(tuán)，最近推出了一種用于逆滲透海水淡化過程的技術(shù)。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。

”的技術(shù)在海水淡化工程方面，使用純機(jī)械脫鹽方式、無(wú)需依靠發(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(lái)越重要。 KSB研制的技術(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，由此避開了損耗，到達(dá)降低每立方米淡化海水的單位能源消耗目的。22德國(guó)KSB三大泵閥制造公司之一，目前在我國(guó)上海和大連也建有生產(chǎn)基地

集團(tuán)是全球,已成為中國(guó)泵閥市場(chǎng)的一個(gè)主要廠家。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供給這種全套解決方案的廠商，并已在埃及和馬耳他等國(guó)安裝使用，有著極佳的表現(xiàn)。其次節(jié)、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集中。水的集中同樣是從自由能高的地方向自由能低的地方移動(dòng)，假設(shè)考慮到溶質(zhì)的話，水是從溶質(zhì)濃度低的地方向溶質(zhì)濃度高的地方流淌。更準(zhǔn)確一點(diǎn)說，是從蒸汽壓高的地方集中到蒸汽壓低的地方。被半透膜所隔開的象，

2 種液體,當(dāng)處于一樣的壓強(qiáng)時(shí)純?nèi)軇┩ㄟ^半透膜而進(jìn)入溶液的現(xiàn)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。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。、反滲透當(dāng)純水和鹽水被抱負(fù)半透膜隔開，抱負(fù)半透膜只允許水通過而阻擋鹽通過，此時(shí)膜純水側(cè)的水會(huì)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，假設(shè)在膜的鹽水側(cè)施加壓力，那么水的自發(fā)流淌將受到抑制而減慢，當(dāng)施加的壓力到達(dá)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(huì)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〕處理的根本原理。RO〔ReverseOsmosis〕反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動(dòng)力的膜分別過濾技術(shù)，源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年月宇航科技的爭(zhēng)論，后漸漸轉(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。23RO 下， H2O 分子可以通過

納米10-9米R(shí)O 膜，而源水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無(wú)法通過 RO膜，從而使可以透過的純水和無(wú)法透過的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來(lái)。一般性的自來(lái)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到達(dá) 97%以上。

年內(nèi)運(yùn)行能保證對(duì)出水電導(dǎo)要求比較高的，可以承受再經(jīng)過簡(jiǎn)潔的處理，水電導(dǎo)能小于1μs/cm〕

2 級(jí)反滲透，,符合國(guó)家試驗(yàn)室三級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)過原子級(jí)離子交換柱循環(huán)過濾，出水電阻率可以到達(dá)18.2M，超過國(guó)家試驗(yàn)室一級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)GB6682—92。目前的主要困難是研制價(jià)格廉價(jià)、穩(wěn)定、長(zhǎng)期受壓無(wú)損的反滲透膜 。中國(guó)從 21世紀(jì)初開頭把握自主反滲透膜生產(chǎn)技術(shù)，在國(guó)家的大力支持下，將該打算列入國(guó)家計(jì)委高技術(shù)產(chǎn)子公司——杭州北斗星膜制品擔(dān)當(dāng)并研發(fā)成功。目前反滲透膜市場(chǎng)膜，國(guó)產(chǎn)膜只占據(jù)了 5%左右的市場(chǎng)，中國(guó)的反滲透技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。二、反滲透膜法海水淡化技術(shù)的進(jìn)展歷程

95％為進(jìn)口海水淡化是從海水中獵取淡水的技術(shù)和過程。早在 50 年月，為解決“水的危機(jī)”，美國(guó)52年起專設(shè)鹽水局，74 年后轉(zhuǎn)為資源技術(shù)不斷推動(dòng)水資源和脫鹽的技術(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

1953 年據(jù)膜和通產(chǎn)省下設(shè)造水促進(jìn)中心，特地爭(zhēng)論節(jié)能的脫鹽技術(shù)，歐洲則在尤里卡等打算下推動(dòng)海水淡化的進(jìn)展，它們也都以膜法為重點(diǎn)。經(jīng)過近和產(chǎn)業(yè)化，SWRO 自70代進(jìn)入海水淡化市場(chǎng)之后，進(jìn)展格外快速。RO件已相當(dāng)成熟，組件脫鹽率可高達(dá)

年用膜和組99.5％以上，有約來(lái)，功交換器和壓

20 年的閱歷積存， SWRO工藝過程也漸漸成熟，近年力交換器的開發(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(jià)的方法，進(jìn)一步增加了24

90%以上 [3] ，從而使SWRO 的本淡水以下，成為從海水制取SWRO的競(jìng)爭(zhēng)力。近幾年來(lái)，在國(guó)際海水淡化招標(biāo)中， SWRO 以投資最低，能耗最省，本錢最低，建筑周期短等優(yōu)勢(shì)而屢屢中標(biāo)。 創(chuàng)性開拓是分不開的。

所以能如此成功，與其在膜、組器、設(shè)備和工藝等方面的三、反滲透膜法海水淡化技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)進(jìn)展〔一〕反滲透膜的進(jìn)步在反滲透膜進(jìn)展的歷史中，不對(duì)稱膜和復(fù)合股的研發(fā)是創(chuàng)的兩個(gè)范例。不對(duì)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(duì)稱醋CA〕反滲透膜，其創(chuàng)在于，以往的膜皆為均相致密膜〔約 極底，

n 厚，傳質(zhì)速度無(wú)有用價(jià)值，而不對(duì)稱膜僅表皮層是致密的〔約0.2m 厚〕就這一點(diǎn)，是傳質(zhì)速度提高了近個(gè)數(shù)量級(jí)，表1 給出了 1968 年研制的 CA－CTA 膜的性能。目前通用的CA反滲透膜多用于外表水處理，表 2 給出了其根本的膜性能。復(fù)合膜1963年提出了復(fù)合膜〔0.2m厚〕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。2、膜組器技術(shù)的不斷進(jìn)展透器和卷式反滲透元件。中空纖維反滲透器25經(jīng)過多年的爭(zhēng)論開發(fā)，1970DuPont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(guó)化工學(xué)會(huì)獎(jiǎng)。其特點(diǎn)是：一支直徑4英寸的反滲2.6MPa下苦咸水8m3/d以上。卷式反滲透元件同樣地，自1964年提出卷式元件概念，經(jīng)十多年的屢次更換代，卷式元件也于1970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〔特別是復(fù)合膜〕得以急劇擴(kuò)展。10000m2/m3，卷式元件的達(dá)1000m2/m3，雖然后者堆砌密度低些，但對(duì)進(jìn)水預(yù)處理的要求不像中空纖維組件那么DuPont公司的芳族聚酸胺的〔B－106845TR，26m3／d〕和日本東洋紡的三醋酸纖維素的〔如HR835512m3／d。Filmtec和Nitto和8英寸的居多〔20m3／d。3、關(guān)鍵設(shè)備的不斷改進(jìn)置，反滲透海水淡化所以能成為有競(jìng)爭(zhēng)力的過程，能量回收裝置的作用功不行沒。收能量，效率約50％；其次代產(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2650％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進(jìn)的903kwh／m3以上。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工藝也不斷地進(jìn)展，主要工藝過程如下：二級(jí)海水淡化工藝1970RO95一98％時(shí)，為了從海水中制取飲10kwh/rn3以上。年月中期以后，RO99.2%以上，這為一級(jí)SWRO制造了條件。海水經(jīng)一級(jí)RO后，產(chǎn)水即為飲用水300－400mg/30—35%。SWRO的操作壓力在5.5MPa8.4MPa60％的回收率，這樣海SWRO廠可承受該工藝。高效兩段法這也是提高回收率的工藝，這是一級(jí)兩段工藝的改進(jìn)，在兩段間設(shè)增壓局部，第一段的濃海水經(jīng)增壓和最終的能量回收局部相結(jié)合進(jìn)入其次段，這也可使回收率達(dá)60％。該工藝不僅適合于建的研件SWRO廠，且可將以前的一級(jí)SWRO廠增設(shè)其次段，變其產(chǎn)量增加一半。另外沙特海水轉(zhuǎn)化公司的研發(fā)中心提出納濾〔NF〕－RO〕一蒸餾的工藝；也有人提SWRO淡化等。四、反滲透膜法海水淡化技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)展、RO脫鹽技術(shù)27SWRORO廣泛用于苦咸水淡化以及純RO市場(chǎng)70—部大開發(fā)中進(jìn)一步發(fā)揮作用。RO預(yù)濃縮技術(shù)在膜下游獲得淡水的同時(shí)，上游料液被濃縮，由于滲透壓的限制，將無(wú)機(jī)鹽和小分子物質(zhì)RO也用于電鍍、礦山、放射、垃圾滲濾等廢水的濃縮處理，水回用或達(dá)標(biāo)排放。RO集成工藝RORO的優(yōu)勢(shì)，承受集成膜過程是格外重要的。如上述的純水和超純水制備、物料的濃縮、海水的全利用等根本上都是RO與其他技術(shù)集成的。RO發(fā)揮了其脫鹽和預(yù)濃縮的作用。納濾膜和工藝都是在RO膜和工藝研發(fā)的根底上形成的，NF膜的孔徑在納米級(jí)，其對(duì)單價(jià)1000生產(chǎn)工藝，開發(fā)工藝過程方面的一項(xiàng)重要技術(shù)。五、膜性能的優(yōu)化對(duì)海水淡化系統(tǒng)的影響1995年初，一種的用于處理苦咸水的芳香聚酰胺復(fù)合膜投入商業(yè)使用[1]，膜的性能取得了顯著的提高。這種的膜材料被命為ESPA，該膜具有格外高的特征水通量〔0.24gfd/psi-nct〕,大約是前一代芳香聚酰胺復(fù)合膜的兩倍，同時(shí)保持2899%。較RO系統(tǒng)相RO系統(tǒng)設(shè)計(jì)作一些修改。RO工藝對(duì)給水壓力的要求為了到達(dá)RO的。這些參數(shù)可分為3量屬于另一類別，是RORO系統(tǒng)中生產(chǎn)出給定的平均水通量所要求的凈驅(qū)動(dòng)壓力NDP。在給定的設(shè)計(jì)條件和運(yùn)行條件下，給水壓力由設(shè)計(jì)平均水通量所要求的NDP打算。NDP與RO系統(tǒng)的平均水通量〔APF〕設(shè)計(jì)值和所選膜型的特征水通量〔SPF〕有以下關(guān)系式：NDF=APF/SPF(1)設(shè)計(jì)給水壓力〔Pf〕等于設(shè)計(jì)平均水通量所需要的NDP、給水/濃水平均滲透壓〔P0RO系統(tǒng)的平均壓降〔Pd〕和產(chǎn)水壓力〔Pp〕之和：Pf=NDP+P0+Pd+Pp(2)在公式〔2〕中，假設(shè)產(chǎn)品水滲透壓可以無(wú)視不計(jì)。由于對(duì)于目前的高脫鹽率膜元件來(lái)說其產(chǎn)水含鹽量大約是給水/濃水平均含鹽量的因此產(chǎn)品水滲透壓可以無(wú)視依據(jù)公可以看出，NDP值和所要求的給水壓力值直接與RO系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平均水通量成正比，與所選膜類型的特征水通量成反比。在傳統(tǒng)的RO系統(tǒng)中，隨著給水/濃水側(cè)滲透壓增加和給水壓力降低，NDP 沿系統(tǒng)下降。給水壓力下降主要是由于在膜元件給水通道中產(chǎn)生摩擦損失〔壓力降〕所致。在這種渦卷式膜元件中壓力降是平均給水流量〔Qfb〕的函數(shù)，并與功率因子〔b〕和給定組件的特征常數(shù)〔A〕有關(guān)。29Pd=A*〔Qfb〕b為了有效地利用系統(tǒng)中的膜面積，RO系統(tǒng)的給水壓力應(yīng)當(dāng)足夠高，從而保證在系統(tǒng)后部的膜元件〔該部位滲透壓最高〕仍有足夠的NDP。圖1給出了一個(gè)二段RO系統(tǒng)的壓力與膜元件位置的關(guān)系，該系統(tǒng)中每個(gè)壓力容器裝有7根膜元件，整個(gè)流程為14根膜元件。用于計(jì)2585%、平均水〕所需的給水壓力依據(jù)公式計(jì)算，并以壓力1277Kpa(185psi)的兩條平行的水平直線表示。ESPARO系統(tǒng)所要求的給水壓力比用CPA2RO系統(tǒng)所需要的給水壓ESPA膜的系統(tǒng)中如按這些系數(shù)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)尾部位置的膜元件的NDP格外低且產(chǎn)水量也極低。為使用CPA2膜元件的RO系統(tǒng)中水通量分布數(shù)據(jù)。水通量分布斜率隨給水溫度變化，溫度越高曲線變得越陡。即使依據(jù)35℃的最高給水溫度計(jì)算時(shí)，CPA2系統(tǒng)CPA2RO系統(tǒng)有明顯不同，由于有較高的特征水通量，沿RO系統(tǒng)的產(chǎn)水量分布曲線會(huì)更陡，位于系統(tǒng)尾部的ESPA膜元件在給水溫度為25℃以上時(shí)產(chǎn)水通量格外低。觸，使大量鹽離子透過膜元件，從而造成產(chǎn)水中含鹽量增加。改進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝有超低壓膜元件的RO系統(tǒng)的產(chǎn)水通量分布可通過改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)而獲得改善。一種方局部關(guān)閉調(diào)整閥，會(huì)提高第一段產(chǎn)水管中的壓力，而產(chǎn)水壓力增加將降低。際結(jié)果是一樣的。第2種設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是避開了因產(chǎn)品水節(jié)流而造成的能量損失。第3種設(shè)30計(jì)方法是在同一系統(tǒng)中使用兩種不同膜元件，將具有較低特征水通量的CPA2膜元件安裝在系統(tǒng)前段位置，這里NDP值最大，在系統(tǒng)后部使用ESPA膜元件以補(bǔ)償NDP的降低。與CPA2不會(huì)明顯提高產(chǎn)品水含鹽量。RO裝置的能耗RO系統(tǒng)的能耗為生水泵能耗、預(yù)處理系統(tǒng)因壓力損失所導(dǎo)致的能耗、關(guān)心設(shè)備能耗、高壓泵能耗及產(chǎn)品水輸送泵能耗之和。高壓泵馬達(dá)能耗占RORO系統(tǒng)所耗〔SPC〕是給水壓力Pf、回收率〔R、泵和馬達(dá)〔E、Em〕效率的函數(shù)。膜產(chǎn)水通量與膜元件所在序位的關(guān)系產(chǎn)水通量與膜元件所在序位的關(guān)系圖表10 在平均產(chǎn)水通量為15 和20gfd時(shí)，不同RO系統(tǒng)中的能耗m%；給水溫度〔℃；55555SPC=K*Pf/(R*Ep*Em)(4)K是單位轉(zhuǎn)換常數(shù)RO裝置的能耗進(jìn)展比照時(shí)，很明顯給水溫度影響能耗。善裝有ESPA膜元件的系統(tǒng)的水通量分布，不會(huì)導(dǎo)致能耗產(chǎn)生明顯變化，承受混合膜元件的系統(tǒng)的能耗，即在一個(gè)裝置中同時(shí)使用ESPA膜元件和CPA2膜元件的能耗位于單獨(dú)使用這兩種的場(chǎng)合供給一種間單的、低費(fèi)用的解決方案，但能耗相對(duì)較高。31改進(jìn)的系統(tǒng)排列在傳統(tǒng)RO系統(tǒng)中壓力容器承受多段排列的方式[2]，前后兩段中壓力容器的數(shù)量比大約為2：1外表的過份濃縮，基于系統(tǒng)本錢的考慮，系統(tǒng)設(shè)計(jì)正轉(zhuǎn)向數(shù)量更少、但長(zhǎng)度更長(zhǎng)的壓力容器，這樣可更多的膜組件串聯(lián)起來(lái)，這種設(shè)計(jì)趨勢(shì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力損失更高。在裝有傳統(tǒng)膜元件的RO系統(tǒng)中，給水通道中的壓力損失僅占總給水壓力的一局部。的ESPA型膜元件有更高的特征水通量，因而在一樣較低的給水壓力下工作，對(duì)于承受ESPA膜元件的系統(tǒng)，其給水-濃水側(cè)壓力損失限制了承受型膜元件所帶來(lái)的潛在節(jié)能可能性。通過轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)以削減流長(zhǎng)度、壓力溶器段數(shù)可削減壓力損失，在圖8中給出了對(duì)應(yīng)不同系統(tǒng)排列速較低。在RO系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)膜元件制造高建議了濃水的最小流速。對(duì)于8直徑的膜組件，最小2.7m3/h(12gpm)。只有少數(shù)排列方式能夠保證這一設(shè)計(jì)值。特別是在比較常用15gfd水通量時(shí)更是如此，增加設(shè)計(jì)平均水通量將提高每個(gè)壓力容器中的濃水流量，因而可CPF。CPF表示在膜外表過量的溶解離子濃度，CPF與產(chǎn)水流量〔Qp〕和平均給水量的比成正比。CPF=exp(A*Qp/Qn)(5)CPF還可依據(jù)單個(gè)膜元件的回收率表示為：CPF=exp[A*2R/(2-R)](6)40〔100cm〕1.218%。在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)操作中，這會(huì)使膜結(jié)垢速度加快。32一、核能海水淡化技術(shù)取得進(jìn)展11個(gè)核電站安裝了化在技術(shù)上已經(jīng)不存在障礙。作為一種技術(shù),核能海水淡化利用核反響堆,在綜合性設(shè)備中將再生電能和海水淡化所用:1.海水淡化消耗電能,而來(lái)自核反響堆的電能不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體;2.,以核能淡化海水同以化石燃料能源淡化海水相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。依據(jù)慣例,核反響堆產(chǎn)生的大局部熱能都鋪張了,將其用在海水淡化上將是最正確選擇。沿海小城市的小型和中型核反響堆也是海水淡化的好選擇,它們可使用熱電聯(lián)產(chǎn)中的渦輪產(chǎn)生的低壓蒸汽和最終冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫海水。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)一項(xiàng)爭(zhēng)論中,將循環(huán)式燃?xì)廨啓C(jī)和4種核能利用方式進(jìn)展比照,覺察核能海水淡化的本錢約為燃?xì)廨啓C(jī)的一半。綜合性核能海水淡扮裝置的可行性已經(jīng)得到了超過150反響堆年的試驗(yàn)證明——這主要,50個(gè),分布,例如日本將淡化后的海水用于冷卻反響堆。但當(dāng)需求降低,將其中的一局部用于啟動(dòng)反滲透技術(shù)海水淡化。二、CECO水電聯(lián)產(chǎn)海水淡化處理技術(shù)10多億人將面臨極度缺水的狀態(tài)。化劑等物質(zhì)，口味相當(dāng)咸澀。海洋面積占地球總外表積3/43%，且大局部被人類卻只能望洋興嘆：假設(shè)海水淡化，該有多好呀！33〔CECO〕已成功地爭(zhēng)論開發(fā)了海水淡化處理發(fā)電系統(tǒng)。此項(xiàng)制造系CECO自行研制開發(fā)的純國(guó)產(chǎn)化技術(shù)設(shè)備，擁有獨(dú)立的學(xué)問產(chǎn)權(quán)，獲國(guó)家制造專利。CECO海水淡化處理發(fā)電綜合系統(tǒng)是利用海水在淡化處理中產(chǎn)生的勢(shì)能帶動(dòng)防碳酸鹽抗0.85元/噸。要2.5億美元。我國(guó)用于抗旱的財(cái)政支出也是巨額的。CECO的這項(xiàng)制造具有有用性和可行性，用海水發(fā)電的同時(shí)生產(chǎn)淡水，無(wú)疑是解決人類缺水困擾的良策。三、CDI 海水淡化技術(shù)簡(jiǎn)析CDI(Capacitivedeionization)(即電容靜電脫鹽)(Flow-throughcapacitor,FTC)及電容充放電原理,開發(fā)的海水淡化技術(shù)。以低電壓直流電對(duì)FTC充電,海水流過電極外表，鹽分即以正負(fù)離子被吸附于負(fù)正電極上,使海水變成淡水。,FTC的無(wú)污染快速再生,CDI海水淡化技術(shù)的最大特點(diǎn)。耗能低，產(chǎn)水率高〔4元〕2.前處理與電極再生均不用化學(xué)品；3.90%以上的水回收率；4.30%以上的電能回收率；5.海鹽分類回收。圖表11 與傳統(tǒng)幾種海水淡化工藝比較表蒸餾法34圖表12 全CDI海水淡化技術(shù)35一、海水淡化技術(shù)在廢水、污水處理中的應(yīng)用系廢水處理存有較多共性技術(shù)，但要特別留意膜對(duì)料液環(huán)境的適用程度。反滲透處理電鍍廢水、放射性廢水己很成熟。上世紀(jì)七十年月開頭用于鍍鎳漂洗廢水處理，此后又用于鍍鉻、鍍銅、鍍鋅、鍍鎘等廢水處理。美國(guó)芝加哥API工藝公司承受B－9芳WattNi漂洗水，廢水含Ni2+650mg/LRO20倍達(dá)至1510——2400mg/LNi2+的回收率＞99％。EDRO的3