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海水淡化技术研究新进展和发展趋势

摘要：进入21世纪，由水资源短缺所引发的危机在全球范围内扩散，发达国家纷纷将目光投向海水淡化，大力进展本国的海水淡化产业。在国家的推动下，我国的海水淡化产业得到较快进展，但由于多方面的制约，我国海水淡化产业的进展状况并不容乐观，我国海水淡化产业只有突破瓶颈才能得到较快进展。

关键词:海水淡化闪蒸反渗透超声纳米

水,从来没有像今日这样受到如此广泛的关注。人们已经意识到了水资源的重要性,其市场价值正在快速上升。甚至有人说,21世纪的淡水就犹如20世纪的石油一样,将成为重要的战略资源。在我国,淡水资源形势非常严峻,既患贫,更患不均。尤其是占国土一半以上的北方地区,生产、生活用水短缺问题已严峻影响到国民经济的进展和人民生活的质量。淡水供应的资源性短缺导致地下水连年超采,由此又带来了地面沉降、海水入侵、土地盐碱化等诸多严峻问题。然而尽管我国是缺水大国,但同时也是水资源大国。我们缺少的是适合于生产生活直接使用的淡水。我国拥有超过1.8公里的大陆海岸线。在地球水资源总量中占有97%以上份额的海水资源并没有得到充分利用。现在,海水淡化已经进展成为大规模开拓新水源的成熟技术,也是解决沿海地区缺水问题最有效的措施之一。

1海水淡化概况

现代海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区,但并不局限于该地区。由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域,因而海水淡化技术近20多年快速在世界上很多国家和地区得到

应用。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区,淡化水大约养活世界5%的人口。海水淡化,事实上已经成为世界很多国家解决缺水问题,普遍采纳的一种策略选择,其有效性和牢靠性已经得到越来越广泛的认同。

2海水淡化技术的现状

海水淡化方法有数十种,但目前工业上采纳的主要是多级闪蒸、反渗透、多效蒸发等。其中又以前两种方法为主,它们占到整个淡化市场份额的85%以上。所谓闪蒸,是指肯定温度的海水在压力突然降低的条件下,部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水,依次在多个压力渐渐降低的闪蒸室中进行蒸发,将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡扮装置仍以多级闪蒸方法产量最大,技术最成熟,运行平安性高弹性大,主要与火电站联合建设,适合于大型和超大型淡扮装置,主要在海湾国家采纳。反渗透则是将海水加压,使淡水透过半透膜的淡化方法。该方法适应性宽,无论大中小规模,也无论海水或苦咸水都可选用,是近30年进展最快的海水淡化方法。美洲、欧洲和亚洲的大中型海水淡化厂均以反渗透为首选,在海湾国家也有相当规模的应用。多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发,前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源,并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。除以上三种主要的淡化方法外,压汽蒸馏、电渗析也是比较成熟的海水淡化方法,但一般规模不大。在实际选用中,毕竟哪种方法最好,也不是肯定的,要依据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与平安性等实际条件而定。实际上,一个大型的海水淡化项目往往是一个特别简单的系统工程。就主要工艺过程来说,包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水

进入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理,如杀除海生物,降低浊度、除掉悬浮物(对反渗透法),或脱气(对蒸馏法),添加必要的药剂等;脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分,是整个淡化系统的核心部分,这一过程除要求高效脱盐外,往往需要解决设备的防腐与防垢问题,有些工艺中还要求有相应的能量回收措施;后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮运等处理。

海水淡化过程无论采纳哪种淡化方法,都存在着能量的优化利用与回收,设备防垢和防腐,以及浓盐水的正确排放等问题。

3海水淡化的主要方法

3.1多级闪蒸法

闪蒸是将原料海水加热到肯定温度后引入闪蒸室，闪蒸室内压力低于将要进入的盐水所对应的饱和蒸汽压力，热盐水进入后即为过热水而快速汽化，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。多级闪蒸就是以此为原理，使热盐水依次流经多个温度、压力渐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温生产淡水。

3.2多效蒸馏法

多效蒸馏是使用最早的海水淡化技术，在20世纪60年月前，多效蒸馏始终是最主要的商业化海水淡化技术。其是在单效蒸馏的基础上进展起来的蒸发技术，分低温柔高温多效蒸馏。低温多效蒸馏是指盐水的最高蒸发温度不超过70℃的海水淡化方法，其特征是将一系列的水平管或垂直管与膜蒸发器串联起来，并被分为若干效组，后面一效的压力均低于前面一效，从而后面一效的蒸发温度均低于前面一效，利用前一效内加热海水获得的蒸汽作为热源加热后面一效的海水，从而得到多倍于加热蒸汽量的淡化效果。

4海水淡化技术