海水淡化技术介绍

海水淡化技术介绍（通用8篇）

篇1：海水淡化技术介绍

王滩发电公司海水淡化系统情况介绍

河北大唐国际王滩发电有限责任公司位于唐山市海港开发区境内。海水淡化系统为王滩发电厂配套项目，利用发电厂厂用电以及海水取排水设施生产淡水。生产的淡水用来供应电厂锅炉补给水和烟气湿法脱硫等工业用水。

海水淡化方案采用海水反渗透（SWRO）系统，预处理方案采用自清洗过滤和超滤处理系统。海水反渗透（SWRO）系统的出水一部分进二级反渗透系统处理，满足锅炉补给水系统用水需求，其余部分作为电厂工业用水。海水淡化系统现安装400吨/小时自清洗过滤器3套，120吨/小时超滤装置7套，150吨/小时海水反渗透装置2套，105吨/小时淡水反渗透装置2套，以及配套的清洗、加药装置和程序控制系统。海水淡化系统总投资6000万元，从2005年5月开始土建施工，2005年11月投入生产。王滩发电公司海水淡化工艺在国内首次采用了双膜法，突破了初步设计中的传统工艺方法，达到了一流水平。

通过5年的运行实践来看，超滤膜跨膜压差最高到0.5bar,产水浊度小于1NTU,膜组件产水量满足设计要求,各项性能指标良好。海水淡化超滤系统每套产水量能够满足生产要求，当进水浊度出现波动时，经UF处理的原水水质非常稳定，产水浊度小于1NTU,SDI＜3。海水反渗透系统每套产水量能满足生产要求，系统回收率＞40%，系统脱盐率≥99.2%。二级反渗透系统产水量每套≥105m3/h，系统回收率＞85%，系统脱盐率≥98%。超滤膜、反渗透膜未发生重大缺陷，运行正常，产水量、脱盐率均符合要求。

王滩发电公司海水淡化系统的投入，有效节约了当地紧张的地下水资源，取得了良好的社会效益。随着水资源的日益紧张，水价格必然进一步上涨。应用海水淡化系统在取得社会效益的同时，未来也拥有潜在的巨大经济效益。

篇2：海水淡化技术介绍

访以色列IDE海水淡化技术有限公司总裁Avshalom Felber与北京代表处总经理王双成先生

IDE自1965年成立以来，一直专注于海水淡化领域，是世界海水淡化的先驱者和领导者。四十多年来在40多个国家和地区建立了400多家水厂，它的代表作——以色列阿什克隆、海德拉和索莱克海水淡化工厂这些世界最大的海水淡化水厂在全球反渗透领域具有里程碑的意义。2005年IDE进驻中国市场，并建成中国最大的热法海水淡化工厂——天津北疆电厂海水淡化厂（每日20万立方米），为中国的海水淡化事业添上浓墨重彩的一笔。IDE目前的发展情况如何？面对竞争日益激烈的中国海水淡化市场，IDE怎样从容应对？对于未来，IDE又是如何布局和规划？为此，《水工业市场》杂志采访了以色列IDE海水淡化技术有限公司总裁Avshalom Felber先生与北京代表处总经理王双成先生。

水工业市场：请简单介绍一下天津北疆电厂海水淡化项目一期工程目前的运行状况，二期工程目前的建设情况如何？此外，IDE在中国还取得了哪些业绩？

Avshalom Felber：天津北疆电厂是IDE的低温多效LT-MED技术在中国的首次运用，这其中有很多优势体现在项目中，低温多效最主要的特点之一是高效率、低耗能，北疆电厂的造水比为1吨蒸汽可以制造淡水13-15吨，而通常在同行间一般为1吨蒸汽只能制造淡水7-9吨；吨水耗电量为1度左右，而行业内的吨水耗电量为1-1.5度。北疆电厂海水淡化装置有机地与电厂本身进行整合，电厂的余热蒸汽通过低温多效技术得以调控，达到水电联产。

王双成：天津北疆电厂二期工程基本已经安装结束，马上进入调试阶段，一期项目运行状况良好。从技术层面上看，该工程采用的都是IDE当今最新的技术。从2009年开始运行至今，第一期10万吨/天的淡化装置运行非常良好，第二期10万吨/天的项目在今年下半年也将投入运行，天津国投北疆电厂低温多效淡化项目对推动我国热法海水淡化技术在工业领域里的应用起到一个非常好的示范作用。目前，国家陆续出台了一系列海水淡化的规划政策，相信在天津市政府的引导下，该电厂高纯度的水送出将缓解天津市缺水的困境。

由于国内海水淡化市场处于培育期，除了天津北疆电厂之外，其他一些项目都还在早期准备和招投标阶段，包括电力、化工冶金行业的一些项目。

水工业市场：中国海水淡化市场的现状和趋势如何？IDE在中国的海水淡化市场发展情况如何？随着我国政府对海水淡化产业的重视和支持，众多国内企业纷纷崛起以及国外企业的进入，对IDE在中国的海水淡化市场发展带来怎样的挑战？

王双成：中国是一个严重缺水的国家，开源节流应为缓解缺水问题的唯一举措。为达到这一目的，海水淡化是一种快速、有效的方法，对缓解我国水资源严重紧缺是一个非常有力的补充。在政府的引导下，沿海各地纷纷提出建立海淡水厂的需要，相信在不久的将来海水淡化水将进入千家万户。诚然，这也带来一个新的海水淡化产业的浮现，尽管海水淡化项目各异性极强，不少参差不齐的海淡装置供应商蜂拥而至。就目前而言，我国的海水淡化市场依然在积极的培育期中，诸多项目还不成熟，另一方面，海水淡化市场的需求潜力与淡化装置供应不平衡。按照经济规律，应该在市场需求的策动下决定供求关系，通过政府协调和鼓励，解决水资源短缺应是首要解决的问题，但从实际情况来看，却是一方面国家大力推广海水淡化设备、技术，导致众多海水淡化公司一拥而上；而另一方面由于国家鼓励使用淡化水的政策不到位，导致海水淡化市场依然不成熟抑或在孕育中，供需矛盾突出。

以色列为常年干旱地区，全国每年饮用水需求量7.5亿立方米以上，在过去的10年里，共建有5个海水淡化厂，IDE建造了其中三个世界上最大的海水淡化厂，到2015年，以色列全国将有70%的饮用水来自海水淡化水。以色列政府非常自豪地宣称：“我们将彻底摆脱水短缺的困境！”短短十年以色列解决了中东地区最大的缺水问题，这是一个很好的解决水资源短缺的先例。但在我国却要首先解决市场机制问题，只有在国家相关配套政策的鼓舞下，才能大力开展海水淡化水的应用和市场运行，根据市场需求有机地发展海水淡化行业。

面对主要缺水的矛盾，国内很多人把对解决水资源短缺的海水淡化开发，当成是对海水淡化技术的研发，从而将解决缺水的实际现状滞后，存在“市场冷而供应热”这种衔接不紧密的情况。当前，海水淡化应用市场仍在等待优惠政策推广中，即便技术已成熟，何时才能将价格合理的淡化水与应用市场挂钩，也是一个非常棘手的问题。

在海水淡化市场孕育期，IDE公司十分乐于和国内海水淡化的投资者合作。通过合作，将国际上最先进的技术和经验引进到国内建造的水厂里，使得国际上成功的经验体现在水厂高效的运营和低廉的水价上！

至于竞争，我认为目前国内的海水淡化无论是从设备造价、技术水平还是产水水质上，与国外相比还有相当大的差距，对国际海淡公司而言，要做到技术与市场结合、与国内企业合作，从而达到高技术装备和低水价的理想结合，水价是衡量海水淡化高科技的标准。

随着近几年进入海水淡化行业的企业逐渐增多，相信我国海水淡化市场的潜力很大，但要完善这个机制还需很长一段时间。很多人对海水淡化这个行业并不了解，随着市场的推广，可以使人们逐渐了解海水淡化，投资海水淡化行业，打造解决我国水源不足的另外一个渠道，为海水淡化市场创造一个繁荣的景象。

众所周知，IDE海水淡化技术在世界上处于领头羊地位，IDE愿意联手国内同行为海水淡化行业做出自己的贡献。

水工业市场：热法和膜法脱盐淡化技术是IDE的核心优势，但传统的热法和膜法脱盐都无法避免高能耗的问题，导致海水淡化水的成本很高，IDE在海水淡化工程运行中如何实现节能降耗、降低成本？在中国工程的投建、运营过程中遇到过哪些难题？如何解决？

王双成：良好的热法和膜法技术能耗都不高，任何海水淡化技术都是以消耗能源来制水的。IDE在40多年前就已考虑应该如何降低成本：第一，由于热法的成本中几乎50%来自于能源成本，设备成本仅占水价的47%，因此IDE采用70℃的蒸汽，作为热法装置的驱动力，廉价的能源来源可以减少很大一部分的能源开销；第二，提高造水比，天津北疆电厂的项目1吨高压蒸汽可以生产15吨水，达到世界之最。尽管高压蒸汽的价格较高一些，但相应的高造水比能够抵消蒸汽的价格成本，也从技术上解决了水价成本高的问题，从而使水价降低；第三，膜法技术靠电能驱动，行业内制吨水一般为4度以上的耗电，而IDE的索莱克项目通过专利的能量回收系统、压力中心、在线冲洗技术以及加入自己研制的化学药剂等方法，各种优势优化结合，从而达到世界上海水淡化膜法最先进的技术水平，吨水能耗只有3.4-3.6度电，水价仅57美分/吨左右。可以说，IDE已经走出了低耗能、高产水的路子，而且这些技术随时可以在中国随着海淡项目的推广而使用。

海水淡化是一个系统工程，是技术综合整合优化的过程而不是装置部件的简单组合。国内很多人一谈到海水淡化就是膜、UF等等简单的名词，其实这是一个误区，我们必须要有一个整体的概念来审视海水淡化。建造一个海水淡化项目，首先要考虑出水的用途、海水水质、能源来源等情况，来决定项目的预处理、采用的优化技术种类等，然后是进行场地选址、工程设计等，过程繁复、细节琐碎。但国内业界却在这方面的关注并不多，而对其中的膜部件生产、研究热法部件流程感兴趣，我认为这是对海水淡化的误解。比如采用膜法的项目，膜对海水环境温度很敏感，一般必须保持在20℃左右，但我国北方沿海地区在冬季并不适合采用膜法海水淡化技术。

Avshalom Felber：我们采用IDE的技术在中国制造装置，同时为满足项目需要，基于中国的制造技术，把产品出口到智利、印度等国。我们认为中国有很大的国产化的潜能，大到大型工厂的建造，小到玻璃管道的生产，中国都可以提供。在中国生产设备对IDE而言是一个很大的挑战过程，从设计到转化为实体的细节，不同国家都有不同的水平标准，但我们都能把这些不同转变成通用。当遇到问题时，IDE通常派出专家到国内制造厂，与工厂人员一起携手完成技术转换，并完成产品的制造。从长期来看，IDE将按照中国的政策要求趋势进行扩大国产化措施，使以色列的项目技术在中国达到项目集成，按照要求完成。

水工业市场：为降低能耗，海水淡化技术集成成为趋势，尤其对于特大型海水淡化项目而言，热膜耦合工艺成为一种选择。介绍一下关于热膜耦合工艺的特点、应用现状与发展趋势，以及IDE对于此工艺的应用情况？

Avshalom Felber：无论热法还是膜法，IDE都处于世界领先的地位，两种技术在降低能耗、降低化学品的运用方面，是世界上最先进的。需根据当地的项目条件、水质情况来决定采用哪种海水淡化工艺，根据工业用水还是民居用水等用途和项目条件的不同，考虑采用反渗透或者低温多效的技术，工艺要与项目条件结合起来，IDE可以在一个水厂里采用这两种不同的工艺进行海水淡化装置。就这两种技术而言，IDE拥有世界上最大的两个海水淡化项目。在以色列的索莱克地区，IDE建造了世界上最大的反渗透海水淡化工厂，通过16英尺膜的运用，节省了大量的土地和辅助的装置设施，这个项目使IDE奠定了世界上建造海水淡化最低水价项目的企业地位，产品水作为市政和居民用水。独特的立式布局使整套设备运行、维修更加方便。

热膜耦合技术适合运用于大型和超大型海水淡化项目，根据用水需求的不同，采用热膜耦合能量平衡工艺使项目达到要求。IDE也正在对热膜耦合工艺进行初步的运用，在前期设计中，根据要求运用该工艺。下一步会集中精力在这方面有所突破。

水工业市场：在IDE以色列索莱克项目中，将16英尺的膜组件以垂直的方式布局以及独特的除硼系统，是全球首创的、唯一的技术。那么IDE下一步的技术研发重点将有哪些？

Avshalom Felber：IDE开发了一种集装箱式的小型海水淡化装置，运用于海岛的海水淡化饮用水，产水规模可以达到300-20000吨/天。“麻雀虽小但五脏俱全”，这种装置浓缩了IDE大型海水淡化装置的所有技术成果，拔插式的装置使用起来非常方便。该设备最大的特点是：第一，无需任何化学药剂，无论是在预处理阶段，还是对膜的处理，都不需要添加任何化学药剂，达到完全绿色生产。第二，安装、操作运行简单，并能进行远程控制。该装置最初是运用在海岛小型海水淡化上，实现了全球首例无需化学药剂的技术成果，现在将这一技术反过来运用在大型海水淡化装置中，逐渐使IDE所有的海水淡化项目都实现不添加化学药剂。

在研发方面，IDE主要集中在三个方面来面对整个全球市场：第一，强化热法工艺的高效，主要体现在材料运用，更进一步降低能源消耗；第二，在膜法方面拥有了一系列的专利技术，包括进一步降低能耗，在预处理方面采用一些新的技术，达到无化学药品预处理的方案，这些都是IDE最新的技术。通过项目实施开发一种绿色环保的膜法海水淡化设备，无需化学药品，产水规模为小型装置，这项技术为世界环保打开一条新的出路，使IDE在环保海水淡化方面走在了世界最前列；第三，通过膜工艺的概念设计，产生能源，从而随意调整海水淡化出水的浓度。此外，还利用太阳能、风能等新能源与IDE的装置相结合，向低耗能挑战，达到最好的结果。

王双成：IDE始终坚持技术研发，在建的索莱克海水淡化项目产水规模为65万吨/天，使用了世界上最先进的海水淡化技术：第一，使用16英尺的膜组件，与8英尺的膜组件相比，多了4.3倍的制水面积，优点主要有：

1、在原有的膜面积上提高了制水比；

2、减少了膜组件数量（与阿什克隆水厂比，节省了12万支膜组件），后期维护小，降低成本；

3、采用立式布局，利用重力作用使制水能耗更少，同时减少昂贵主管道的长度和口径，减少投资。第二，提出“三中心理论”，将项目的膜中心、泵中心、冷暖回收中心分离开来，独立实施，互不影响，可以单独进行修理维护。第三，独立研发出拥有技术专利的能量回收系统，使能量回收率达到96%，大大降低能耗，整个项目运行40%的能量来自自我系统循环，从而降低成本。

此外，还有一些项目施工和运行经验也是值得推广的，比如在海水淡化的预处理阶段采用混凝土预制，而不是现场制造。在索莱克项目中，每天大约有140万立方米的海水进入到预处理池中，而这个预处理池只用了一个星期就建设完成！IDE一面在工程建设前做场地准备，另一面在工厂中定制所需的配件，两者同时进行，通过工隙时间控制好预算，掌握全局。所以说，IDE项目中的每一步都包含着高科技的研发。

为使海水淡化项目更为灵活，IDE在2011年9月研发出世界上首例无化学药剂的小型海水淡化装置，叫“ProGreen”——绿色能源集装箱式海水淡化装置，规模从300-20000吨/天不等，无需添加任何化学药剂。该装置最大的特点是通过生物法替代化学法进行海水淡化预处理。因为在海水淡化过程中难免有杂质附着在膜表面上，通常做法是当膜表面的杂质达到一定厚度时，用化学药剂进行清洗，这对膜是有损害的。IDE首创“DOC”在线清洗系统，在海水淡化项目运行过程中，当膜表面略微有些附着物时，会产生压力差，通过自身压力将附着物推出去，能使膜的寿命延长7-10年，提高设备利用率，降低水价成本。这样的小型装置也可以在中国使用，主要运用在工业、海岛，无需建造厂房，灵活性好。

水工业市场：IDE拥有先进的海水淡化技术和丰富的经验，在如何适应中国市场、实现本土化方面，IDE做了哪些努力？未来IDE在中国市场有何新的布局与具体的计划？

Avshalom Felber：IDE从1997年开始就在中国推广海水淡化，从那个时候起IDE就开始关注中国海水淡化的政策实施、项目进展等情况，可以很自豪地说：IDE是为中国海水淡化行业贡献最大的企业之一，尤其是天津北疆电厂项目的实施。我们相信随着生活水平的提高、社会工业的发展，海水淡化的市场会越来越大。所以我们计划在中国进行长时期的海水淡化推广，也愿意与中国的同行公司进行合作，以取得更大的成果。我们相信以IDE优秀的海水淡化技术为背景与国内合作伙伴强大的资金市场做支持，再结合IDE技术与国内设备的制造，可以提供一个非常经济并且有竞争性的海水淡化项目装置，使制作的成本更低。

王双成：IDE在适应中国市场本土化方面做了很多工作，如在中国建立企业代表处，无论是国外项目还是国内项目，超过70%的设备都在中国采购等等。

对于在中国市场未来的发展，IDE坚持“两条腿走路”，一是积极与国内用户交流对海水淡化的合作，满足用户对海水淡化的需求；二是与行业内的企业联合，共同开拓中国海水淡化市场，无论是EPC还是BOT都可以参与。以前IDE只是关注于沿海一带的工业企业用户，现在随着国家政策推广，相信中国的海水淡化机制终会完善，我们期待大的招商引资项目，也愿意独资或者与国内企业联合参与项目。

水工业市场：作为一个国际企业，IDE有哪些经营和管理经验值得中国的同行们借鉴和学习？

王双成：IDE是一个国际公司，在世界许多国家都设有分公司和办事处，由国际财团进行管理，企业管理设有董事会。IDE是一个高科技企业，其中的科技研发人员占全部工作人员的70%，同时有国家和高校的技术支持，他们尊重知识产权，讲求创新，希望国内同行同样可以潜心之至地开拓思路，走出自己的技术特色。

IDE有很强的研发队伍，有总体设计部门、项目实施部门、膜法技术研发部门、热法技术研发部门、市场推广部门和渠道，可谓“一条龙服务”，企业管理很规范，市场机制也很规范，企业有超过80%的市场业绩都是来自于海外。IDE从上世纪80年代就开始进行膜法技术的研究，技术积淀久远，管理体制灵活，专业过硬，注重细节，经验丰富，许多员工都是在IDE工作30多年。

篇3：太阳能海水淡化技术

随着社会经济的发展和人口数量的增长, 人们对于能源的需求越来越大。现在常用的能源主要来自化石燃料, 但这种资源在地球上的存量是有限的, 而且容易引起环境污染, 因此可再生能源成为人们关注的焦点[1]。人类对淡水资源的需求与日俱增, 据有关国际组织预测, 到2050年, 预测生活在缺水国家中的人口将增加到10.6亿和24.3亿之间, 约占全球预测人口的13%~20%[2]。海水中有大量的水资源, 所以将海水淡化将是解决淡水危机的有效途径。已在很大程度上缓解了部分地区的缺水状况, 未来也将是调水困难的沿海城市应急补充水源的重要手段, 很多国家都在积极投资建造海水淡化厂。常规海水淡化的方法主要有多级蒸发、多级闪蒸、蒸汽压缩、反渗透膜法、电渗析法、离子交换法、冷冻法等。这些方法都要消耗大量的常规能源, 又加剧了能源紧缺, 造成新的污染。所以将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合与一起的太阳能海水淡化是一种可持续发展的海水淡化技术, 是现今研究的热门话题。

1 太阳能海水淡化的优缺点

太阳能海水淡化系统与其他海水淡化系统相比有许多优点:1) 可独立运行, 不受蒸汽、电力等条件限制, 无污染、低能耗, 运行安全稳定可靠, 不消耗石油、天然气、煤炭等常规能源, 对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值;2) 生产规模可有机组合, 适应性好, 投资相对较少, 产水成本低, 具备淡水供应市场的竞争力;3) 所得淡水纯度高;4) 安全。

太阳能海水淡化也有一些缺点, 如占地面积较大及冬天结冰的问题等。在选用海水淡化方式时需要权衡各种技术的优缺点, 选用最佳的淡化方式。

2 现有的太阳能海水淡化系统

人类利用太阳能淡化海水, 已经有很长的历史了, 最早利用太阳能进行海水淡化, 主要是利用太阳能进行蒸馏, 一般称为太阳能蒸馏器。太阳能蒸馏器的运行原理是利用太阳能产生热能驱动海水发生相变过程, 即产生蒸发与冷凝。根据是否使用其他的太阳能集热器可将太阳能蒸馏系统分为主动式和被动式两类。被动式海水淡化的装置中不使用电能驱动元件, 主动式太阳能蒸馏使用了附加设备。

2.1 被动式太阳能蒸馏系统

盘式太阳能蒸馏器是被动式太阳能蒸馏器的典型代表。具有结构简单, 取材方便, 制作、运行和维护都比较容易的特点。被动式太阳能蒸馏系统的工作温度较低, 产水量较小, 不利于在夜间工作和利用其他余热。

单级盘式太阳能蒸馏器的结构简单、取材方便, 运行时基本无需人员管理, 但是有产水效率低、占地面积大的缺点。

多级太阳能蒸馏器重复利用了水蒸气的凝结潜热, 可得到比单级盘式太阳能蒸馏器更高的单位面积产水率。增加盘的级数有利于增加单位面积的产水量, 但当盘的级数增加到3级以上时, 产水量的增加幅度很小。这是因为装置内的温差减少, 减弱了装置内传热传质的动力。

外凝结器式盘式换热器是为解决传统的盘式太阳能蒸馏器的缺点而提出的。传统盘式太阳能蒸馏器利用装置上方的透明盖板做凝结器, 这种方式有以下缺点:1) 水蒸气凝结时放出潜热, 使盖板温度升高, 从而提高了盖板附近的水蒸气分压, 使蒸发面与凝结面之间的水蒸气分压减小;2) 蒸汽在盖板上凝结后产生水膜与水珠, 在一定程度上降低了盖板的透过率, 降低了蒸馏器内海水接收到的太阳辐射总量, 不利于性能的提高。为了避免这些缺点, 可加设外凝结器, 当外凝结器的冷凝面积足够大时, 增加外凝结器可以提高30%~50%的产水量。

多级芯型盘式太阳能蒸馏器利用对水有强亲和作用或毛细作用的多纤维材料做液芯, 例如黄麻布、棉纱布等, 克服了传统太阳能蒸馏器的海水热容量大, 受热温升缓慢, 延迟淡水产出时间的缺点。多级芯型盘式太阳能蒸馏器比传统的太阳能蒸馏器的单位面积产水量提高16%~50%, 效率提高6.5%~18.9%。

聚光型太阳能蒸馏器分为盘形抛物面式、槽型抛物面式和平面镜反射式等几种。

太阳能集热装置实时跟踪太阳, 使吸热面垂直于太阳光线是十分必要的, 简单盘式太阳能蒸馏器的吸热面是水平放置的, 不能跟踪太阳, 其接受到的太阳辐射量小于同等面积的倾斜的水面, 将水盘做成阶梯状的倾斜太阳能蒸馏器可吸收更多的太阳辐射, 产水量明显高于传统的太阳能蒸馏器。

2.2 主动式太阳能蒸馏系统

其运行温度提高, 内部的传热传质过程得以改善, 主动回收了蒸汽的冷凝潜热, 效率大大提高。

有平板式太阳能集热器辅助加热的盘式太阳能蒸馏器可大幅度的提高单位采光面积的产水量。其收集和贮存太阳能作用的平板太阳能集热器的效率较高, 可将蒸馏器内的水加热至较高的温度, 增大产水率, 提高效率。给蒸馏器盖板进行冷却时, 效果更佳。当系统采用被动式运行, 同时有盖板冷却时, 系统总效率最高, 可达到45%~52%。其次是系统主动运行, 同时有盖板冷却的情况, 此时的系统总效率为30%左右。最差的是系统主动运行但无盖板冷却的情况, 此时的系统总效率为10%左右。因此蒸馏器采用主动加热时, 应该想方设法的回收盖板的潜热, 这是提高系统总效率和经济学的关键。

加设储热水箱的主动式太阳能蒸馏器是针对加设平板式集热器的主动式太阳能蒸馏器未能充分利用环境温度随时间的变化这一缺点而提出的。加设平板式集热器的主动式太阳能蒸馏器的工作温度最高时, 其环境温度也是最高的。加设储热水箱的主动式太阳能蒸馏器可以有效的利用夜间的低温环境, 另外储热水箱的加设可以延长蒸馏器在高温区的运行时间, 由于以上两点原因可以加长装置的产水时间, 有可能全天24小时都有淡水产出, 并且夜间与白天的产水量基本相同。

针对传统盘式太阳能蒸馏器中水蒸气的浮升及在盖板附近的冷凝过程为传热传质强度较弱的自然对流的缺点, 提出了外带凝结器的主动式太阳能蒸馏器。此蒸馏器将部分水蒸气通过风机抽吸到蒸馏器外的冷凝器中, 在冷凝器中与冷却盘管接触, 产出淡水。在此设计中蒸馏器内处于负压, 有利于水的蒸发, 提高产水量。但也有以下缺点:设计复杂, 投资成本高, 需要一些电能, 不利于在偏远地区推广使用等。

将太阳能集热器与多级盘式太阳能蒸馏器相结合的特点包括系统运行温度较高, 提高了海水蒸发的动力, 反复利用了蒸汽在盖板处凝结时放出的冷凝潜热。利用集热器给三级蒸馏器主动加热时, 蒸馏器产水量可以增加2倍~2.5倍左右。

太阳能集热器还可以与多级叠盘式蒸馏器联合使用, 在这种运行方式中多级叠盘式蒸馏器部分不接受太阳能, 只起到蒸发与冷凝的作用, 有利于节约占地和设备投资。供热功率相同并恒定时, 叠盘数增加, 有利于淡水的生产。一般运行温度在70℃附近时取三级, 在80℃附近时取四级, 大于90℃时可以考虑取五级。该装置的产水率随着运行温度的升高而升高, 由于真空管集热器的热损失较小, 因而这种装置的产淡水时间可以延长到晚上, 甚至到第二天的早上。但是多级叠盘式蒸馏器也有一些缺点, 1) 各盘盘底均为单角单槽式结构, 为了使蒸馏水顺利流至槽底, 盘底夹角不能大于150°, 否则凝结形成的淡水水珠可能会因重力作用而重新滴落盐水中, 从而增加了系统的热惰性;2) 平面盘底结构限制了装置的冷凝面积;3) 盘底结构增加了水蒸气的对流传质阻力, 降低系统的效率。

有折皱底面的多级叠盘式太阳能蒸馏器可克服多级叠盘式蒸馏器的部分缺点, 降低了盘与盘之间的距离, 单位能耗产水率更高。其他的太阳能蒸馏器还有饱和空气增湿减湿太阳能蒸馏器、降膜蒸发加湿除湿太阳能蒸馏器、单级降膜蒸发与降膜冷凝式太阳能蒸馏器、多级降膜蒸发与多级降膜冷凝式太阳能蒸馏器、降膜蒸发-气流吸附型闭式循环太阳能蒸馏系统、横管降膜蒸发闭式循环太阳能蒸馏系统[3]。

3 与传统海水淡化技术相结合

传统的海水淡化技术大致可以分为两类:1) 相变过程, 其中包括多级闪蒸、多效沸腾和蒸汽压缩等;2) 渗析过程, 主要有反渗透膜法和电渗析法等。

鉴于传统海水淡化技术的方案、措施、材料和管理经验等比较成熟, 将太阳能海水淡化与传统海水淡化技术相结合也是现在的一大趋势。传统的海水淡化方式包括:多级闪蒸海水淡化、多效闪蒸海水淡化、压缩蒸馏海水淡化、利用海水与淡水的分压差进行海水淡化、横管降膜蒸发多效回热式太阳能海水淡化装置等。

将太阳能海水淡化技术与传统的海水淡化装置结合起来, 需要做到以下几点:1) 结合后的系统适用于太阳能的应用, 即运行温度在中低温范围;2) 尽量减少热量在传输过程中的损失, 提高效率;3) 选用合适的海水预处理过程;4) 设备投资、初建投资等问题;5) 装置的占地面积等问题;6) 对原有系统尽量少做改装, 提高原有部件的利用率。

利用多级闪蒸海水淡化系统生产1m3的淡水, 需要消耗热能221.9MJ~276.3MJ, 需要消耗电能3k W·h~4k W·h, 即多效闪蒸技术主要消耗的是热能, 可以将太阳能海水淡化系统与多级闪蒸海水淡化系统相结合使用。

多效蒸发海水淡化是将一个蒸发器蒸发出来的蒸汽引入下一个蒸发器, 利用凝结放出的热加热蒸发器中的海水, 以产生淡水。它的特点是几个蒸发器相互串联, 前一蒸发器内蒸发时产生的蒸汽用作后一蒸发器的加热蒸汽。多效蒸发海水淡化技术也主要利用热能。与多级蒸发海水淡化系统相比, 多效蒸发采用了降膜蒸发和冷凝过程, 因此在相同产水量的情况下, 多效蒸发的运行温度可以更低, 更适合与太阳能海水淡化技术相结合。

许多情况下, 蒸汽压缩蒸馏过程知识开始时需要由外部引入少量加热蒸汽启动, 此后利用二次蒸汽自动蒸发, 不在需要外部热源。蒸汽压缩蒸馏有热功效率高, 体积小, 无需大规模热源, 适用于海岛、轮船等地方的优点, 但也有一些缺点, 例如生产规模受压缩机容量的限制。若利用太阳能为压缩蒸馏提供初级能源, 使装置在较高温度段运行, 这样可以减少通过压缩机的蒸汽的体积, 提高压缩机的效率, 从而减小换热器内外的压差。将蒸汽压缩蒸馏技术与多级闪蒸技术及多效闪蒸技术相结合是更理想的方案, 可以最大限度的提高装置的热功效率。

在273K~373K的温度范围内, 海水表面的饱和蒸汽分压比淡水表面的饱和蒸汽分压约低1.84%。当海水与淡水保持在相同的温度下, 淡水将向海水蒸发。反之, 如果使淡水表面温度保持比海水表面温度更低, 并达到一定值之下, 那么海水就可能向淡水表面蒸发, 也就是说利用海水与淡水的饱和蒸汽分压不同来实现海水淡化。可将太阳能转化为热能注入到海水中, 使海水表面温度提高, 实现海水的淡化。

电渗析法是利用电场的作用, 强行将离子向电极处吸引, 致使电极中间部位的离子浓度大为下降, 从而制得淡水。电渗析法不仅可以用于淡化海水, 还可以用于水质处理。太阳能海水淡化技术与渗析海水淡化技术相结合是利用太阳能转化成的电能驱动系统产生淡水[4]。利用太阳能发电的方式包括两种, 一种是太阳能热发电, 也称为聚焦型太阳能热发电, 通过大量反射镜通过聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来, 加热工质, 产生高温高压的蒸汽来驱动汽轮机发电;另一种是太阳能光伏发电, 是根据光生伏打效应原理, 利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。太阳能光伏发电系统主要由太阳电池板 (组件) 、控制器和逆变器三大部分组成, 它们主要由电子元器件构成, 不涉及机械部件, 所以, 光伏发电设备极为精炼, 可靠稳定寿命长、安装维护简便。

4 结论

海水淡化可以缓解淡水匮乏的危机, 保障沿海、岛屿及其他淡水资源缺乏地区的用水。太阳能海水淡化具有保护环境、节约常规能源的优点, 是今后增加淡水资源的有效途径之一。

参考文献

[1]谢建, 李永泉.太阳能热利用工程技术[M].北京:化学工业出版社, 2011.

[2]李顺.淡水危机与节水技术[M].北京:化学工业出版社, 2003.

[3]李正良, 郑宏飞, 等.降膜蒸发低温多效太阳能海水淡化系统实验研究[J].太阳能学报, 2007, 28 (4) :421-426.

篇4：海水淡化技术介绍

1相关定义概述

1.1超滤技术

超滤作为一种膜分离技术过程，是目前世界水处理领域研究的热点之一。主要由筛除机理去除水中杂质，在压力作用下，水从高压侧透过膜到低压侧，水中大分子及微粒组分被膜阻挡，水逐渐浓缩后以液体的形式排出。

1.2反渗透预处理技术

预处理在反渗透海水淡化程序中是一个至关重要步骤。预处理的目的是通过混凝沉淀工艺除去海水中的悬浮生物、有毒物质和细菌，调节原水酸碱值和水温，防止金属氧化物和微溶盐的沉淀等，使进水达到超滤进水要求，随后通过超滤系统的处理，再达到反渗透的进水要求。反渗透法原理，如图1-1

图1-1 反渗透法原理

1.3海水淡化

海水淡化即利用海水脱盐，是分离海水中盐和水的工程。从海水中取出盐，或者说除去海水中的盐，都可以达到淡化的目的。如图1-2 海水淡化系统工艺流程

图1-2 海水淡化系统工艺流程

2超滤的技术优点

（1）超滤是一种绿色物理分离技术，其分离机理主要是筛分和扩散作用。

（2）超滤技术可有效去除几乎全部致病微生物。

（3）超滤可以较有效地去除原水中的有机物。

（4）超滤是通过膜孔直接筛除去除水中污染物，对污染物的去除有极好的稳定性。

（5）超滤采用的操作压力为0.1～0.4MPa，小于纳滤膜的操作压力，能耗较低。

（6）水通过超滤膜的过滤时间很短，超滤膜设备的容积很小。

（7））超滤设备可实现工业化生产和自动化控制，日常运行和维护管理较方便。

3超滤技术预处理工艺

3.1超滤技术预处理的必要性

由于反渗透膜不能直接对原水进行操作处理，原水中的成分会对渗透膜造成损害，缩短其使用寿命。各种细微颗粒、多种多价阳离子及微生物还会对膜造成污染和淤堵。反渗透膜的进水水质要求如图1.3所示。

图1-3反渗透进水水质要求

由此可见，只有达到规定标准的进水水质才能使用反渗透膜进行操作。为了满足这一要求，必须采取适当的预处理工艺，完善的预处理流程是保证超滤技术反渗透长期有效顺利进行的关键。

3.2确定预处理工艺

通过SDI或FMI两种指数来表示预处理的效果。原水水质的好坏程度和变化特点决定了预处理的工艺系统是否复杂，所以，在选择预处理工艺系统之前有必要对原水水质进行分析，在操作过程中要检测水质的各种数据指标。

3.2.1常规预处理工艺

典型的常规预处理流程主要有：絮凝、沉淀、过滤、消毒等。如图1-4 反渗透常规预处理流程

图1-4 反渗透常规预处理流程

常规预处理方法被广泛应用于海水淡化程序之中，特点是：花费高，占地大，过滤过程繁琐复杂。更重要的是，常规预处理方法无法对细和胶体颗粒形成天然屏障，起到保护RO膜、延长其寿命的作用，而且出水量和出水水质受原水水质影响极大，不能满足RO进水水质对稳定性的要求。

3.2.2非常规预处理工艺

超滤作为RO的预处理工艺，可构成UF/RO集成技术，新型的毛细管型UF膜可以处理高度污染的浅层海水。过滤过程是以膜两侧压差为原动力，以机械筛分原理为基础的一种海水分离过程，使用压力通常为0.03～

0.6MPa，筛分孔径为0.005～0.1微米，截留分子量为1000～500000道尔顿，可确保RO在高通量和高截留率下操作。作为反渗透的前端处理工艺，超滤能够使水的品质快速打到反渗透进水要求，为反渗透长期有效的运行创造必要的条件，但同时也要注意超滤膜化学清洗时残留的氯根的处理，氯根会导致反渗透膜的氧化，降低处理效果，因此使用时要格外注意。

3.3超滤用作反渗透预处理的优势

①超滤技术可以降低投资成本。超滤可以明显改善进水的预处理水质，从而降低对反渗透膜的污染和伤害，提升其运行流速，降低投资费用。预处理效果较差导致的微粒沉积就是导致反渗透膜的受到污染的重要原因之一，用SDI指标可以显示发生这类污染的概率。从浊度和SDI上看，UF的过滤效果更好更稳定。如图1-5 SDI指数对反渗透膜性能的影响。

篇5：海水淡化技术介绍

热力压缩低温多效海水淡化特点及控制技术

结合热力压缩低温多效海水淡化技术在神华河北国华黄骅发电厂的应用,介绍了采用该技术海淡设备的运行情况与海水淡化工艺流程,该工艺具有对海水的预处理较为简单、出水水质优良等技术特点,并对海淡设备的.运行压力、温度、液位等关键性控制参数,进行了技术分析,提出了防止设备结垢与腐蚀的措施.

作 者：孙小军 桑俊珍 庞毅 张建华 SUN Xiaojun SANG Junzhen PANG Yi ZHANG Jianhua 作者单位：河北省电力研究院,石家庄,050021刊 名：电站辅机英文刊名：POWER STATION AUXILIARY EQUIPMENT年，卷(期)：30(3)分类号：P747关键词：热力 压缩 低温 多效 海水 淡化 反渗透 多级闪蒸

篇6：多级闪蒸海水淡化原理

经过澄清和加氯消毒处理的海水，首先送入排热段作为冷却水。离开排热段的大部分冷却海水又排回海中，小部分作为进料海水(补给海水)，经预处理后，从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室，如技术原理所说明的那样，逐级降压，海水逐级降温，连续产出淡化水。

多级闪蒸的造水比，是所得淡水(蒸馏水)的重量与所耗加热蒸汽的重量之比，是淡化厂经济效益的直接体现，通常小型装置的造水比较小，大型装置的造水比较高，如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置，造水比一般为5-8左右;日产淡水一万吨的装置，造水比多在10左右;日产淡水四、五万吨的装置，造水比可达到13-14。

多级闪蒸流程图

篇7：海水淡化走向城市阅读答案

半个世纪以来，通过大规模淡化海水来获取饮用水这一方法一直为少数富裕而又缺水的沙漠地带国家所用。而现在，情况却在发生变化，就在最近几周，两个气候温和的城市——伦敦和中国天津——均宣布了建立大型海水淡化厂的计划。

蒸馏海水以获得淡水的方法早就存在，但通过加热海水和收集水蒸气来大规模淡化海水则始于上世纪50年代那些盛产石油且能源充足的海湾国家。另外一个主要方法则是从上个世纪70年代发展起来的“逆渗透”技术，即迫使海水通过细密的薄膜，从而过滤掉其中的盐分。如今，全球淡化水日产能力已接近3000万立方米，约占全球生活用水供给量的3%。其2/3来自海水淡化处理，其余则来自对地下咸水的淡化处理。

无论是蒸发盐水还是迫使其经过过滤网，这两种淡化技术都要消耗掉大量能源。直到最近，生产1立方米这样的脱盐水，还要花上好几美元。但近5年来，随着结实耐用的尼龙薄膜和醋酸纤维素膜的问世，逆渗透方法的费用也得以下降。这种新型复合膜一次能过滤掉75%的盐分，且寿命较长。如想要完全去除水中的盐分，则需要过滤几次才行。

在佛罗里达的坦帕海湾有一家逆渗透技术淡化水厂，可在干旱年份弥补地下水存储量的不足。加州圣克鲁斯也正在建设类似的工厂。此外，在得克萨斯州休斯敦、澳大利亚佩斯和南非开普敦，建设此类工厂的计划也正在讨论之中。西班牙政府更是放弃上届政府从北部的埃布罗河向南部干旱地区调水的计划，转而着手建设20家逆渗透技术水厂，预计产水量将可满足西班牙淡水总需求量的.1%。现在，以色列的淡化海水成本约每立方米50美分，这和将淡水从加利利海输送到特拉维夫的每立方米30美分的费用差不多。在以色列，大约有1/10的水是淡化水。

低廉的价格促使一些处于温带地区的城市也加入到这场“逆渗透”淡化水革命中来。就在上个月，中国宣布了在天津建设一座大型逆渗透海水淡化厂的计划，日产水量将达到10万立方米。

英国泰晤士河水利管理局已经表示将斥资2亿英磅在伦敦东部的泰晤士河边建设一座逆渗透水厂，日产水量将达到15万立方米，可以满足约100万人的生活用水需要。海水淡化专家汪尼克警告说，海水淡化的兴起可能会对环境产生影响。盐分从海水中分离出来形成高盐度的废水不仅含有水垢、腐蚀物，还含有防腐的化学添加剂。同时，海水淡化的能源需求仍是个大问题，一座典型的逆渗透水厂每生产1立方米淡水的耗电量为6度。现在，一些利用核电站淡化海水的实验项目正在进行中，最近的一例是在印度的金奈。

今天，淡化水约占全世界饮用水的1%，各国政府都很重视增加淡化水的比重。然而，我们还需要谨慎处理淡化产生的废水，并且利用再生产能源为水厂供电，否则，这项本可以令我们免于淡水争夺战的技术将会加剧气候变化，而这将会给我们本已有限的天然淡水资源带来更大压力。

(选自8月12日《参考消息》)

【问题】

16.从上个世纪50年代以来，人们淡化海水主要采用了哪两种办法?(2分)

17.“海水淡化”可能带来哪些弊端?(3分)

18.根据文意，以下推断不正确的一项是( )(3分)

A.随着地球上淡水储量的减少，通过大规模淡化海水来获取饮用水这一方法越来越受到人们的青睐，并由沙漠地带扩展到城市。

B.中国在天津建造的一座大型逆渗透海水淡化厂，日产水量将达到10万立方米，这将大大缓解天津地区的供水紧张矛盾。

C.目前，海水淡化的技术已经成熟，但如何处理淡化海水过程中所产生的废水还是个迫切需要解决的问题。

D.海水淡化由沙漠走向城市，这说明淡水资源匮乏已成为困扰人类的一个大问题。

【参考答案】

16、(2分)通过加热海水和收集水蒸气来大规模淡化海水;运用“逆渗透”技术，迫使海水通过细密的薄膜，从而过滤掉其中的盐分。

17、(3分)(1)海水淡化需要耗费大量能源，能源需求仍是个大问题。

(2)海水淡化的兴起可能会引发环境问题。

(3)如果对淡化海水过程中产生的废水处理不当，将会加剧气候变化。

篇8：反渗透海水淡化膜分离技术研究

一、反渗透膜发展现状与趋势

(一) 膜材料

从20世纪60年代初至今, 反渗透膜材料从最初的醋酸纤维素膜研究到现已占市场份额超90%的非对称聚酰胺复合膜, 技术发展迅速。从80年代开始, 陶氏公司将FT-30膜进行产业化后, 商品化的海水淡化膜在5.5MPa压力下, 脱盐率由早期的99.1%提高到现在的99.75%, 标准8040型膜元件的产水量也由早期的19m3/d提高到现今的34m3/d。

(二) 研究方法

1969-1985年, 为寻找合适膜材料和成膜过程的研究。为了寻找合适的材料, 这一阶段进行了大量的试验, 通过产水量和脱盐率两大指标的测试来表征膜性能。1985年后, 为提高膜分离性和耐污染性进行的结构控制研究。先进的分析技术介入到复合膜研究领域, 通过反应物的扩散系数、反应时间、溶剂的溶解能力等指标测试, 来获得不同分离性能的膜产品并予以应用。

(三) 产业技术水平

1980-2000年, 界面聚合技术应用到产业化生产, 这一时期的代表产品是FT-30。海水淡化膜的脱盐性能在5.5MPa压力下由原来的99.1%提高到99.5%。纳滤膜产品包括了NF40和NF70两种, 都是采用哌嗪和均苯三甲酰氯反应生产的聚哌嗪酰胺材料。2000年至今, 以DOW公司为代表的制造商, 将涂布技术和自动化生产技术应用到膜与膜元件的生产过程中, 并改进了过程控制, 使海水淡化膜产品的脱盐性能达到99.75%以上。

(四) 复合膜发展趋势

越来越多的研究者相信, 因纳米材料具有独一无二的孔结构及窄的孔径分布, 纳米技术将对反渗透膜的发展产生革命性影响。目前研究最多的纳米材料主要有沸石分子筛、碳纳米管、二氧化钛、二氧化硅、纳米银等。例如:型沸石 (Na A) 改性聚酰胺复合膜是热门研究方向, 目前只有它被用作反渗透复合膜共混改性并取得了很好的效果。最近研究表明:碳纳米管由于孔壁光滑、具有高疏水性, 可以快速传递水分子, 因此可用于研发新型的高通量反渗透膜。

国外大量研究结果也表明, 纳米颗粒的引入可以降低膜表面粗糙度, 同时将材料的亲水性、荷电性以及杀菌性引入, 从而提高膜的综合性能。此外, 也可同时引入多种纳米颗粒材料来改善复合膜的分离性能。目前纳米材料改性聚酰胺复合膜仍处于实验研发阶段, 但因其巨大潜力已得到诸多关注。

二、国内外海水淡化膜技术存在的差距

(一) 产品性能

脱盐率:国外海水淡化膜产品的脱盐率最高达到99.75%, 而国内基本在99.6%。产水量:国外海水淡化膜产品单支8040型元件的产水量达到34m3/d, 而国内基本在26-28m3/d。分辨率:国外纳滤膜产品对氯化钠和硫酸钠的脱除率差距大于50%, 而国内产品差距在30%左右, 相对较差。

(二) 膜材料

我国膜与膜材料的研发基本是仿制国外产品, 膜与膜材料性能偏低、品种少, 目前基本还是单一的聚酰胺材料, 产品开发和制备缺乏先进技术理论的支持。高性能膜与膜材料依然依赖进口。国外海水淡化膜元件以聚酰胺材料为主, 包含了其他聚酰胺类以及有机-无机共混材料。

(三) 研究方式

国外已经进入到为实现目标产品进行材料改性和工艺改进的靶向式研究。国内依然处于性能评价式的研究, 尚未建立膜分离性能与膜形态的关联。

(四) 生产设备

国外膜制造中的聚砜涂布和有机相涂布均采用预定量的涂布技术;膜元件卷制工艺也完全实现了自动化, 降低了人为因素的影响。国内属于反渗透膜制备的第一代设备, 聚砜涂布采用刮刀式涂布、有机相采用单面浸涂的方式, 元件卷制也是以手工为主, 干扰因素较多。

三、国内海水淡化膜的发展及现状

国内海水淡化膜的研究是从醋酸纤维素膜材料开始, 后发展为聚酰胺复合膜。2000年, 我国建立了两条复合膜生产线, 开始元件产业化生产, 制备出高性能的苦咸水、低压膜元件, 并逐渐替代同类进口产品。同时, 对反渗透海水淡化膜元件的产业化研究也正式开始。

“十一五”期间, 杭州水处理技术研发中心研发出脱盐率达99.6%、产水量为28t/d的海水淡化膜元件, 并在舟山六横建立了国内首个单机万吨级的国产膜应用示范工程, 迈出了国产海水淡化膜在大型系统上应用的第一步。

四、海水淡化反渗透膜技术展望

在某种程度上, 反渗透海水淡化技术基本上可代表一个国家膜技术应用的发展水平。反渗透海水淡化技术包含着很多膜应用的共性技术和基础性技术, 其产业关联度大。通过对海水淡化中所需的反渗透膜元件和纳滤膜元件的开发和产业化, 其成果也可广泛应用于地表水净化处理、特种分离、废水处理、城市中水或污水再生回用等领域, 影响范围远比海水淡化要广阔得多, 市场需求量也更大。

反渗透海水淡化膜的发展方向是高水通量、高脱盐、脱硼率和低能耗, 复合膜具有巨大的发展潜力, 是未来反渗透膜的研究热点和重点发展方向。经过10多年的技术消化、吸收和再创新, 我国目前已培养了一批具有实际生产经验的专业技术人员, 为我国膜材料的后续发展积累了宝贵经验。相信未来的技术实践过程中, 我国会逐步吸纳国内外先进生产经验, 在海水淡化膜技术研发中打造出属于自己的科技领域。

摘要：海水淡化膜分离技术作为一项高新技术, 已成为新世纪解决水资源、能源和环境等领域重大问题的共性技术之一。本文通过对海水淡化膜分离技术发展与现状进行研究, 找准技术核心, 为我国未来反渗透膜的技术研究指明方向。

关键词：海水淡化,膜分离技术,研究

参考文献

[1]崔迎, 顾玲, 吴国旭.正向渗透膜分离技术在水处理中的应用研究进展[J].中国给水排水, 2010 (14) .

[2]刘仁庆, 孙伟, 刘晓鹏.膜分离技术在工业水处理中的应用[J].科技创新导报, 2010 (03) .