海水淡化技术

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§4-1海水淡化概况 一、海水淡化技术发展概况 关于海（盐）水淡化我国2000多年前就有记载。西方国家海水淡化器的出现与航海的兴起有关。19世纪，就有了用明火直接加热的单效船用蒸馏器。后来随着制糖工业的发展、蔗糖溶液的蒸发和结晶，出现了多效蒸发。 联合国关于非常规水源的研究报告指出，从1950～1985年的35年间，海水淡化的发展经历了三个阶段，即发现阶段，开发阶段和商业化阶段。在这期间研究开发的精力主要集中在蒸馏、冷冻、电渗析和反渗透。此后十多年中蒸馏法和反渗透法都发挥了更大作用，形成了当代海水淡化与苦咸水淡化技术与市场的主体。到1998年，全世界淡化水生产能力达到日产2300×104m3，两年后的2000年则达到日产2700×104m3，平均以7％～8％的增长率攀升。从地区分布来讲，虽然淡化水生产能力半数以上都在中东国家（约占2000年世界淡化水生产能力的52％），但发达国家特别是美、日和欧洲国家也占了很大的比重。淡化水已养活了世界上1亿多人口。 研究开发现代化含义上的海水淡化技术，我国始于1958年。从电渗析着手；约十年以后开始注意到反渗透技术； 1975年开始研究大中型陆用蒸馏装置；1986年引进建设日产3000 m3的电厂用多级闪蒸海水淡化装置；1997年建成舟山日产500 m3海水反渗透淡化装置。在此之后我国日产千吨级的海水反渗透装置和日产18000 m3的苦咸水反渗透淡化装置才相继建成。而海水反渗透膜的生产线也在这期间成功投产。这表明我国的反渗透技术进入了逐步成熟的时代。 二、海水与苦咸水淡化方法简介 至今海水与苦咸水淡化方法已经出现了数十种，主要包括蒸馏法、膜法、电渗析法和冷冻法等。 1. 蒸馏（蒸发）法 原理显而易见，即加热－蒸发－冷凝。但设备型式有多种，可分为三大类。 多效蒸发（ME） 浸没管单效和多效蒸发（STE或ST），早期多用。竖管多效蒸发（VTE），水平管多效蒸发（HTE），当前称作高温和低温多效蒸馏（MED）的也属此类。 闪蒸（FLASH） 低温单级闪蒸（SSF），多级闪蒸（MSF），目前世界上特别是中东使用最多、规模最大的一种。 压汽蒸馏（VC） 机械压汽蒸馏（MVC），热力压汽蒸馏（TVC） 实际上，按蒸发器型式细分还有很多种，如多效蒸发中又有长管升、降膜式，自然循环与强制循环式等；而多级闪蒸中，又有水平式、竖管式、沸腾床式、横管式与长管式等。 2. 膜法 反渗透（RO） 以压力差为推动力的淡化过程。这是目前发展最快使用最多的淡化技术，由于膜的种类不同，有卷式膜组件，中空纤维膜组件之分。 膜蒸馏（MD） 多以温度差为推动力的脱盐过程（蒸汽通过疏水微孔膜的蒸发过程），但也有浓度差的设计。规模小，使用很少。 纳滤（NF或膜软化MS） 以低压差驱动的反渗透过程。目前主要用于截留二价离子（除硬），但也有一定程度的除盐（除一价离子）的效果。近年发展也很快。 3. 电渗析法 电渗析（ED）以电位差微推动力，利用离子交换膜的选择透过性而脱除水中离子的淡化过程。但为了防止因浓差极化而引起的膜面结垢，采用频繁自动倒换电极极性的电渗析，被称为频繁倒极电渗析（EDR）。ED和EDR主要用于淡化苦咸水。 电去离子（EDI） 将电渗析与离子交换结合，在电渗析器的淡水室中填充离子交换剂，在直流电场的作用下，即实现电渗析过程、离子交换除盐和离子交换连续电再生的过程。这可以说是ED过程的一种发展，但除盐的原理和操作特性已经发生了深刻变化。且EDI并不用于苦咸水淡化，主要用于高纯水生产。 4. 冷冻法 将海水冷冻到冰点以下，淡水结冰、分离、再融化为淡水的过程。冷冻法有利用天然冰法和人工冷冻法两种。但二者都尚处于研究中。 三、海水淡化技术的应用与发展 以上诸多方法中，目前工业上采用的主要有以下几种，即多级闪蒸（MSF）、反渗透（RO）、多效蒸馏（ME或MED）和压汽蒸馏（VC），此外便是电渗析（ED或EDR）。后者基本上用于苦咸水淡化。 多级闪蒸 目前全球淡化水总产量中，仍属第一，技术最成熟，运行安全性高、弹性大，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采用。MSF总是与火力电站联合运行，以汽轮机低压抽汽作为热源。目前日产6×104m3的单机已投入商业运行，日产9×104m3的单机在进行设计。这都是世界上最大规模的海水淡化装置。 多效蒸馏主要与火电站联运，但规模在日产1×104m3以下。这包括两种类型，一类是各效分列式，操作温度一般较高，顶温100～120℃，我国和欧洲一些火力电厂都有使用；另一类是低温多效蒸馏（LT-MED），顶温65～70℃。后者较前者具竞争力，是蒸馏法中最节能的方法之一。 压汽蒸馏 用电或蒸汽驱动，也属于最省能的淡化方法之一。但规模一般不大，多为日产千吨级。 在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝对的，要根据世界条件而定。

ymwatcher

见识了，谢谢楼主的分享，收藏了。。。

JNEE

海水淡化技术，伍丽娜主编