海水淡化

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。主要技术方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等。

海水淡化 - 基本资料

海水淡化也称海水化淡、海水脱盐，是指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序，是实现水资源利用的开源增量技术。

现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。

海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。 但是，海水淡化需要消耗大量能量，运转成本高、价格昂贵，因此，在不富裕的国家，经济效益并不高。

海水淡化 - 历史发展

地球表面2/3的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或苦咸水淡化技术取得淡水。

第一个海水淡化工厂于1954 年建于美国，现在仍在德克萨斯州的弗里波特（Freeport）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（Key West）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。

20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展，在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。在西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂；在另一个西亚国家科威特，现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区，有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%—90%。

现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。

海水淡化 - 各地现状

全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80％用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1／50的人口靠海水淡化提供饮用水。

全球有海水淡化厂1．3万多座，海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，愈来愈受到世界上许多沿海国家的重视；

全球直接利用海水作为工业冷却水总量每年约6000亿立方米左右替代了大量宝贵的淡水资源；

全世界每年从海洋中提盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨等。沙特阿拉伯的海水淡化厂占全球海水淡化能力的24%。阿拉伯联合酋长国的杰贝勒阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂，每年可产生3亿立方米淡水。

中国

中国是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡化先进技术的国家之一。我国海水淡化技术研究始于上世纪60年代初，主要集中在膜法和蒸馏法海水淡化技术研究。经过近半个世纪的发展，我国海水淡化取得了较快的发展，特别是膜法海水淡化技术取得了突破性进展，通过国家科技项目、产业化项目等计划的实施，先后在我国建成了日产百吨级、千吨级和万吨级反渗透海水淡化示范工程，开发形成了一批具有自主知识产权的工程技术，使我国一跃成为世界上掌握海水淡化技术的少数几个国家之一。

我国已也具备日产万吨级反渗透海水淡化装置设计和工程成套能力。至2009年底，国内已建成海水淡化装置62套，设计淡化水总产量约500,000立方米/日；在建装置6套，设计淡化水总产量约180,000立方米/日。已建和在建海水淡化装置中，反渗透法约占总容量的74%，低温多效蒸馏法约占25%。

2011年10月，曹妃甸海水淡化项目在河北省曹妃甸竣工。该项目是我国首个自主设计建设的大型海水淡化工程，是海水淡化技术及工程领域国产化、项目化的重要里程碑。

以色列

海水淡化 - 技术方法

蒸馏法

蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，根据所用能源、设备、流程不同主要可分设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。

冷冻法

冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。

反渗透法

通常又称超过滤法，该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。

太阳能法

人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。

低温多效

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。低温多效蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率等。

多级闪蒸

所谓闪蒸，是指一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，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗，提高传热效率等。

电渗析法

该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。

压汽蒸馏

压汽蒸馏海水淡化技术，是海水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。

露点蒸发法

露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理，同时回收冷凝去湿的热量，传热效率受混合气侧的传热控制。

水电联产

水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。

热膜联产

热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式（即MED-RO或MSF-RO方式），满足不同用水需求，降低海水淡化成本。目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为45.4万立方米，其中，MSF日产水28.4万立方米，RO日产水17万立方米。其优点是：投资成本低，可共用海水取水口。RO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。

溶剂萃取法

指将溶质为从一个液相（通常为水相）转移到另一个基本不相混溶的液相（有机相）的传质过程。通过这一过程来抽提（萃取）、分离溶质的方法称溶剂萃取法。是一种分离技术，主要用于物质的分离和提纯，具有装置简单、操作容易的特点，既能用来分离、提纯大量物质，更适合于微量或痕量 物质的分离、富集，广泛应用于分析化学、原子能、冶金、电子、环境保护、生物化学和医药等领域。

太阳能蒸馏法

利用太阳辐射热从海水制取淡水。由于单位产量占用的面积大，产量受到限制。但无需人工能源,操作简便,适用于气温高和日照时间长的地区。

溴化锂吸收法

溴化锂吸收式海水淡化采用溴化锂吸收式制冷机原理，改用溴化锂对空气的开放式循环，采用特殊真空装置将溴化锂吸水后的稀溶液中的水和溴化锂分开。溴化锂浓溶液具有强烈吸水的特性，浓溶液吸水后变成稀溶液，并放出热量。采用加热和负压蒸馏就可以把稀溶液的水蒸馏出来。将溴化锂吸水机和负压多效蒸馏结合起来用于海水淡化，那就除去水和溴化锂循环所需要动力外，不要其他热源和动力。并且一直可以将海水蒸干，分离出盐和水。溴化锂吸水机也可以用于膜法海水淡化的浓海水的最后处理，不让高浓度的海水回灌影响海洋的生态平衡。也就是海水淡化的污染问题。溴化锂吸水机可以放在海边或海上的任何地方，独立在空气当中吸取水分，产品是蒸馏水。溴化锂吸水机还可以在山顶、坡顶、湖边、盐湖边，为兵站、气象站、居民和企业提供饮水和工业用水。并附带产生一定热量可以利用。溴化锂吸收和负压多效蒸馏结合，可以不需要外界热量做到海水百分之百的提取。

此外，以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中，要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。

海水淡化 - 主要用途

海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，不但可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。有时食用盐也会作为副产品被生产出来。