海水淡化可行性研究

海水淡化可行性研究（通用11篇）

海水淡化可行性研究 篇1

海水淡化设备项目可行性研究

报告

海水由于其含盐量非常高，而不能被直接使用，目前主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法。蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。反渗透膜法适用面非常的广，且脱盐率很高，因此被广泛使用。反渗透膜法首先是将海水提取上来，进行初步处理，降低海水浊度，防止细菌、藻类等微生物的生长，然后用特种高压泵增压，使海水进入反渗透膜，由于海水含盐量高，因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点，经过反渗透膜处理后的海水，其含盐量大大降低，TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化后的水质甚至优于自来水，这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。

无论是海水淡化，还是苦咸水脱盐，给水预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。在制定海水预处理方案时应充分考虑到：海水中存在大量微生物、细菌和藻类。海水中细菌、藻类的繁殖和微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦，而且会直接影响海水淡化设备及工艺管道的正常运转。周期性涨潮、退潮，海水中夹带大量泥沙，浊度变化较大，易造成海水预处理系统运转不稳定。海水具有较大腐蚀性，对系统中所采用的设备、阀门、管道件的材质要作一定筛选，耐腐性能要好。

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可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）第一章 海水淡化设备项目总论

1.1海水淡化设备项目概况

1.1.1海水淡化设备项目名称

1.1.2海水淡化设备项目建设单位 1.1.3海水淡化设备项目拟建设地点

1.1.4海水淡化设备项目建设内容与规模 1.1.5海水淡化设备项目性质

1.1.6海水淡化设备项目总投资及资金筹措

1.1.7海水淡化设备项目建设期

1.2海水淡化设备项目编制依据和原则

1.2.1海水淡化设备项目编辑依据 1.2.2海水淡化设备项目编制原则 1.3海水淡化设备项目主要技术经济指标 1.4海水淡化设备项目可行性研究结论

第二章 海水淡化设备项目背景及必要性分析

2.1海水淡化设备项目背景

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2.1.1海水淡化设备项目产品背景 2.1.2海水淡化设备项目提出理由 2.2海水淡化设备项目必要性

2.2.1海水淡化设备项目是国家战略意义的需要

2.2.2海水淡化设备项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要

2.2.3海水淡化设备项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要

第三章 海水淡化设备项目市场分析与预测

3.1产品市场现状

3.3市场形势分析预测

3.4行业未来发展前景分析

第四章 海水淡化设备项目建设规模与产品方案 4.1海水淡化设备项目建设规模

4.2海水淡化设备项目产品方案

4.3海水淡化设备项目设计产能及产值预测

第五章 海水淡化设备项目选址及建设条件

5.1海水淡化设备项目选址

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5.1.1海水淡化设备项目建设地点 5.1.2海水淡化设备项目用地性质及权属 5.1.3土地现状

5.1.4海水淡化设备项目选址意见 5.2海水淡化设备项目建设条件分析

5.2.1交通、能源供应条件 5.2.2政策及用工条件

5.2.3施工条件

5.2.4公用设施条件 5.3原材料及燃动力供应

5.3.1原材料 5.3.2燃动力供应

第六章 技术方案、设备方案与工程方案 6.1项目技术方案

6.1.1项目工艺设计原则 6.1.2生产工艺

6.2设备方案

6.2.1主要设备选型的原则 6.2.2主要生产设备 6.2.3设备配置方案

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6.2.4设备采购方式 6.3工程方案

6.3.1工程设计原则

6.3.2海水淡化设备项目主要建、构筑物工程方案

6.3.3建筑功能布局 6.3.4建筑结构

第七章 总图运输与公用辅助工程 7.1总图布置

7.1.1总平面布置原则

7.1.2总平面布置 7.1.3竖向布置

7.1.4规划用地规模与建设指标 7.2给排水系统

7.2.1给水情况

7.2.2排水情况

7.3供电系统 7.4空调采暖

7.5通风采光系统

7.6总图运输

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第八章 资源利用与节能措施

8.1资源利用分析

8.1.1土地资源利用分析 8.1.2水资源利用分析

8.1.3电能源利用分析

8.2能耗指标及分析 8.3节能措施分析

8.3.1土地资源节约措施 8.3.2水资源节约措施

8.3.3电能源节约措施

第九章 生态与环境影响分析

9.1项目自然环境

9.1.1基本概况

9.1.2气候特点

9.1.3矿产资源

9.2社会环境现状

9.2.1行政划区及人口构成 9.2.2经济建设

9.3项目主要污染物及污染源分析 9.3.1施工期

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9.3.2使用期

9.4拟采取的环境保护标准 9.4.1国家环保法律法规 9.4.2地方环保法律法规 9.4.3技术规范

9.5环境保护措施

9.5.1施工期污染减缓措施 9.5.2使用期污染减缓措施

9.5.3其它污染控制和环境管理措施

9.6环境影响结论

第十章 海水淡化设备项目劳动安全卫生及消防 10.1劳动保护与安全卫生

10.1.1安全防护 10.1.2劳动保护 10.1.3安全卫生 10.2消防

10.2.1建筑防火设计依据

10.2.2总面积布置与建筑消防设计 10.2.3消防给水及灭火设备 10.2.4消防电气

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10.3地震安全

第十一章 组织机构与人力资源配置

11.1组织机构

11.1.1组织机构设置因素分析 11.1.2项目组织管理模式

11.1.3组织机构图

11.2人员配置

11.2.1人力资源配置因素分析 11.2.2生产班制 11.2.3劳动定员

表11-1劳动定员一览表

11.2.4职工工资及福利成本分析

表11-2工资及福利估算表 11.3人员来源与培训

第十二章 海水淡化设备项目招投标方式及内容

第十三章 海水淡化设备项目实施进度方案

13.1海水淡化设备项目工程总进度

13.2海水淡化设备项目实施进度表

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第十四章 投资估算与资金筹措

14.1投资估算依据

14.2海水淡化设备项目总投资估算

表14-1海水淡化设备项目总投资估算表单位：万元

14.3建设投资估算

表14-2建设投资估算表单位：万元

14.4基础建设投资估算

表14-3基建总投资估算表单位：万元

14.5设备投资估算

表14-4设备总投资估算单位：万元

14.6流动资金估算

表14-5计算期内流动资金估算表单位：万元

14.7资金筹措

14.8资产形成第十五章 财务分析

15.1基础数据与参数选取

15.2营业收入、经营税金及附加估算

表15-1营业收入、营业税金及附加估算表单位：万元 15.3总成本费用估算

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表15-2总成本费用估算表单位：万元

15.4利润、利润分配及纳税总额预测

表15-3利润、利润分配及纳税总额估算表单位：万元 15.5现金流量预测

表15-4现金流量表单位:万元 15.6赢利能力分析

15.6.1动态盈利能力分析

16.6.2静态盈利能力分析

15.7盈亏平衡分析

15.8财务评价

表15-5财务指标汇总表

第十六章 海水淡化设备项目风险分析

16.1风险影响因素

16.1.1可能面临的风险因素 16.1.2主要风险因素识别

16.2风险影响程度及规避措施 16.2.1风险影响程度评价

16.2.2风险规避措施

第十七章 结论与建议

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17.1海水淡化设备项目结论

17.2海水淡化设备项目建议

海水淡化可行性研究 篇2

我国沿海地区人口稠密, 经济发达, 水资源需求大, 供需矛盾尤为突出, 有的城市人均水资源量占有量不足200 m3。沿海地区濒临海洋, 海水资源丰富, 因此走海水淡化之路, 是解决缺水问题的重要途径之一。

海水淡化是解决全球水资源短缺的重要战略手段之一, 有着广阔的开发前景。截至2003年, 世界上已建成和已签约建设的海水淡化厂的日处理能力达到3 600万t。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区, 淡化水可以养活世界5%的人口。随着人们对海水淡化的有效性和可靠性的普遍认同, 多种海水淡化技术也应运而生[4,5,6]。该文重点对现行的多种处理方法 (离子交换法、电渗析法、膜处理法和其他方法) 进行比较, 并对膜处理技术在海水淡化工程中的优势进行分析, 对未来的技术发展进行探讨和展望。

1 一般海水淡化方法的比较

1.1 离子交换法 (IE)

离子交换法是目前除盐最彻底的水处理技术。预处理由于简单、工艺成熟、出水稳定、初期投入低等优点使其在海水淡化工程中普遍应用。但是该方法仅仅在原水含盐量低的应用区域运行成本较低, 而在含盐量高的区域, 运行成本高降低了它在海水淡化除盐中的经济优势。并且由于离子交换床阀门众多带来的操作复杂的问题以及再生废水和床层繁殖细菌造成的环境威胁严重阻碍了离子交换法的广泛应用。

1.2 电渗析法 (ED)

电渗析过程工艺简单, 除盐率高, 操作方便。但是水回收率低, 而且对不带电荷的物质如有机物、胶体、微生物、悬浮物等无脱除能力, 存在对水质要求较严格, 需对原水进行预处理等缺点。这使其在苦咸水淡化工程中的应用受到局限。

1.3 其他方法

1.3.1 膜蒸馏 (MED) 。

膜蒸馏法截留率高, 操作压力较其他膜分离技术低, 并且可以有效利用余热等廉价能源满足相对较低的操作温度。但是膜蒸馏方法面临的问题主要在于缺乏价格低、通量大, 耐用性好的膜———尤其是中空纤维膜, 尚未设计出传热、传质性能优良的膜组件, 并且膜蒸馏过程中的膜污染和膜润湿问题没有得到解决。同时热量利用率低和膜蒸馏过程能耗大的问题依然存在。因此膜蒸馏方法的应用也受到了限制。

1.3.2 多级闪蒸 (MSF) 。

多级闪蒸从20世纪70年代开始就大量使用, 技术已经成熟, 但是从投资、材料、能耗、运行管理等方面考虑都限制了该方法在苦咸水淡化工程中的应用。

1.3.3 冷冻法。

冷冻法处理苦咸水能耗高, 难以规模化, 只能取出水中无机盐离子, 因而难以得到推广。

2 反渗透技术处理海水淡化

2.1 反渗透法处理的优势

反渗透技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等优点。若与石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等水处理工艺配合使用, 则除盐效果更佳。尤其是当原水含盐量较高时反渗透膜处理对运行成本影响不大。反渗透技术有效弥补了水回收率低的弊端, 并且对于有机物、胶体、微生物、悬浮物等有较好的脱除能力。因此, 反渗透技术在海水淡化效率上明显超过电渗析法。此外, 反渗透技术中的膜和膜组件比较成熟, 为其在海水淡化中的广泛应用提供了可靠的技术支持。并且反渗透技术投资和能耗较少, 容易实现自动控制, 因此较其余膜分离技术和多级闪蒸技术更有优势。

2.2 反渗透法优于离子交换法

2.2.1 酸碱消耗与环保。

反渗透法较离子交换法更加环保、安全。因为离子交换法再处理过程中需要消耗大量的酸和碱, 在酸、碱贮运、树脂再生过程中会产生的酸碱废水, 造成环保问题以及安全隐患。

2.2.2 浓水回收率。

通常, 反渗透法和离子交换法的回收率分别在75%、88%左右。虽然反渗透浓水的盐分较高, 但是浊度较好。因此, 对水重复利用较好的可以将浓水引入到其他系统以提高回收率。

2.2.3 运行成本。

反渗透法的运行成本明显低于离子交换法。反渗透除盐方法外, 人工干预小, 容易实现自动控制, 人工成本低, 与比离子交换法相比年节约成本112万元 (表1) 。

2.2.4 占地面积。

与反渗透法相比, 离子交换法需要酸、碱再生需要酸、碱贮槽和废水处理池等。因此, 反渗透法占地面积相对较小。

(元/t)

注:原水、盐酸、碱的价格分别为1.5、500.0、1 000.0元/t, 电耗成本价格为0.48元/kW·h。

综上所述, 从长期效益来看, 无论在水处理质量上, 还是综合经济效益方面反渗透法比离子交换法有优势, 在节约成本的同时也降低了由于酸碱等废液引起的环境污染, 因此反渗透法在海水淡化工程上的经济效益最高。

参考文献

[1]周飒, 邓时海, 章腾, 等.10000m/d海水淡化可行性研究报告[EB/OL]. (2011-07-14) [2013-04-28].http://wenku.baidu.com/view/18a1c5f046 93daef5ef73d0b.html.

[2]杨学祥.中国北方干旱趋势与水资源开发利用[J].科学新闻, 2000 (32) :14.

[3]杨学祥.土地沙漠化——全球性环境问题[J].科学新闻, 2000 (46) :18.

[4]孙晶, 马太玲, 冮明峰.离子交换法和反渗法能耗比较[J].内蒙古水利, 2010, (2) :14-16.

[5]冯斐.热电厂化学水处理反渗透和离子交换系统在运用中的对比分析[J].石河子科技, 2011 (5) :42-43.

海水海冰淡化 篇3

海水是咸的，那为什么生活在海洋中的鱼没有被“渴”死呢?

我们都知道这样一种物理现象：如果把容器用一个半渗透性薄膜隔开，左边盛着含盐量高的水，右边盛着含盐量低的水，那么，右边的水就会向左边渗透，直到两边含盐量相等为止。鱼的皮肤表层、口腔黏膜、鳃以至所有器官和组织的单个细胞的膜都是这种半渗透薄膜，而海鱼体中的盐量通常比海水中的低，因此，海鱼体内的水分会自动向体外渗出，使体内含盐量增高。为了补偿渗出的水并且保持体内一定的含盐水平，它必须多补充水，而且，要把它喝进去的咸水变成淡水，因此，一种高效安全的“排盐装置”对海鱼来说是非常必要的。海鱼的这一“装置”不是肾脏，因为肾脏只能排除低度盐水，而且在排除盐分的同时，还要排除大量的水，这是不适宜的。它利用的是鳃里的一种特殊的细胞组织，科学家们称之为“氯化物分泌细胞”。它像过滤器一样，能把鱼体内过多的盐分迅速排出体外，好像是座淡水车间，效率相当高，即使世界上最先进的“海水淡化器”也望尘莫及。因此，尽管体内淡水不断通过皮肤往外渗，它还可以不断喝进大量海水来“解渴”。

鱼用自己的方法从海水中提取淡水满足自身需要，人类对淡水的需要更是超出我们的想象。面对浩瀚的海洋，我们如何把它变成我们的淡水资源呢?下面介绍一下海水淡化、海冰淡化的当前状况。

趋于成熟的海水淡化

海水淡化方法目前主要有以下几种：

蒸馏法 最早采用的海水淡化技术，是海水淡化最主要的方法。蒸馏法海水淡化是将海水加热蒸发，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程。蒸馏法具有其他淡化方法不可比拟的特点：设备简单可靠；受原水浓度限制较小，即当料液浓度变化时，蒸发过程的条件改变不大，能耗变化较小，故蒸馏法更加适合于海水及高浓度苦咸水淡化；海水蒸发所得的水就是蒸馏水，水质较高；直接利用热能，较为经济。

蒸馏法的优点是工艺简单易于实现，并不受水中含盐量的限制，适用于余废热可利用的项目，设备容量大，所产淡水水质纯度较高，产品水含盐量为2～10毫克／升，装置进水可不经预处理直接由海水提供。故该装置多用于沿海的火力发电厂、核电站。其缺点是能耗多、设备费用高，存在设备、管路结垢与腐蚀问题。

反渗透法(超过滤法)一种膜分离技术，利用选择性半透膜装置，当连通器盐水侧对液体压力P大于渗透压H时，盐水中的水分子将通过半透膜而溶质仍被半透膜隔离于盐水侧，致使盐水浓度加大，这个过程与自然界正常渗透过程相反，称为反渗透。为使反渗透装置正常运行，盐水侧压力必须高于渗透压H，一般在4～7兆帕范围内。

反渗透装置投资省、能耗低、建设周期短易于自动控制，适用于海水、苦咸水大中型规模的淡化工程，装置体积小，设备及操作简单，且在常温下操作，设备的腐蚀和结垢程度较轻。存在的问题是膜的寿命和抗污染性能。与其他海水淡化法相比，反渗透法淡化海水的最大优点是节能。此外，所用的膜是卫生的高分子材料，能完全截留细菌、病毒、重金属离子等有害物质，有利于人体健康。所以用反渗透法淡化海水，配以其他技术，可保留海水中存在的对人体有益的多种微量矿物质，是可以直接生饮的安全饮用水。

真空冷冻法 真空冷冻一汽相冷凝海水淡化新技术是依据海水的三相点理论，使海水同时蒸发与结冰的一种低能耗、轻腐蚀结垢的海水淡化方法。海水三相点是使海水汽、液、固三相共存并达到平衡的一个特殊点。若压力或温度偏离该三相点，平衡被破坏，三相会自动趋于一相或两相。

真空冷冻法海水淡化正是利用海水的三相点原理，以水自身为制冷剂，使海水同时蒸发与结冰，冰晶再经分离、洗涤而得到淡化水的一种低成本的淡化方法，与蒸馏法、膜法相比，能耗低，腐蚀、结垢轻，预处理简单，设备投资小，并可处理高含盐量的海水，是一种较理想的海水淡化方法。国外早在20世纪60年代就已开始研究，但目前为止尚没有商业化，主要原因在于过程中产生的三相点蒸汽难以去除和冰晶的输送、洗涤较难。

以上介绍了现在社会常用的海水大规模制取淡水的方法。在日常生活中，有需要就有创造力。

最近西方发达国家设计出一种救生用小型风力海水淡化器，该海水淡化器由一个风力发动机和一些水平的同轴分配器组成，分配器与浸泡、吸附盐水的似灯芯材料接触。风能在液体的热介质中直接转换成摩擦热能，在直接连接到风力发动机的旋转轴与第一个分配器之间形成一个盐水薄层；摩擦热能在所有分配器上循环传递，不断增加着蒸馏水的产量。此蒸发器由风力驱动。当不用时，叶片可折叠存放。装置外部直径0．15米，长度0．35米。预计产水性能：当风速为6米／秒时，产淡水1．5千克／天以上，足够1人每天的用量。以后人们出海作业再也不用担心淡水问题了。

看来，伴随着科技的日新月异，必将涌现更多性能好、高节能的海水淡化方法。

前途光明的海冰淡化

海冰淡化，顾名思义，就是从海冰中提取淡水。从冷冻原理我们知道，海水结冰形成海冰，在结冰的同时大量的盐分被排除在冰晶之外。大家认为海冰就是纯净冰晶吗?答案是否定的。海冰中是含有盐分的，海冰里的盐分是海冰形成过程中包裹的海水，也就是所谓的盐泡。把海冰击碎盐泡也随之破碎，盐水就会流出。但是由于冰温较低，盐泡中盐水黏度较大，盐泡破碎后盐水都粘附在冰表面。给以外力或降低黏度，使盐水从冰表面脱掉，这就是海冰淡化的基本原理。

同海水淡化一样，海冰淡化技术也有了突破性的进展。以中国的环渤海地区为例：中国科学家已能将渤海海冰作为淡水资源加以利用，灌溉农田、养殖淡水鱼，在世界上做出了一项具有原始创新性的工作。

环渤海地区是我国经济发达和城市化水平较高的地区之一，然而，水资源严重不足已成为制约该区经济社会可持续发展的主要因素。而海冰淡化恰恰可以解决环渤海地区的水资源问题。该地区冬季气温较低，每年结冰期长，结冰量大，可开采的海冰不少于400亿立方米，相当于南水北调三条线调水量的总和。渤海湾冰区，海冰盐度为0．14％～0．4％，平均为0．26％。若对海冰融水再成冰，其盐度降低幅度在40％～70％，融水盐度可到0．05％～0．2％。可见研究利用沿海地区的海冰融水是开辟新水源的一种重要方式。

另外这些资源在冬天采集收存，春夏加以利用，是丰富的淡水资源的原材料，而且这种资源只要有较低的温度作为保障可以取之不竭。可见海冰淡化是解决环渤海地区水资源短缺的创新技术，与海水淡化工程相比较，海冰淡化示范工程在投资额、产水量、造水成本、大规模战略水资源储备等方面都具有明显优势。

海冰作为淡水资源，其主要限制因子是海冰融水的盐度和碱度。我国北方沿海地区海冰融水盐度在该区作物生长的容许范围内，可直接用于灌溉农田。同时，渤海海冰融水也可作为城市清洁(环境卫生)用水和一些工矿企业设备冷却用水。

我国水资源匮乏，又是海洋大国，沿海城市一半以上缺水，所以海水淡化、海冰淡化应作为解决沿海和岛屿水资源不足的重要途径和方法之一。应加快海水淡化开发利用的战略对策研究和实践，使我们国家不但是海洋大国，还要成为海洋利用强国。

海水淡化走向城市阅读答案 篇4

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。

海水淡化产业发展现状及前景分析 篇5

世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。

中国也属于世界上贫水国之一，人均淡水资源仅为世界人均量的1/4，并且水资源分布不均，大量的淡水集中在南方，北方淡水资源仅为南方的1/4。可以说，整个淡水资源形势不容乐观。

前瞻产业研究院数据显示：近年来，我国海水淡化有了较快的发展，产业化发展态势良好。到2011年底，我国已建成海水淡化能力达66万立方米/日。其中，浙江省的海水淡化总产水能力已达11万立方米/日，约占全国总产能的16%。

经过多年的科技攻关，中国在海水淡化、海水直接利用等海水利用关键技术方面取得重大突破，技术经济日趋合理。部分技术如低温多效海水淡化技术、海水循环冷却技术已跻身国际先进水平。目前中国海水淡化已基本具备了产业化发展条件。

2012年以来，国务院办公厅以及国家发改委、科技部等部门，陆续出台了《关于加快发展海水淡化产业的意见》、《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》和《海水淡化产业发展“十二五”规划》，凸显了我国发展海水淡化产业的决心。在我国国家政策和规划先行的背景下，未来我国的海水淡化市场面临着巨大的机遇。

前瞻网《2013-2017年中国海水淡化产业深度调研与投资战略规划分析报告》共十一章。首先介绍了海水淡化的定义、处理工艺等，接着分析了国际国内海水利用行业和海水淡化产业的现状，并对中国海水淡化等其他水处理工业的财务状况进行了详实全面的分析。随后，报告对海水淡化产业做了区域发展分析、技术研发分析、装置发展分析和重点企业经营状况分析。最后分析了海水淡化产业的未来前景。

海水淡化可行性研究 篇6

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

太阳能海水淡化技术研究进展 篇7

淡水是人类赖以生存和发展的基本物质之一。目前, 全世界大约三分之一的人口生活在缺水地区。到2025年, 这个数字将会增加到三分之二。虽然地球表面四分之三的面积是被水所覆盖, 其中97.3%的水是不能饮用的海水, 其余2.7%的水为淡水, 淡水中90%分布在地球两极的冰川里, 可供人类生产生活的用水仅剩下0.27%。

目前一些解决淡水资源短缺的有效措施只能改善对现有淡水的使用, 并没有使淡水资源增加, 唯一增加淡水资源的方法就是对海水进行淡化处理。过去的几十年, 海水淡化技术得到了很大的发展, 其中多效蒸馏法、反渗透法和多级闪蒸法在工程上都有较大规模的应用[1]。然而传统的海水淡化技术投资高, 能源消耗大, 所消耗能量主要来自石油和煤炭等化石燃料, 在此过程中又造成了新的污染。太阳能是一种分布广、储量多的可再生能源, 将太阳能技术与传统海水淡化技术相结合, 将成为21世纪解决水资源紧缺的有效措施。

1 太阳能海水淡化系统的分类

太阳能海水淡化主要借助太阳所产生的热能或电力, 使具有一定浓度的海水重新组合。其分类如下:

一是利用太阳所产生的热能驱动海水发生相变并进行分离, 对分离的水蒸汽进行冷凝, 产生淡水。此种方法又可以分为直接法和间接法:直接法是在太阳能集热器中将收集到的热能用于海水淡化;间接法是将太阳能集热器与海水淡化系统分开, 海水吸收热量蒸发, 蒸汽在海水淡化系统中生成淡水。太阳能蒸馏系统还可以分为主动式和被动式两类, 主动式太阳能蒸馏系统是通过外部太阳能集热系统将热能输入到系统中提高蒸馏器的蒸发作用。如果没有外部热能输入的则为被动式太阳能蒸馏系统。主动式太阳能蒸馏系统可以使用聚光集热装置, 使得运行温度得到提高, 在海水淡化系统中蒸汽的汽化潜热得到了利用、回热装置的使用和传热传质的强化使得系统整体效率得到了提升, 是目前太阳能海水淡化技术研究的重点方向。被动式海水蒸馏系统早在1872年由瑞典工程师Wilson在智利北部建造使用, 晴天每天可产淡水23吨。

二是利用太阳能产生的直流电场使海水中的离子定向迁移, 通过离子交换膜实现溶质和溶剂的分离, 达到海水淡化的目的。也可以利用太阳能独立光伏发电系统或并网光伏发电系统产生的电力驱动高压泵, 利用反渗析原理实现海水淡化的目的。

2 传统太阳能海水淡化系统的研究

传统太阳能海水淡化系统又称为被动式太阳能海水淡化系统, 装置中不存在任何利用电能驱动的动力单元, 也不存在利用附加的太阳能集热器等部件进行主动加热的太阳能海水淡化装置。这类系统设计简单、综合成本较低、不需要专业维护人员维护, 但也存在单位采光面积产水量较低的缺点, 这主要是由于:

(1) 装置中海水的总热容量太大, 减缓了装置中海水温度的增加速率, 减少了装置出水时间和出水量;

(2) 水蒸汽的凝结潜热未被利用, 这部分热量还使得盖板温度升高, 减小了与海水的温差, 减弱了凝结速度;

(3) 系统中采用自然对流换热形式, 没有太高的传热传质效率, 限制了系统的总体效能。

张小艳等[2]对多级迭盘式太阳能蒸馏器进行了实验研究, 利用多级迭盘结构对凝结潜热进行重复利用, 强化冷凝效果, 通过比较单级、两级、三级的单位能耗产水率, 发现在较高温度段 (>70℃) 运行时, 性能更理想。V.Velmurugan[3]等在传统太阳能海水蒸馏盘中安装肋片, 使得吸收太阳能的有效面积增大, 加快了海水温升的速度, 提高了系统的产水率, 经过理论和实验对比研究, 发现安装肋片后的系统产水率增加了45.5%。A.E.Kabeel[4]将太阳能蒸馏器底盘设计成半球形, 在半球形底盘内铺设涂成黑色的棉质材料, 利用毛细效应尽可能减少盘内海水容量, 减小海水热惰性, 增加了海水蒸发的有效面积, 并将玻璃盖板设计成金字塔形, 由四面倾角为45°的玻璃盖板组成, 增大了海水吸收的光能, 避免了太阳移动造成的阴影对海水蒸馏器的不利影响。经过实验研究, 发现系统在晴天的平均产水率为4.1L/m2, 系统最大瞬时效率为45%。

3 太阳能与传统海水淡化技术相结合的研究

与传统的海水淡化技术相结合, 是太阳能海水淡化技术的研究重点。传统的海水淡化技术, 有着成熟的设计方案、工程经验。在传统海水淡化系统中配备太阳能系统及其他附属装置, 对内部的传热传质过程进行强化, 对系统在蒸汽凝结过程中释放的潜热进行回收, 因而这类系统的产水量比传统太阳能蒸馏系统要高数倍。目前, 太阳能与海水淡化技术结合需要考虑以下几个方面:

(1) 太阳能的能量不稳定性对传统海水淡化系统的影响, 尤其是对造水比的影响;

(2) 是否需要对海水进行预处理;

(3) 发展利于太阳能技术与海水淡化装置耦合的储能装置, 降低淡化水成本。

目前世界上海水淡化方法中最具有技术优势和商业竞争力的是多级闪蒸法、多效蒸馏法和反渗透法, 它们代表了不同的淡化理念和淡化思路, 下文将分别从多级闪蒸和多效蒸馏两个方面来阐述太阳能与海水淡化方法的结合以及研究进展。

3.1 太阳能多级闪蒸海水淡化技术

多级闪蒸海水淡化技术是海湾地区国家普遍使用的一种淡化技术。中等规模太阳能多级闪蒸海水淡化系统最近才开始投入使用。多级闪蒸海水技术具有运行特性简单和易于规模控制等优点, 但该技术存在的缺点是要求负荷稳定, 需要对各级压力进行精确控制, 而且各级之间的正常运行有一定时间差。鉴于太阳能集热具有不稳定性, 有些学者就认为传统多级闪蒸海水淡化技术很难适应太阳能作为热源的不稳定条件, 一些学者为了改进系统提出了要对进料海水温度进行调节, 避免太阳能的波动给系统带来的不利影响。Atlantis公司的“自动闪蒸”系统成功将多级海水淡化系统与多变热源相结合, 系统中安装级内被动压力调节系统, 不使用任何机械或电子控制单元就能解决太阳能与多级闪蒸海水淡化系统的匹配问题, 并能在30℃～90℃范围内工作。

3.2 太阳能多效蒸发海水淡化技术

与多级闪蒸海水淡化技术相比, 多效蒸发海水淡化技术具有更多适合与太阳能结合的优点: (1) 多效蒸发海水淡化技术对进料海水温度要求不高, 可以利用低温热源 (65℃～70℃的蒸汽或水) , 工作过程不需要大量海水循环利用, 因而所需的动力设备较少[5]; (2) 设备腐蚀情况要好于太阳能多级闪蒸海水淡化系统, 节省了使用大量化学除垢剂费用; (3) 多效海水淡化技术的性能系数与效率之间对应关系比较严格。所以多效蒸发海水淡化技术最适合与太阳能技术相结合。

早在1984年, 阿布扎比建造的一座太阳能平板集热器供热多效蒸发海水淡化系统, 装置造水比是12.4。但是由于太阳能集热系统效率低, 影响了太阳能多效蒸馏海水淡化系统的大规模工程化应用, 开展这方面的研究就成为国内外学者关注的热点。Jimmy Leblanc设计安装了一台3效太阳能多效蒸馏海水淡化装置, 装置热量由盐度梯度太阳集热池来提供, 系统第一效蒸汽温度稳定保持在68℃, 日产水量在2300L左右。刘业凤等[6]根据潮汐能和太阳能特点, 结合多效蒸发海水淡化技术, 提出了一种新型太阳能多效蒸发海水淡化装置, 利用太阳能集热器来提供热能, 潮汐能代替水泵和真空泵来提供动力, 大量降低系统电力消耗。

4 结语与展望

海水淡化技术是一项能源密集的高新科技, 是解决淡水短缺的最有效途径。太阳能是清洁友好的可再生能源。因此, 将太阳能利用技术与海水淡化技术有机结合将是海水淡化发展的一个热点。但在发展中应避免形成以能源换水源→加重能源紧缺和环境污染 (尤其是水质污染) →水源更加紧缺的恶性循环[7]。将太阳能海水淡化系统运行过程真正优化为大自然水循环过程, 成为最经济环保的生态新技术。

为了降低太阳能海水淡化成本, 提高装置效率, 改善技术耦合性。应从以下几个方面开展工作:

(1) 研发新型海水淡化材料和太阳能收集系统, 改进现有系统来提高效率和降低成本;

(2) 发展新的海水淡化技术, 在探索新技术过程中, 将多种海水淡化技术进行耦合和集成。

参考文献

[1]Akili D.Khawaji, Ibrahim K.Kutubkhananh, Jong MihnWie.Advances in Seawater Desalination Technologies[J].Desalination, 2008, 221:47-56.

[2]张小艳, 郑宏飞, 张联英.多级迭盘式太阳能蒸馏器的实验研究[J].水处理技术, 2003, 29 (8) :233-235.

[3]V.Velmurugan, M.Gopalakrishnan, R.Raghu et al.Singlebasin solar still with fin for enhancing productivity[J].EnergyConversion and Management.2008, 49:2602-2608.

[4]A.E.Kabeel.Performance of solar still with a concave wickevaporation surface[J].Energy, 2009, 34:1504-1509.

[5]M.A.Sharaf, A.S.Nafey, Lourdes.Exergy and thermo-economic analyses of a combined solar organic cycle with multieffect distillation (MED) desalination process[J].Desalination, 2011, 272:135-147.

[6]刘业凤, 赵奎文.潮汐能太阳能多效蒸馏海水淡化装置的研究[J].太阳能学报, 2009, 30 (3) :311-314.

海水淡化的故事 篇8

宋代有位叫周密的学者，在他的著作《癸辛杂志》中记述了这样一件传奇故事：在华亭的市场上，有个卖古旧物品的杂货摊，其中摆着个稀罕物件——“如桶而无底，质地非木非竹非金（金：泛指金属）非石，既不知其名，亦不知何用。”此物在摊上摆了多时，无人识得，也无人问津。一日，一位海船老船商逛市场，看到此物，惊喜交加，摆弄不已，并问摊主，要价几何？摊主见他那个样子，知道是个识货者，买了一定有什么用处。于是，他鼓了鼓肚皮，大着胆子说，您给三百缗吧！（缗：古代一千个一文的铜钱用绳穿在一起，叫一贯，也叫一缗。宋代一贯定为七百七十枚铜钱。）不料，那老船商一文未砍，爽快地买下了这件稀罕物。

摊主深感奇怪，不知老船商为何肯出如此高价买去这件多年没人要的东西，便说道：“买卖既已成交，我绝无反悔之意，只是不知此为何物，有何用处，还望客商赐教。”

老船商喜形于色地说：“这是件稀世之宝，名为‘海井’。你们生活在村镇之人，饮水有井水河水，我们长期在海上航行的人，不能携带大河深井呀，船上要储备大量淡水也是件很难办的事。有了这个‘海井’就大大方便了。只要在船上预备个较大的容器，把这个宝贝放在里面，再贮进海水，海水就会变成甘泉。”现在想来，这不正是一个高效、简便的海水淡化装置吗！

大家知道，海水是不能饮用的，喝了海水，不但不解渴，还会中毒，可人们又一日都离不开淡

水呀，这个问题一直困扰着古代的航海者。我国自宋代以来，航海事业迅速发展，到明代发展至高峰。人们对海水淡化的渴望可想而知！无独有偶。清代，又出现了“定水带”的传奇——学者董含在其《莼乡赘笔》中记述了这样一件事：在京城一个旧物杂货市场上，有人出售一个高三尺许，宽二寸多的古铁物件，它中间虚空，两面有类似鼓钉的凸起，外表锈蚀已看不大清楚。摊主想换数十文钱，但一直无人问津。一天，高丽国的使者闲逛，发现了此物，在一旁不动声色地观看了好长时间，问卖多少钱？摊主说：“五十金。”高丽使者如数给了，并命一随从背着那物件急忙先走了。在一旁观看的人问这物件叫何名，高丽使者说：“这是昔日大禹治水使用的‘定水带’。它除了有定水的功能外，还能将苦咸的海水过滤成甘泉，是个至宝啊！”有好事者跟随至高丽馆舍进行试验。使者命人“贮苦水数斛，搅之以盐，投以带，沸作鱼眼”，不一会儿，水就变得甘洌无比了，在场的人无不惊叹。

“海井”和“定水带”都是中国古代的传说，但表达了古人对淡化海水的迫切需求及其工作原理的古朴想象。

百年前伊丽莎白女王的悬赏

航海者渴望淡化海水是个世界性的话题。

16世纪时，随着大英帝国海外扩张的加剧，英国女王曾颁布过一道命令：对发明廉价淡化海水方法者给予一万英镑的奖金。当时的一万英镑可不是一笔小数目，大约折合今天的人民币700多万元。有趣的是，四百年以来竟没有哪位科学家夺得这笔奖金，据说，至今英国政府宣布女王当年的悬赏仍然有效，可见廉价淡化海水的课题之难、需求之迫切。

地球上淡水之缺现状

首先，水是一种无可替代的资源。

大家知道，石油是一种可贵的能源，随着各国的长期开采，储量是越来越少了。但它可以用别的能源替代，如太阳能、风能、潮汐能、页岩气、酒精等。唯有水，尤其是淡水，世界上没有任何一种东西可以替代它。同学们可以想一想，除了水，喝什么能解渴？有的人可能会说：“夏天喝冰镇饮料能解渴。”哈哈，这正是因为饮料当中含有大量的水呀！

淡水的无可替代性，确定了它的稀缺性。很多地方立有这样的公益广告牌：水——生命之源。节约用水，保护水资源。否则，世界上最后一滴水将是人的眼泪！这可不是故弄玄虚吓唬人。因为地球上淡水资源实在缺乏！

同学们都知道，地球是个大水球，可97%是不能直接饮用的海水，陆地上的淡水资源只占地球水体总量的2.53%，而且大部分被封存在南极和格陵兰的固体冰川内。全球真正可有效利用的淡水资源不足1%。目前，在全世界196个国家和地区中，有100多个国家缺水。其中，被列为严重缺水的有马耳他、科威特、利比亚、新加坡、沙特阿拉伯、以色列、埃及、肯尼亚、中国等28个国家，不少国家出现水荒。例如马耳他，年人均可用水量只有82立方米，其缺水程度位居世界之首。从人口上讲，目前全世界有15亿人缺少饮用水。这个数字到2050年有可能达到20亿之多。

海水淡化技术发展

随着世界经济和人口的发展，各国对淡水的需求缺口越来越大。为解决淡水问题，各国想尽了办法，如跨流域调水、节约用水、污水净化再利用等。然而这只是水资源的时空位移，并不能增加淡水资源的总量。于是，人们再次将目光投向汪洋大海，希冀将那取之不尽的苦涩海水变成可以饮用和使用的淡水。

经过多年的努力，科学家们发明了多种淡化海水的方法，如蒸馏法、薄膜反渗透法、离子交换法、电渗析法、压渗法、水合物法、溶剂萃取法等。目前用得最广的是蒸馏法和薄膜法，全球日产淡化水在2 800万吨左右。其中淡化海水较多的是以色列、沙特阿拉伯等中东地区的国家，已占其淡水供应总量的80%以上。

中国人的海水淡化之路

在我国，由于水资源短缺、生态退化、水污染加剧等原因，目前已有100多个城市严重缺水。国家领导人多年前就指出：“海水淡化这条路非走不可。要把这一问题作为战略问题来抓。”目前，我国已有天津、青岛、辽宁和浙江沿海的一些岛屿开展了海水淡化工作，其中天津市走在了前面——起步早，技术先进，规模也大。

1990年，天津海洋研究所研制成功了一种耗能少、造水能力强、吨水成本低的“低温压汽海水淡化装置”。这种装置，以一台千吨级的计算，吨水成本约2.5～3元人民币，比当时国际脱盐学会公布的吨水成本数字还要低些，具有实际应用推广价值：此后，天津工业大学开发出了具有自主知识产权的中空纤维膜进行水预处理技术，研制出了我国第一套实用性连续微滤装置，在填补了国内空白的同时，成为国际上少数可生产该设备的单位之一。该项技术可取代传统工艺作为反渗透系统过滤，应用于地表水、地下水和中水回用的净化处理以及海水淡化的预处理，具有广阔的市场前景。

多年来，天津市一直致力于海水淡化和海水利用的研究，到2013年底，已有5个海水淡化项目，日产量达到31.6万吨。据不完全统计，天津已累计供应淡化海水600多万吨。淡化海水已经成为城镇居民生产生活及船舶、海上平台作业等诸多方面的重要水源。在建的天津开发区南港海水淡化与工业制盐一体化项目投产后，将实现海水淡化日产量60万吨。

另外，2002年6月，国家海洋局海水淡化与综合利用研究所和有关方面合作，在青岛启动了我国第一个自主知识产权的海水淡化示范基地工程。该示范工程为“十五”国家重大科技攻关课题，名曰“3000吨/日低温多效海水淡化示范工程”。该工程的启动，对缓解我国沿海地区淡水资源短缺危机，起到了极大的示范和推动作用。

苦咸水淡化

海水淡化实际上还包括沿海地区地下苦咸水的淡化。调查显示，沿海地下苦咸水是我国第二潜在水源，仅华北地区就蕴含有58亿立方米的浅层苦咸水。长期饮用这种水，可导致人、畜骨质疏松、牙齿黑斑，严重的还可引发癌症。天津海水淡化与综合利用研究所应用纳滤技术，将含盐量为15 000毫克/升的浅层苦咸水淡化为含盐量小于300毫克/升的可直接饮用水，每吨水的运行成本还不到3元钱。这项技术，使天津市不少居民摆脱了长期饮用苦咸水的处境。另外，2001年4月河北省黄骅市还建成了日产淡水1.8万吨的苦咸水淡化工程。该工程采用复合反渗透膜核心技术，单膜脱盐率在99.2%以上，达到了国际先进水平。

开采浅层苦咸水的收益不只是得到了淡水，它也是一项改善生态环境的举措。首先，它不破坏地壳（抽取中深层地下淡水，往往造成地面沉降）：第二，可将浅层苦咸水的储存区域让位于降水，长期的良性循环可减少土壤的盐分。土壤和水质的改善，有利于农作物的生产。

海水淡化前景美妙

有关专家指出，21世纪是“海洋的世纪”，各国都要在海洋方面大做文章，其中海水淡化是个重头戏。目前，海水淡化作为一项高新技术的产业，正在得到各国的重视，美国华尔街的专业人士甚至预言，继IT股和生物股之后，海水淡化公司的股票将成为炙手可热的新兴成长股。由此可见海水淡化的重要和美妙前景。

烟气海水脱硫系统运行研究分析 篇9

摘要：介绍了妈湾电厂烟气海水脱硫系统的`脱硫机理、主要流程、设计参数和运行状况,从设计和运行维护上分析研究了影响脱硫效率和海水排放品质的原因,指出妈湾电厂烟气海水脱硫系统技术应用成熟,建议通过试验和改进措施来降低脱硫系统运行成本.作 者：陈启胜 高亮明 作者单位：陈启胜(深能合和电力(河源)有限公司)

高亮明(深圳妈湾电力有限公司)

海水淡化可行性研究 篇10

采用多环芳烃检测、LC50检测和发光细菌检测3种方法对重柴油污染的`生态毒性进行初步研究.研究结果表明:重柴油中检测出16种有毒有害多环芳烃化合物;对海洋生物日本大螯蜚半致死质量浓度(LC50)为0.105 mg/L;发光细菌检测生态毒性相当氯化汞质量浓度为0.088 mg/L,表明发光细菌法检测海水油污染生态毒性是一种可行的方法.

作 者：刘长安 姜洋 王慧 张帆 关道明 LIU Chang-an JIANG Yang WANG Hui ZHANG Fan GUAN Dao-ming 作者单位：刘长安,张帆,关道明,LIU Chang-an,ZHANG Fan,GUAN Dao-ming(国家海洋环境监测中心,辽宁,大连,116023)

姜洋,王慧,JIANG Yang,WANG Hui(国家海洋环境监测中心,辽宁,大连,116023;大连水产学院,辽宁,大连,116023)

海水淡化，应对水危机 篇11

水资源短缺是当今全球面临的最大的挑战之一。在下一世纪，人类所面临的水危机将比能源匮乏对人类活动的影响更大。据估计，世界上有五分之一的人口没有获得安全饮用水，而有超过三分之一的人口居住在供水紧张的国家；由于相对于水资源的人口迅速增长，这一比例仍将会增加，预计到2025年，这一数字会上升到三分之二。那些生活在沿海社区、干旱地区、以及其他供水有问题地区的人们正在寻找解决其水资源短缺问题的办法。地球表面有70%被海水覆盖，有前景的饮用水来源之一正是世界上几乎取之不尽的海水，而海水淡化也正在证明其自身是一个日益可行的解决方案。

海水淡化（脱盐）是指一种过程，该过程去除盐水或半盐水中的盐及其他矿物质，以生产饮用水，或者是用于灌溉和工业用的水。在过去十年，全球海水淡化市场呈现出上升趋势，水资源紧张国家的海水淡化设施建设大幅增长。Visiongain公司确认2012年全球海水淡化市场的价值达到了183.7亿美元。而GBI research公司预测，2010到2020年间，全球海水淡化累积合同市场容量有10.5%的年复合增长率，预计到2020年，全球海水淡化技术市场将超过520亿美元。

本文将从全球海水淡化市场的现状、先进技术和材料、所用能源以及对环境的影响等方面，探讨海水淡化技术未来的发展。

当前海水淡化市场及常用技术

海水淡化在亚洲和太平洋国家被广泛接受，如中国、印度和澳大利亚，在那里有大量人口居住在淡水资源有限的沿海地区。在北美地区海水淡化也有抬头，美国几乎所有的州都有海水淡化厂，其中大多数专门为工业用途设计。在欧洲，海水淡化主要用于市政目的，但在工业上的应用也在增加。西班牙是世界上顶尖的五个海水淡化国家之一。在欧洲，特别是西班牙的旅游业的增长，也推动了其提高海水淡化能力的需求。

2012年年中，全球饮用水的生产能力为8千万m3/天，而其中多数是在中东和北非地区。到2016年，全球通过海水淡化生产的水预计将超过380亿m3每年。目前全球产能的三分之二处理海水，另三分之一使用淡盐自流水。

中东地区在海水淡化市场占主导地位，并有望继续扩大其在海水淡化方面的种种努力。全球主要海水淡化国家包括沙特阿拉伯、美国、阿联酋、西班牙、科威特、阿尔及利亚、中国、卡塔尔、日本、澳大利亚和印度。世界上最大的海水淡化厂是位于阿拉伯联合酋长国的Jebel Ali海水淡化厂二期，其生产能力为94.8万m3/天。

当前主要的海水淡化技术有反向和正向渗透、多效蒸馏（MED）、多级闪蒸（MSF）、电渗析（ED）、电渗析逆转（EDR）和去离子（EDI）、替代和混合海水淡化。目前全球有超过14000个海水淡化厂，反向渗透厂主导市场，它占2011年全球产能的60%；在这之前最突出的是使用蒸汽的多级闪蒸热过程，2011年，多级闪蒸占全球产能的26%。就地区而言，反向渗透仍然在北美地区占主导地位，欧洲、澳大利亚和大洋洲都青睐反向渗透技术，但亚洲更倾向于使用反向渗透和多级闪蒸技术，并且多级闪蒸技术主导非洲。

至今为止，反向渗透是最节能的海水淡化技术，也是任何新的海水淡化技术的比较基准，其过程的核心是半透膜，它具有从海水中分离出纯净水的能力。业内人士预计反向渗透技术细分市场有望最具成长性，到2020年将达到394.6亿美元。以色列Hadera的海水淡化厂是世界上最大的反向渗透海水淡化厂。

海水淡化的新技术、新材料

新技术和新材料不断涌现，导致海水淡化更环保、更具成本效益。过去，海水淡化的高成本（主要是由于能源的集约使用）以及对与行业相关的环境问题的关注抑制了海水淡化市场的增长。但最近有些障碍已经，或者至少是轻微地被破除了，从而有助于海水淡化市场的业务增长。

新技术 2013年6月，美国得克萨斯大学奥斯汀分校（UTA）和德国马尔堡大学的化学家们发表了他们开发的一项技术，可以进行电化学介导的海水淡化，被称为是“无膜”海水淡化。到目前为止，该技术可以达到25%淡化，化学家们坚信他们可以达到99%淡化，从而满足饮用水的要求。目前大多数海水淡化方法依赖于昂贵且不易沾的膜，虽然新开发的无膜方法仍需加以完善和扩大规模，但如果成功，将能大规模地使用一个简单的，甚至是便携式的系统提供饮用水。

2012年10月，麻省理工的研究人员使用一种能研究液体在固体表面行为细节的新技术设计了一种表面，使水滴可以高速移动。这有可能会增加海水淡化厂生产淡水的速率，并且提高电力生产中的能源利用效率。

2012年3月，西班牙瓦伦西亚大学的研究人员领导了一个350万欧元的项目，通过使用新的无线细菌传感器，他们要设计可以优化污水处理和海水淡化厂运作的智能网络。使用该技术，可以将淡化水成本减少45%，能源消耗降低74%。这个为期三年的项目的目的是开发世界上第一个相互连接的生物传感器无线网络，它可以通过确定理想的注入水中的杀菌剂量来控制细菌的活动，而其最终目标是要从根本上提高生产力并降低净化水的成本。

传统的海水淡化过程——如反向渗透和电渗析——要消耗大量的能源。2010年4月，新墨西哥州立大学（NMSU）的研究人员开发了一种新的蒸发海水淡化系统，不仅能二十四小时不停地运作将盐水转换为纯净饮用水，而且其能源需求非常低，仅用太阳能就足以支持其运作。

同样应用太阳能，2010年10月，麻省理工学院领域和空间机器人实验室（FSRL）的一个团队设计了一个便携式海水淡化系统。该系统采用反向渗透的原理，可以在危机情况下用于生产饮用水，也可以被用于在能源和洁净水供给相对复杂和昂贵的偏远地区生产饮用水，如沙漠地区或发展中国家的农场或小村庄。

一种类似太阳能蒸发器工作，但是是在工业蒸发池规模上的新方法，叫做集成生物技术系统。它可以被视为“完全淡化”，因为它将所有摄入的盐水转换为蒸馏水。这种类型的太阳能供电的海水淡化的独特优势之一是内陆操作可行性。标准的优势还包括海水淡化厂没有空气污染，电厂的冷却水排放不会造成濒危的天然水体的温度升高。另一个重要优势是生产的海盐能有工业和其他用途。

新材料 2013年3月底，芬兰赫尔辛基Arcada大学的能源与材料科学系宣布，它们开发出一种制造纳米多孔膜的技术，能显著降低生产成本。这项新开发的技术生产的膜可以根据水中物质的大小和化学性质来过滤它们，能大大降低膜的价格，从而扩大膜技术在未来的应用。将可能被大量用于洁净水的生产和工业水处理，因为这些过程的目的是要分离出水中有价值的或者有害的物质。

2012年，麻省理工学院的研究人员提出了一种新方法，采用石墨烯（碳元素的只有一个原子厚的形式）作为过滤材料，可以比现有的海水淡化系统更有效率，而且可能成本更低。反向渗透使用膜从水中过滤出盐，膜越好，淡化过程中消耗的能源就越少；膜越薄，通过的淡水就越多。与当前基于聚酰胺的过滤器相比，石墨烯过滤器能大大减少水中的含盐量。同时，现有系统中使用的厚膜的厚度足有石墨烯的一千倍，因而需要极高的压力（因此能源消耗巨大）才能迫使水通过膜。而新的基于石墨烯的系统在相同的压力下，比当前的技术快数百倍；或者说，在相似的速度下，该系统可以在低得多的压力下运行，这有助于提高海水淡化厂的效率，因此成本远低于一般的净化水技术。加之石墨烯是一种已知的最强的材料，因此它比那些目前用于反渗透技术的膜更耐用。而由于海水淡化所需的材料不用像电子或光学方面那样要求几乎是纯净的，因此其获取也相对容易、经济。

海水淡化的新能源

海水淡化一直由于其巨大的能源消耗而遭到批评。目前大多数的海水淡化使用化石燃料，其热电能源——反向渗透海水淡化厂的主要能源来源——会造成空气污染和温室气体排放，进一步加剧气候变化。为了最大限度地减少温室气体排放，可以用可再生能源直接为海水淡化厂供电。另外，也有一些间接补偿或弥补措施，比如安装可再生能源发电厂将能源加入国家电网，也能用于海水淡化工厂，这同时可以解决风能和太阳能的间歇性和可变强度的问题。

为满足日益增长的饮用水需求，利用核能进行海水淡化也是一种可行的选择。最近由国际原子能机构协调进行的研究项目中的案例表明，利用核能进行海水淡化是解决水资源匮乏地区的水需求和短缺问题的一个真正的选择。虽然在受水资源紧缺问题的国家大规模部署核能海水淡化所面临的主要挑战是缺乏基础设施和资源，然而，这些国家对利用核能淡化海水来获得可持续的水资源相当感兴趣。

现代阿联酋自创建以来，大部分的用水需求已经通过海水淡化得到满足。如果海水淡化工厂可以与核电厂相连，那将是对阿联酋的水和能源安全的一个重大推动。Masdar科学与技术研究所的学术院长、Youssef Shatilla教授指出，核能海水淡化是一项众所周知的技术，目前在世界各地运行的工厂显示了其优势。核能海水淡化与传统淡化基本相同，只是能源的来源是核电厂。在世界各地都已经部署了核能海水淡化厂，从发达国家到发展中国家，并已取得巨大的成功。这些能给人信心的事实表明，如果实施的话，必定是对阿联酋的水和能源安全的巨大补充。

在澳大利亚，用水量的增加和低降雨量/干旱相结合，使得其州政府转向海水淡化。虽然海水淡化能帮助安全供水，但由于澳大利亚以煤炭为基础的能源供应，导致海水淡化的能源密集和高碳足迹。为此，澳大利亚一直致力于寻找可再生能源进行海水淡化。

在澳大利亚西海岸的花园岛上，正在开始建设一个利用波浪能的海水淡化示范试点工厂。Ceto海水淡化试点与Carnegie珀斯的波浪能项目（PWEP）共同位于花园岛上，将现成的反渗透海水淡化技术与PWEP的基础设施相结合。该工厂将直接由Carnegie Ceto波浪能系统的液压能量离岸供电。项目的目的是要证明Ceto海水淡化技术有显著并可持续地减少能耗的潜力，因此也能大大减少与海水淡化厂相关的温室气体排放的产生。

在澳大利亚的Perth的一个海水淡化厂的能源供给有一部分来源于由Emu Downs风电厂提供的可再生能源。而在新南威尔士州Bungendore的风电场是专门为悉尼海水淡化厂建造的，能为其提供足够的可再生能源，以抵消海水淡化的能源使用，从而缓解对有害温室气体排放的关注。

2012年6月6日，西澳大利亚大学（UWA）宣布其研究人员将调查在西澳大利亚利用地热能来淡化地下水。该项目将为西澳大利亚州政府和工业界提供地热能和水生产的经济、技术和市场分析，并确定在该州可以最佳应用此技术区域。

海水淡化对环境的影响及解决方案

除了温室气体的排放，海水淡化还对环境造成其他方面的影响，比如对海洋生物的影响、对海洋生态的影响等。

与海水摄入相关联的一个主要问题是对海洋生物的撞击和夹带。美国法院于2011年裁决了《清洁水法》，规定如果不将海洋中的浮游生物、鱼卵和幼鱼的死亡率降低90%的话，就不能再取海水。虽然海洋系统中幼虫的自然死亡率很高，夹带对海洋生物问题的影响并不清楚，但无可否认，夹带可以杀死大批青少年阶段的鱼。表面开放摄入是大型海水淡化厂常用的解决方法，它可以通过适当的筛选与低摄入速度相结合来减小对大的有机体的撞击。通过将摄入口定位在远离生物生产区，比如定位在离岸更远的更深的海里，或者是使用地下海滩井，可以极大地减少或消除对小浮游生物（如幼虫、卵）的夹带。

所有的海水淡化过程都会产生大量的浓缩物，而且可能随着温度的增加而增加，这包含预处理和清洁化学品的残留物、它们反应的副产品和一些由于腐蚀产生的重金属。当反向渗透海水淡化后的高盐度海水（约是海水的两倍）和预处理及膜清洗中使用的化学品被排放到的海洋环境时，会对环境构成风险。由于溶质浓度较高，所以这些高浓度盐水比海水的密度高。因为盐水下沉并会保持很长的时间，因此足以破坏海洋底部的生态环境。

谨慎地放归可以将这一问题最小化。例如，对从2007年底开始在悉尼建造的海水淡化厂和海洋出口结构，水务当局表示，海洋出口将会设置在海底，从而最大限度地分散浓缩的海水，以确保在出口处50米到75米处无差别。典型的外海海洋条件可以迅速稀释这些浓缩的副产品，从而尽量减少对环境的危害。

若要限制这些高浓度盐水流回海洋对环境造成的影响，也可以将其与另一股水一起流入海洋从而达到稀释的作用，比如废水处理或火力发电厂的排污。另一种减少海水盐度增加的方法是在混合区域通过扩散器混合盐水。海滩水井也是一种解决方案，但问题是这需要更多的能源，而且成本较高，加之底层含水层的渗水性限制了吸水率，使得输出量受限，因此很难在大规模的海水淡化厂实施。

当然，更有效的方法是消除预处理阶段或降低预处理要求，因为这将大幅减少能源消耗、资本成本以及海水淡化厂对环境的影响，但这需要开发具有特定表面性质的耐污染的膜，并且需要与改进的流体动力混合的膜模块。

海水淡化的未来发展

除去人口和水资源供应因素，城市化的快速发展、工业扩张、旅游产业的增长以及含水层中盐水侵入的增加，都驱动全球海水淡化能力不断增长。但到目前为止，要广泛使用的话，海水淡化技术还是过于昂贵，因此现在的大多数兴趣专注于开发具有成本效益的方式提供淡水为人类所用。海水淡化技术才出现50年左右，有大量的可改进空间。比如反渗透膜系统通常比热蒸馏使用的能量少，这导致过去十年中海水淡化整体成本的降低。

对一些供水紧张的地区，淡化海水可能是一个解决方案，但这可能并不适用于那些穷困、在大陆内部深处、或者是海拔高的地方。然而不幸的是，这包括了一些地方水问题最为严重的地区。在离海远的地方（比如印度的新德里），或者海拔高的地方（如墨西哥城），高昂的运输成本会添加到已经很高的海水淡化成本中。在相对离海较远同时相对较高的地方（比如利雅得），淡化的水也很昂贵。

海水淡化成本的决定因素包括设施容量和类型、位置、给水、劳动力、能源、融资和浓缩液处理等。海水淡化目前仍然需要控制压力、温度和盐水浓度以优化效率。如果规模很大，核动力的海水淡化可能具有经济性。但核能海水淡化在商业基础上的大规模部署将主要取决于经济因素。联合国的国际原子能机构（IAEA）正在促进这一问题上的研究和协作。