随着社会的进步和经济的发展,人类越来越意识到自然资源的重要性,无休止地利用自然资源创造财富,从而导致自然资源的短缺,水资源就是其中之一。水是人类社会赖以生存和发展不可替代的资源,是人类社会可持续发展的基本条件之一。我国是一个水旱灾害频繁、水资源短缺的国家。新中国成立以来,党和国家领导全国人民进行了大规模的水利建设,取得了巨大的成就,但淡水问题仍然困扰着中国经济和社会的发展。海水淡化技术从海水中获取淡水,应用于沿海饮用水、工业锅炉补水等稳定供水。如今,反渗透海水淡化技术发展迅速,工程造价和运行成本不断降低,应用范围广,海水淡化规模适中,工程施工时间短等诸多优点非常明显,其能耗为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。海水淡化的发展主要是因为膜技术的带动。浙江高盐分海水淡化系统
反渗透海水淡化是1953年才引入的一种脱盐方式。该方法使用只允许溶剂渗透而不允许溶质渗透的半透膜将海水和淡水分离开来。在正常情况下,淡水通过半透膜向海水侧扩散,使海水侧的液位逐渐上升,达到一定高度,这个过程就叫做渗透。此时,海水侧上方水柱的静压称为渗透压。如果在海水的一侧施加一个大于海水渗透压的外部压力,海水中的纯水就会反向渗透到淡水中。反渗透的优点是节能,其能耗为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。随着反渗透海水淡化技术的迅速发展,工程成本和运行成本不断降低。随着以清洁、低碳环保为特征的“节流开源”发展壮大,海水淡化将成为未来我国水资源利用的主要类型。海水淡化能够有效去除海水中的无机盐、重金属离子、有机物、细菌及病毒等有害成分,将海水淡化为符合国家生活饮用水标准的水资源,对保障水安全和社会经济可持续发展具有重要作用,具有广阔的工业发展前景。广西从事海水淡化设备热法海水淡化的应用主要集中在能源丰富的中东地区。
据世界卫生组织统计,全世界约有7.85亿人缺乏清洁饮用水。地球上虽然有大量的水,但大部分是海水,淡水只占总量的2.5%左右。提供清洁饮用水的一种方法就是将海水进行淡化处理,满足日常生活生产需求。世界上有20多种海水淡化技术,包括反渗透、低多效、多级闪蒸、电渗析、加压蒸汽蒸馏、蒸发、水电联产、热膜热电联产、核能海水淡化技术、太阳能海水淡化技术等,风能和潮汐能,以及微滤、超滤和纳滤等许多预处理和后处理工艺。从分类的角度看,可分为蒸馏(热法)和膜法,其中低多效蒸馏、多级闪蒸和反渗透膜法目前已成为主流技术。一般来说,低效率具有节能、对海水预处理要求低、淡化水水质高等优点。反渗透膜法具有投资少、能耗低的优点,但对海水预处理要求高。多级闪蒸法技术成熟,运行可靠,产量大,但能耗高。一般认为低多效蒸馏和反渗透膜是未来的发展方向。
我国的人均淡水资源量为世界平均值的1/4,属于贫水国家,沿海城市和岛屿地区缺水更为突出。解决缺水的方法除了传统意义上的调水和蓄水工程、节水以及污水回用之外,海水淡化技术受到越来越多的重视。反渗透是一种压力驱动的分离技术,由于海水淡化处理过程中没有相变,具有节能特征。能量回收装置的使用使得反渗透海水淡化处理技术的电力消耗可低于4KWh/m3,适合于海岛、沿海城市和地区以饮用水为目的的淡化过程。由于反渗透膜在国外已经是十分成熟的产品,因此海水淡化系统关键在于合理的设计预处理系统、选用合适的高压泵和能量回收装置、设计完善的控制系统进行监测和控制、选用科学的材料和防腐措施以防止管路和系统的腐蚀。另外,对于开放式取水,除了保证系统的污染指数外,还必须采取科学的杀菌灭藻措施以防止微生物对系统的侵害。从某种意义上说,海水淡化的成本比自来水或工业用水更具竞争力。
随着水资源紧缺问题突显以及国家的重视,海水淡化发展前景广阔。据预测,未来五年,中国海水淡化的产能将呈大幅度增长。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。到2006年,世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术,全球海水淡化日产量约3775万吨,其中80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题。中国海水淡化技术是在支持和国家重点攻关项目驱动下发展起来的,电渗析、反渗透和蒸馏法(多级闪蒸、压气蒸馏和低温多效蒸馏)等海水淡化技术的研究开发,都取得相当大的进展。海水淡化将成为解决水资源危机各项措施的有效补充。广东进行淡化海水
中国海水淡化大体走了60年的进程,这10年来发展速度很快。浙江高盐分海水淡化系统
虽然地球是一个富含水的星球,但我们可以使用的淡水只占地球水总量的2.5%。这2.5%已经很小了,其中68.7%在冰川中,30.1%在地下水中。换句话说,98.8%的水不存在于地下水、冰川或高山冰川中。目前,有两种常见的淡水生产方法。一是大规模回收和净化废水。二是利用海洋和咸水湖泊。通过以上两种方法各国的淡水量日益增加,每天可生产870多亿升水。目前海水淡化主要方法包括多级闪蒸、反渗透法、蒸馏法等,随着反渗透海水淡化法成本的降低,该法被越来越多的国家和地区接受。浙江高盐分海水淡化系统