关于海水淡化项目的分析与研究

关于海水淡化项目的分析与研究

祝智伟

山东电力建设第三工程有限公司  山东 青岛  266100

摘要：目前，利用海水淡化技术解决用水紧张是势不可挡的趋势，也是最行之有效的方法。随着时代进步，这些技术也在改进，甚至许多新型海水淡化技术层出不穷。理想的海水淡化技术一定是低成本、低能耗、高效率及易操作的，科研人员正在向着这个目标不懈努力。新工艺在技术上更先进、更经济，但大都没有实现工业化应用。本文主要分析海水淡化项目的分析与研究。

关键词：海水淡化技术；热法；膜法；集成技术；应用

海水是水和溶盐组成的一种成分复杂的水盐体系，海水淡化通过海水脱盐生产淡水，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。近些年来，随着海水淡化技术的发展，海水淡化工艺的产水水质好、产水成本价格也渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水、工业补水和工业除盐水等稳定供水。

1固有海水淡化技术

1.1多级闪蒸（MSF）

该技术的发展建立在多效蒸馏技术的基础上，为了解决海水淡化设备易腐蚀结垢的问题而提出的。因为在这种技术中盐水蒸发的过程不发生在换热管，所以有效避免了换热管阻塞结垢，从而有效减少换热管的清洗和替换次数，很大程度上节省了人力和物力。在这种方法中，水加热在多个阶段，在每个阶段，压力和温度较前一阶段都有所下降。进口端盐水在加热槽中加热至90～115℃，产生水蒸气。第一阶段的压力水平较低于饱和压力的水蒸气，当一股饱和的水流通过压力转换器时，压力突然下降，形成了所谓的突然蒸发（闪蒸）。随着盐水进入下一步骤，一些水突然蒸发，当它通过减压喷嘴时并进入蒸汽箱。

1.2反渗透（RO）

反渗透技术是以压力为推动力的膜分离过程，是目前主要的脱盐方法。反渗透方法的作用在于克服自然的渗透压现象，当盐水通过半渗透分离得到两种不同浓度的溶液的离子时，就会发生这种情况。渗透压是以浓度的差异为基础的，水从稀溶液向浓溶液流动，只要化学平衡正常，化学过程就会继续。只要施加的压力大于渗透压，水的流动可以被外界因素逆转。在反渗透中，含无机盐（矿物质）、可溶性/不溶性有机物、不溶性气体和微生物的水通过半透膜。半透膜是一种能让水比其他材料和化合物以更快的速度流过的薄膜。

2海水淡化技术

海水淡化技术是将海水中的盐分和杂质去除，将其转化为可用于饮用、工业用水或农业用水的淡水的过程。多效蒸发，利用多级蒸发器，将海水加热蒸发，通过冷凝器将蒸汽冷却凝结成淡水。大型多效蒸发器，结合多效蒸发和蒸馏技术，提高淡化效率。多级闪蒸法，在不同压力下进行多级蒸馏，通过蒸汽冷凝和收集来获取淡水。压缩蒸气蒸馏法，借助于高压蒸汽产生驱动力，将蒸气冷凝转化为淡水。逆渗透，通过半透膜，将海水压力驱动下的水分子从盐分和杂质中分离出来，得到淡水。离子交换膜，利用对特定离子有选择性的膜分离海水中的盐和杂质。利用空气等干燥物质的干燥能力，通过调节温度和湿度，使空气达到饱和状态，从而从海水中提取水分。利用高温蒸汽将海水中的水分汽化，然后再将蒸汽冷凝成淡水。这些海水淡化技术各有优缺点，包括能耗、成本、适用水质等方面的差异。选择合适的技术需要综合考虑水资源情况、经济可行性和环境影响等因素。随着技术的不断发展，海水淡化技术将进一步提高效率、降低成本，促进可持续发展。

3环境影响与可持续发展

3.1环境影响

海水淡化项目的实施不可避免地会对环境产生一定影响。在海水淡化过程中，从海水中去除的盐分会集中在废水中排放。如果废水处理不当或排放量过大，可能会导致土壤盐碱化、地下水淡化和沿海生态系统的破坏。海水淡化需要大量能源供应，特别是对于蒸发法和膜法来说。这可能引起二氧化碳排放增加和对化石燃料等能源资源的依赖。海水淡化厂通常会从海洋中取水，这可能对当地的海洋生态系统造成冲击。取水过程中，可能会捕捞到鱼类、浮游生物等，影响海洋生物多样性。部分海水淡化技术涉及热能驱动，后期可能会产生大量热能等废热。废热的排放可能对周边环境和水域生态系统造成热污染。采用适当的废水处理技术，减少盐分和杂质的排放。可以使用一些处理方法如反渗透、蒸发结晶等对废水进行资源化处理。通过提升海水淡化设备的能源效率、采用可再生能源或回收利用废热等方式，降低能源消耗和对环境的负荷。开展生态影响评估，确保合理选择工程位置，并制定监测计划，及时发现并解决潜在的环境问题。环境影响是海水淡化项目必须面对的问题。在项目实施中，应采取适当的环保措施，以最大限度减少对环境的不利影响，实现可持续发展。

3.2可持续发展

可持续发展是指在满足当前需求的同时，不损害未来世代满足其需求的能力。对于海水淡化项目的可持续发展，海水淡化项目在经济上必须具备可行性，即投资回报合理、成本可控。合理的成本管理和经济运营是保证项目可持续的基础。在进行海水淡化项目时，需要进行有效的水资源管理。包括合理规划、科学调配和合理使用淡水资源，以及探索水资源的再生利用和保护。在项目实施过程中，应采取措施减少废水和废热的排放，提高能源效率，避免对海洋生态系统和当地环境造成负面影响。同时，注重生态景观建设和生态系统修复，促进生态可持续发展。应注重项目对当地社区的社会影响，包括就业机会、社会福利、文化保护等。与当地居民充分沟通与合作，确保项目在社会层面产生积极影响。通过技术创新，推动海水淡化技术的进步与提高效率。同时，积极投入研发和科学研究，不断探索新型的、低能耗的海水淡化方法和设备。制定和完善相关法律法规，建立健全的政策环境，鼓励和支持可持续发展的海水淡化项目。海水淡化项目的可持续发展需要在经济、资源管理、环境保护、社会影响、技术创新和政策支持等方面综合考虑，并采取相应的措施和策略，实现经济、社会和环境的协调发展。只有在这样的基础上，海水淡化项目才能真正实现可持续发展的目标。

3.3海水淡化技术应用

逆渗透膜技术是目前国内应用最广泛的海水淡化技术之一。通过高压将海水逼过滤膜，使水分子穿过膜而保留盐分和杂质，从而得到淡水。中国已建成了多个大型RO海水淡化厂，如天津、广州等地。多效蒸发技术是利用蒸发-冷凝原理进行海水淡化的方法，具有较高的能量利用效率。中国南方地区的一些岛屿和沿海地区采用了多效蒸发技术进行海水淡化，如广东省的永宁岛海水淡化厂。褶曲管扩散薄膜技术是一种新兴的海水淡化技术，它通过特殊设计的薄膜，在低压下实现高盐度海水的淡化。国内一些科研机构和企业正在开展相关研发工作。接触冻结法利用海水凝固结冰时产生的融化水进行淡化，具有能源消耗低的特点。中国的海洋研究所和大连理工大学等机构开展了接触冻结法技术的研究。

4结束语

在海水淡化技术的应用和可持续发展方面，中国取得了显著的进展。通过采用各种海水淡化技术，如逆渗透、多效蒸发和褶曲管扩散薄膜等，中国为解决淡水资源短缺问题作出了巨大努力。同时，中国也注重环境保护和社会影响的平衡，通过良好的资源管理、能源效率改善和生态保护措施，致力于实现海水淡化项目的可持续发展。

参考文献

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[3]赵子豪,袁益超,陈昱等.多级闪蒸海水淡化技术浅析[J].科技广场,2018,8:46-49.