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文檔簡介

1、海水淡化專項(xiàng)報(bào)告 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc300773197 1海水利用及海水淡化概述 PAGEREF _Toc300773197 h 1 HYPERLINK l _Toc300773198 1.1海水利用主要方向 PAGEREF _Toc300773198 h 1 HYPERLINK l _Toc300773199 脫鹽技術(shù) PAGEREF _Toc300773199 h 2 HYPERLINK l _Toc300773200 海水淡化 PAGEREF _Toc300773200 h 2 HYPERLINK l _Toc300773201 苦咸水淡化

2、PAGEREF _Toc300773201 h 2 HYPERLINK l _Toc300773202 海水直接利用技術(shù) PAGEREF _Toc300773202 h 3 HYPERLINK l _Toc300773203 海水作為冷卻用水 PAGEREF _Toc300773203 h 3 HYPERLINK l _Toc300773204 海水脫硫 PAGEREF _Toc300773204 h 3 HYPERLINK l _Toc300773205 海水利用的其他方面 PAGEREF _Toc300773205 h 3 HYPERLINK l _Toc300773206 海水綜合利用

3、PAGEREF _Toc300773206 h 4 HYPERLINK l _Toc300773207 海水農(nóng)業(yè) PAGEREF _Toc300773207 h 4 HYPERLINK l _Toc300773208 1.2海水淡化概述 PAGEREF _Toc300773208 h 5 HYPERLINK l _Toc300773209 定義 PAGEREF _Toc300773209 h 5 HYPERLINK l _Toc300773210 發(fā)生背景 PAGEREF _Toc300773210 h 5 HYPERLINK l _Toc300773211 海水淡化處理技術(shù) PAGEREF

4、_Toc300773211 h 5 HYPERLINK l _Toc300773212 1.3發(fā)展海水淡化的必要性和可行性 PAGEREF _Toc300773212 h 6 HYPERLINK l _Toc300773213 國內(nèi)水資源供需矛盾凸顯淡水資源嚴(yán)重短缺 PAGEREF _Toc300773213 h 6 HYPERLINK l _Toc300773214 淡水資源現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc300773214 h 6 HYPERLINK l _Toc300773215 淡水資源缺乏 PAGEREF _Toc300773215 h 6 HYPERLINK l _Toc300773

5、216 國家和地方政府出臺政策支持海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展 PAGEREF _Toc300773216 h 7 HYPERLINK l _Toc300773217 國家鼓勵支持海水淡化產(chǎn)業(yè) PAGEREF _Toc300773217 h 7 HYPERLINK l _Toc300773218 地方政府的極力支持 PAGEREF _Toc300773218 h 10 HYPERLINK l _Toc300773219 日趨成熟的海水淡化技術(shù)與潛在巨大的海水淡化市場 PAGEREF _Toc300773219 h 10 HYPERLINK l _Toc300773220 海水淡化技術(shù)和裝備配置日趨成熟 P

6、AGEREF _Toc300773220 h 10 HYPERLINK l _Toc300773221 應(yīng)用規(guī)模逐步擴(kuò)大 PAGEREF _Toc300773221 h 11 HYPERLINK l _Toc300773222 1.4發(fā)展海水淡化的意義 PAGEREF _Toc300773222 h 12 HYPERLINK l _Toc300773223 1.5我國海水淡化發(fā)展歷史 PAGEREF _Toc300773223 h 12 HYPERLINK l _Toc300773224 2海水淡化技術(shù)及應(yīng)用 PAGEREF _Toc300773224 h 13 HYPERLINK l _To

7、c300773225 2.1蒸餾法淡化技術(shù) PAGEREF _Toc300773225 h 14 HYPERLINK l _Toc300773226 多級閃蒸技術(shù)(MSF) PAGEREF _Toc300773226 h 14 HYPERLINK l _Toc300773227 多效蒸餾技術(shù)(MED) PAGEREF _Toc300773227 h 15 HYPERLINK l _Toc300773228 壓汽蒸餾技術(shù)(VC) PAGEREF _Toc300773228 h 17 HYPERLINK l _Toc300773229 蒸餾法海水淡化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc30

8、0773229 h 18 HYPERLINK l _Toc300773230 2.2膜法海水淡化技術(shù) PAGEREF _Toc300773230 h 18 HYPERLINK l _Toc300773231 電滲析技術(shù)(ED) PAGEREF _Toc300773231 h 18 HYPERLINK l _Toc300773232 反滲透技術(shù)(RO) PAGEREF _Toc300773232 h 19 HYPERLINK l _Toc300773233 反滲透膜法海水淡化技術(shù)的發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc300773233 h 19 HYPERLINK l _Toc300773234

9、基本原理 PAGEREF _Toc300773234 h 20 HYPERLINK l _Toc300773235 工藝流程 PAGEREF _Toc300773235 h 20 HYPERLINK l _Toc300773236 主要優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍 PAGEREF _Toc300773236 h 22 HYPERLINK l _Toc300773237 反滲透技術(shù)的發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc300773237 h 22 HYPERLINK l _Toc300773238 2.3影響海水淡化工藝選擇的因素 PAGEREF _Toc300773238 h 22 HYPERLINK l

10、_Toc300773239 目前主要淡化方法的技術(shù)原理及應(yīng)用 PAGEREF _Toc300773239 h 23 HYPERLINK l _Toc300773240 主要淡化方法的比較及發(fā)展方向 PAGEREF _Toc300773240 h 23 HYPERLINK l _Toc300773241 MSF PAGEREF _Toc300773241 h 23 HYPERLINK l _Toc300773242 LT-MED PAGEREF _Toc300773242 h 24 HYPERLINK l _Toc300773243 RO PAGEREF _Toc300773243 h 24 H

11、YPERLINK l _Toc300773244 最佳淡化方法的選擇 PAGEREF _Toc300773244 h 25 HYPERLINK l _Toc300773245 環(huán)境要素 PAGEREF _Toc300773245 h 25 HYPERLINK l _Toc300773246 經(jīng)濟(jì)要素 PAGEREF _Toc300773246 h 27 HYPERLINK l _Toc300773247 需求要素 PAGEREF _Toc300773247 h 27 HYPERLINK l _Toc300773248 技術(shù)要素 PAGEREF _Toc300773248 h 28 HYPERL

12、INK l _Toc300773249 低溫多效蒸發(fā)器與反滲透裝置的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 PAGEREF _Toc300773249 h 28 HYPERLINK l _Toc300773250 3海水淡化產(chǎn)業(yè)分析 PAGEREF _Toc300773250 h 29 HYPERLINK l _Toc300773251 3.1國外海水淡化產(chǎn)業(yè)概況 PAGEREF _Toc300773251 h 29 HYPERLINK l _Toc300773252 淡水短缺及技術(shù)進(jìn)步加速世界海水淡化應(yīng)用 PAGEREF _Toc300773252 h 29 HYPERLINK l _Toc300773253 國

13、外海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r PAGEREF _Toc300773253 h 29 HYPERLINK l _Toc300773254 國外海水淡化產(chǎn)業(yè)主要發(fā)展措施 PAGEREF _Toc300773254 h 31 HYPERLINK l _Toc300773255 主要國家和地區(qū)海水淡化開發(fā)情況 PAGEREF _Toc300773255 h 32 HYPERLINK l _Toc300773256 3.2中國海水淡化產(chǎn)業(yè)概況 PAGEREF _Toc300773256 h 34 HYPERLINK l _Toc300773257 中國海水淡化市場增長世界第七 PAGEREF _Toc3007

14、73257 h 34 HYPERLINK l _Toc300773258 中國海水淡化產(chǎn)業(yè)存在問題及原因 PAGEREF _Toc300773258 h 36 HYPERLINK l _Toc300773259 海水淡化水價(jià)格高、缺乏競爭力 PAGEREF _Toc300773259 h 36 HYPERLINK l _Toc300773260 政策扶持不夠,缺乏激勵機(jī)制 PAGEREF _Toc300773260 h 37 HYPERLINK l _Toc300773261 大規(guī)模海水淡化工程技術(shù)尚未成熟 PAGEREF _Toc300773261 h 38 HYPERLINK l _Toc

15、300773262 海水淡化的核心技術(shù)仍在少數(shù)國家手中 PAGEREF _Toc300773262 h 38 HYPERLINK l _Toc300773263 再利用技術(shù)水平不足 PAGEREF _Toc300773263 h 39 HYPERLINK l _Toc300773264 海水淡化對環(huán)境的影響 PAGEREF _Toc300773264 h 40 HYPERLINK l _Toc300773265 中國海水淡化發(fā)展策略 PAGEREF _Toc300773265 h 40 HYPERLINK l _Toc300773266 解除制度和技術(shù)障礙促進(jìn)海水利用 PAGEREF _Toc

16、300773266 h 40 HYPERLINK l _Toc300773267 加快中國海水利用產(chǎn)業(yè)化的策略 PAGEREF _Toc300773267 h 41 HYPERLINK l _Toc300773268 主要地區(qū)海水淡化開發(fā)情況與計(jì)劃 PAGEREF _Toc300773268 h 43 HYPERLINK l _Toc300773269 北方沿海地區(qū) PAGEREF _Toc300773269 h 43 HYPERLINK l _Toc300773270 南方沿海地區(qū) PAGEREF _Toc300773270 h 45 HYPERLINK l _Toc300773271 海島

17、 PAGEREF _Toc300773271 h 45 HYPERLINK l _Toc300773272 4海水淡化處理裝置開發(fā) PAGEREF _Toc300773272 h 46 HYPERLINK l _Toc300773273 4.1船用海水淡化裝置 PAGEREF _Toc300773273 h 46 HYPERLINK l _Toc300773274 國內(nèi)船用海水淡化裝置發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc300773274 h 46 HYPERLINK l _Toc300773275 船用海水淡化裝置的工作原理 PAGEREF _Toc300773275 h 46 HYPERLI

18、NK l _Toc300773276 船用海水淡化裝置的主要型式 PAGEREF _Toc300773276 h 48 HYPERLINK l _Toc300773277 4.2太陽能海水淡化裝置 PAGEREF _Toc300773277 h 48 HYPERLINK l _Toc300773278 太陽能蒸餾海水淡化裝置原理 PAGEREF _Toc300773278 h 48 HYPERLINK l _Toc300773279 外國太陽能海水淡化裝置發(fā)展?fàn)顩r PAGEREF _Toc300773279 h 49 HYPERLINK l _Toc300773280 中國太陽能海水淡化裝置研

19、發(fā)進(jìn)展 PAGEREF _Toc300773280 h 50海水利用及海水淡化概述 海水利用主要方向沿海地區(qū)含11個省、區(qū)和直轄市,陸地面積占國土總面積的15%,有18000多公里的海岸線和6500多島嶼,人口占全國的40%以上,社會總產(chǎn)值占60%左右,是我國人口最多、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。而該地區(qū)的的可持續(xù)發(fā)展也面臨著相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢和問題。土地、水和其他資源的日趨緊缺,近海海域的污染和近海海洋環(huán)境質(zhì)量的退化等,嚴(yán)重制約了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。向占全球水總儲量96.5%的海水要水,要其他資源,大力發(fā)展海水利用(資源化)技術(shù),是解決沿海地區(qū)資源短缺和繁榮沿海經(jīng)濟(jì)的重要措施。海水利用(資源化)技術(shù)包

20、括從海水中提取淡水,用海水代替淡水和海水中提取化工產(chǎn)品等技術(shù),即通常所講的海水淡化,海水直接利用和海水綜合利用等,另有海水養(yǎng)殖和海水農(nóng)業(yè)。這里重點(diǎn)談一下海水淡化。海水淡化是從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程。海水淡化以多級閃蒸(MSF)和反滲透(RO)為主,另外有低溫多效(LTME)和壓汽蒸餾等。世界上一億多人口的地區(qū)靠海水淡化解決用水的問題。RO海水淡化能耗已降到3kWh/m3,目前呈迅速上升趨勢,具有極強(qiáng)的競爭力。實(shí)踐表明海水淡化對沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還將發(fā)揮其重要的作用。海水直接利用是用海水代替淡水作為工業(yè)用水、生活用水和其他用水等。工業(yè)用水占總用量的7080%,而工業(yè)用水中70%左右是冷卻用水

21、,所以用海水代替淡水作為工業(yè)冷卻用水以及其他用水,對沿海城市十分重要。在海水綜合利用方面,涉及制鹽、海水全利用(與海水淡化結(jié)合)、鹵水全利用、海水中微量元素的提取以及相關(guān)元素的高附加值產(chǎn)品的開發(fā)等。這對于改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的舊工藝,提升鹽化工的水平,保護(hù)海洋環(huán)境等,是非常重要和必要的。 經(jīng)過40余年的發(fā)展,我國在海水淡化、海水直接利用與綜合利用領(lǐng)域取得很大成就,培養(yǎng)造就了一大批專門技術(shù)人才,技術(shù)日益成熟,成本日趨降低,具備了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本條件。 脫鹽技術(shù) 海水淡化早在上世紀(jì)50年代,為解決“水的危機(jī)”,美國從1952年起專設(shè)鹽水局,1974年后轉(zhuǎn)為資源技術(shù)局,不斷推進(jìn)水資源和脫鹽的技術(shù)進(jìn)步;197

22、3年日本通產(chǎn)省下設(shè)造水促進(jìn)中心,專門研究節(jié)能的脫鹽技術(shù);歐洲則在尤里卡等計(jì)劃下推動海水淡化的發(fā)展。目前主要的技術(shù)是蒸餾法和膜法,蒸餾法是30年代開始的,現(xiàn)在以多級閃蒸(MSF)為主,另有低溫多效(LT-MED)等;膜法是50年代開始的,現(xiàn)在以反滲透(RO)為主,另有電滲析等。目前世界上脫鹽水產(chǎn)量約達(dá)3.0107m3/d,主要解決飲用,其次為工業(yè)應(yīng)用,其中海水淡化為2.0107m3/d。 我國海水淡化技術(shù)是政府支持和國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目驅(qū)動下發(fā)展起來的,電滲析、反滲透海水淡化技術(shù)和蒸餾法海水淡化技術(shù)(多級閃蒸、壓氣蒸餾和低溫多效蒸餾)的研究開發(fā)等,都取得相當(dāng)大的進(jìn)展。我國經(jīng)過40多年的發(fā)展,已建成海

23、水淡化工程12個,已建成和在建裝置總量超過每天60000噸。具備了萬噸級海水淡化的設(shè)計(jì)和工程能力,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到同等容量的世界先進(jìn)水平,噸水成本已降至5元左右。隨著裝置規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的進(jìn)步,造水成本仍有降低的空間??嘞趟?含鹽量1g/l5g/l的水叫低鹽度苦咸水,5g/l10g/l叫中鹽度苦咸水,10g/l以上為高鹽度苦咸水。將苦咸水淡化制取飲用水,能耗和價(jià)格比海水淡化低得多,據(jù)含鹽量的高低,一般能耗在0.53kWh/m3淡水。世界上中東、非洲、美國等許多地區(qū)靠苦咸水淡化解決工業(yè)用水和市政用水問題。目前世界上苦咸水淡化產(chǎn)量達(dá)7.0106m3/d左右,膜技術(shù)占絕對優(yōu)勢,其中RO占76%,

24、電滲析(ED)占15.6%。最大的苦咸水淡化工程是美國尤馬河水的處理工程,產(chǎn)水量38104m3/d,保證了河下游水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。我國自上世紀(jì)60年代末就開始用ED進(jìn)行苦咸水淡化,至今已推廣應(yīng)用得相當(dāng)普遍,年產(chǎn)離子交換膜40多萬平方米,ED裝置近千臺。特別在低鹽度苦咸水脫鹽方面占據(jù)了較大的市場,日產(chǎn)水量約60萬噸。僅山西省大同礦物局10多個礦區(qū)日處理量就達(dá)2萬多噸,供冷卻用水和生活用水。80年代開始RO苦咸水淡化,隨著RO膜和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,RO在苦咸水淡化中的競爭地位越來越強(qiáng),日產(chǎn)水量約50萬噸。僅大慶油田苦咸水處理量日產(chǎn)近1.2萬噸,主要供飲用??嘞趟饕椒ㄊ欠礉B透和電滲析,目前我國苦咸

25、水淡化日產(chǎn)水量達(dá)50萬噸左右,已成為解決廣大苦咸水地區(qū)用水緊張的重要手段。 海水直接利用技術(shù) 海水作為冷卻用水國外在這方面非常重視,美、歐、日等國家和地區(qū)年用海水作為冷卻用水超過五千億立方米,目前國內(nèi)外仍以直流冷卻為主,用于電力、化工和冶金等行業(yè);我國海水直流冷卻已有近70年的應(yīng)用歷史,主要應(yīng)用于天津、大連、青島、上海、深圳等沿海城市的電力、石化、鋼鐵、化工等行業(yè),但年冷卻海水用量僅200億立方米左右,與發(fā)達(dá)國家尚有很大差距。國際上海水循環(huán)冷卻因突出的環(huán)保優(yōu)勢得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用,單機(jī)海水循環(huán)量超過每小時(shí)15萬立方米。我國已形成海水循環(huán)冷卻緩蝕劑、阻垢分散劑、菌藻殺生劑和海水冷卻塔等“三劑一塔

26、”成套技術(shù)和產(chǎn)品,正在進(jìn)行工程示范,具備產(chǎn)業(yè)化推廣的基本條件。海水脫硫海水脫硫工藝自1970年成功的應(yīng)用以來有近40多套在運(yùn)行,廣泛應(yīng)用于工業(yè)窯爐和電廠煙氣脫硫。目前在我國發(fā)展迅速。作為國家第一個示范工程,深圳西部電廠海水脫硫工程于1999年投運(yùn)達(dá)標(biāo),并通過了國家環(huán)??偩种鞒值墓こ舔?yàn)收。福建后石華陽電廠分別于1999和2000年投入運(yùn)行兩套600MW的無GGH海水脫硫裝置。隨著我國環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格及執(zhí)法力度的加大,在未來10年內(nèi),至少有4000萬千瓦以上火電裝機(jī)容量需安裝煙氣脫硫裝置。我國是燃煤大國,酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重,急需加快煙氣脫硫技術(shù)研究和設(shè)備國產(chǎn)化的步伐。海水

27、利用的其他方面海水沖廁。目前香港地區(qū)每天沖廁用海水約60萬立方米,占全部沖廁用水的近80%,形成了一套完整的處理系統(tǒng)和管理體系。我國已解決海水沖廁的后處理關(guān)鍵技術(shù)問題,正在進(jìn)行工程示范。另外,海水直接利用的其他途徑還有海產(chǎn)品加工用海水,除塵消煙和沖灰沖渣用海水,作消防、灌溉、洗滌、印染、化鹽、和軟化用水等,這都有成功實(shí)踐及良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 海水綜合利用 目前,全世界每年從海洋中提取食鹽5000萬噸、鎂及氧化鎂260多萬噸、溴20萬噸。我國現(xiàn)年產(chǎn)海鹽約1800萬噸,為世界之首。相關(guān)的氯堿工業(yè),產(chǎn)品供大于求,用離子膜改造舊工藝是十分必要的。制鹽副產(chǎn)的鹵水約1500萬立方米,其中含鉀鹽40萬噸

28、,溴4萬噸,鎂鹽400萬噸,其中僅利用20%,80%仍排回海洋造成污染,在如何充分利用這80%鹵水,已取得一批海水鹵水資源綜合利用技術(shù)成果,如空氣吹出法海水提溴已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,在氣態(tài)膜法海水提溴和海水提取鉀、鎂、鋰等關(guān)鍵技術(shù)上均取得重大突破,具備示范工程建設(shè)條件。海水中D2O,T2O的儲量達(dá)200萬億噸,鈾的儲量是40億噸從長遠(yuǎn)考慮,按排海水提D2O,鈾、鋰、碘等也是有重要意義的。將海水淡化與綜合利用相結(jié)合,兩者互補(bǔ),也是值得深入探討的。 海水農(nóng)業(yè) 我國有漫長的海岸線和星羅棋布的島嶼,可管理和利用的海域22億畝以上,鹽堿地6億畝,灘涂近3000萬畝,自然條件優(yōu)越,發(fā)展海水增養(yǎng)殖海水農(nóng)業(yè)切實(shí)可行

29、。目前海水養(yǎng)殖年產(chǎn)量約500萬噸,海水和咸水農(nóng)業(yè)剛剛開始,這在減輕對陸地的依賴,緩解用水緊張狀況方面也有重要意義。我國是海洋大國,沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),水和其他資源短缺,海水利用是非常值得考慮的。海水利用中的大多數(shù)技術(shù)問題都得到切實(shí)的解決,推廣海水利用技術(shù)是可行的。海水利用中的大多數(shù)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性隨著技術(shù)的進(jìn)步,是有競爭力的,是可以接受的。海水利用技術(shù)的發(fā)展,有待于科技的進(jìn)步和創(chuàng)新,以使該技術(shù)不斷地向工藝簡便、高效節(jié)能和清潔生產(chǎn)的方向邁進(jìn);也有待于新的示范和社會的需求;更需要政府和企業(yè)界的介入以及管理、政策和法規(guī)等方面的支持。2003年5月,國務(wù)院頒布實(shí)施的全國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃綱要已將海水淡化與綜合

30、利用列為未來重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。為加速海水開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,保障全面建設(shè)小康社會奮斗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),近來制定全國海水利用專項(xiàng)規(guī)劃,提出了2005年、2010年到2020年的相關(guān)展望。 海水淡化概述定義海水淡化是指從海水中取得淡水的過程,即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水。是實(shí)現(xiàn)水資源利用的開源增量技術(shù),可以增加淡水總量,且不受時(shí)空和氣候影響,水質(zhì)好、價(jià)格漸趨合理,可以保障沿海居民飲用水和工業(yè)鍋爐補(bǔ)水等穩(wěn)定供水。發(fā)生背景海水淡化技術(shù)現(xiàn)代意義上的海水淡化則是在第二次世界大戰(zhàn)以后才發(fā)展起來的。戰(zhàn)后由于國際資本大力開發(fā)中東地區(qū)石油,使這一地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,人口快速增加,這個原本干旱的地區(qū)對淡水資源的需求與日俱增

31、。而中東地區(qū)獨(dú)特的地理位置和氣候條件,加之其豐富的能源資源,又使得海水淡化成為該地區(qū)解決淡水資源短缺問題的現(xiàn)實(shí)選擇,并對海水淡化裝置提出了大型化的要求。在這樣的背景下,20世紀(jì)60年代初,多級閃蒸海水淡化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,現(xiàn)代海水淡化產(chǎn)業(yè)也由此步入了快速發(fā)展的時(shí)代。海水淡化技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用始于干旱的中東地區(qū),但并不局限于該地區(qū)。由于世界上70以上的人口都居住在離海洋120公里以內(nèi)的區(qū)域,因而海水淡化技術(shù)近20多年迅速在中東以外的許多國家和地區(qū)得到應(yīng)用。最新資料表明,到2003年止,世界上已建成和已簽約建設(shè)的海水和苦咸水淡化廠,其生產(chǎn)能力達(dá)到日產(chǎn)淡水3600萬噸。目前海水淡化已遍及全世界125個國家

32、和地區(qū),淡化水大約養(yǎng)活世界5的人口。海水淡化,事實(shí)上已經(jīng)成為世界許多國家解決缺水問題,普遍采用的一種戰(zhàn)略選擇,其有效性和可靠性已經(jīng)得到越來越廣泛的認(rèn)同。 海水淡化處理技術(shù)海水淡化就是將海水中的鹽和水分離的過程,是通過物理、化學(xué)或物理化學(xué)方法實(shí)理的。海水淡化方法有數(shù)十種,但目前投入商業(yè)應(yīng)用的主要有多級閃蒸(MSF),多效蒸發(fā)或多效蒸餾(ME或MED)、壓汽蒸餾(MVC)、反滲透(SWRO)等,前三種屬于蒸餾法,第四種屬于膜法。 多級閃蒸(MSF):經(jīng)過加熱的海水,依次在多個壓力逐級降低的閃蒸室進(jìn)行蒸發(fā),將蒸汽冷凝而得到淡水。目前多級閃蒸法技術(shù)最成熟,運(yùn)行安全性高,適合于大型和超大型淡化裝置,主要

33、在海灣國家采用。MSF總是與火力電站聯(lián)合建設(shè)與運(yùn)行,以汽輪機(jī)低壓抽汽做為熱源。目前日產(chǎn)6萬噸的單機(jī)已投入商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn),日產(chǎn)9萬噸的單機(jī)正進(jìn)行設(shè)計(jì)。這都是世界上最大規(guī)模的海水淡化裝置。 多效蒸發(fā)(MED):加熱后的海水經(jīng)多個蒸發(fā)器串聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)過程。也主要與火電站聯(lián)運(yùn),但規(guī)模一般在日產(chǎn)1萬噸以下。操作溫度一般較高,頂溫100120,歐洲和亞洲一些火力電廠都有使用;另一類是低溫多效蒸餾(LT-MED),頂溫70左右。后者較前者較具競爭力,是蒸餾法中最節(jié)能的方法之一。 對于供汽溫度為80上下的低溫核供熱條件,采用低溫多效蒸餾也是有利的。 壓汽蒸餾(MVC):將蒸發(fā)出的蒸汽適當(dāng)加壓,提高其溫度后,再用作蒸

34、發(fā)器的加熱蒸汽,并冷凝而得淡水。用電或蒸汽驅(qū)動,也屬于最省能的淡化方法之一。但規(guī)模一般不大,多為日產(chǎn)千噸級。 反滲透法(RO):將海水加壓,使淡水透過滲透膜而鹽份被截留的淡化方法。無論海水、苦咸水,亦無論大型、中型或小型都適應(yīng),是海水淡化技術(shù)中近二十年來發(fā)展最快的。除了中東國家,美洲、亞洲和歐洲,大中生產(chǎn)規(guī)模的裝置都以反滲透為首選。也是我國目前的首選方法。 發(fā)展海水淡化的必要性和可行性國內(nèi)水資源供需矛盾凸顯淡水資源嚴(yán)重短缺淡水資源現(xiàn)狀水資源特征:水資源總量多,人均占有量少;河川徑流年際、年內(nèi)變化大;水資源地區(qū)分布與其他重要資源布局不相匹配。用水現(xiàn)狀:用水效率低和過度開發(fā)并存;對淡水資源過度開采

35、的情況日趨嚴(yán)重;淡水資源受污染范圍繼續(xù)增大、受污染程度繼續(xù)增加。淡水資源缺乏在影響經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的各種要素中,淡水資源占有極為特殊的地位,具有很強(qiáng)的公益性、基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性。水是生命不可或缺的要素,是生態(tài)環(huán)境不可分割的組成部分,是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的生命線,是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。水資源的作用是任何其他資源都無法替代的。據(jù)聯(lián)合國提供資料分析,中國水資源總量為28124億m3,居世界第6 位,中國人均水資源量為2340m3,全球排在109位。到本世紀(jì)中葉,中國人口預(yù)測16億時(shí),人均水資源為1600m3,成為嚴(yán)重缺水的國家。中國設(shè)立668個城市中,缺水城市約400個,嚴(yán)重缺水的城市約108個。這些

36、城市日缺水量為1600萬m3,全年缺水量為200億m3。中國每年工業(yè)、生活污水排放量已達(dá)約600億m3,90的城市水域受到不同程度的污染,尤其南方城市由于采用地表水做水源而地面水又受到不同程度的污染。因此又導(dǎo)致水質(zhì)性缺水。水是我國經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的戰(zhàn)略性資源。隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活水平提高,對水資源的需求將進(jìn)一步增加,給水資源承載能力帶來巨大壓力??梢哉f,水資源供需矛盾突出是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。從人口增長看,2030年左右我國人口將達(dá)到16億,人均占有水資源量將減少1/5;從經(jīng)濟(jì)增長看,今后10年我國經(jīng)濟(jì)仍處于工業(yè)化中期階段,重化工業(yè)占主導(dǎo)地位,工業(yè)用水將大幅度增長;從城鎮(zhèn)化發(fā)展看

37、,我國城鎮(zhèn)化率將穩(wěn)步提高,城市水資源供需矛盾將更加突出;從糧食安全看,水資源短缺制約我國北方產(chǎn)糧區(qū)的糧食生產(chǎn),影響國家糧食安全。對于水資源短缺問題的解決,最有前景的應(yīng)該是開發(fā)那些不可用水。比如海水淡化,地下水的開發(fā)和采集,以及兩極冰川的利用。其實(shí),地球上水資源的量是很足夠的,我們所說的水資源短缺僅僅是指淡水的,或者說可隨意利用的水資源稀缺。所以,變不可用水為可用水是一大方法。國家和地方政府出臺政策支持海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展國家鼓勵支持海水淡化產(chǎn)業(yè)一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、壯大,離不開政策的引導(dǎo)和扶持。從 “九五”末期,國家海洋局開始研究制定海水淡化和利用的相關(guān)政策法規(guī)。2005年,國家發(fā)改委、國家海洋局、財(cái)政

38、部聯(lián)合發(fā)布了海水利用專項(xiàng)規(guī)劃,規(guī)劃了國家在“十一五”期間乃至2020 年海水利用的發(fā)展重點(diǎn)、區(qū)域布局和重點(diǎn)工程,提出了加快發(fā)展海水利用產(chǎn)業(yè)的政策和保障措施等。這是我國有關(guān)海水利用的第一個國家政策,意義重大。自規(guī)劃出臺以后,沿海地區(qū)政府及企業(yè)參與海水淡化產(chǎn)業(yè)的積極性大大提高。2006年,為進(jìn)一步推動我國海水淡化和利用工作,加速海洋標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)程,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、國家發(fā)展和改革委員會、科技部、國家海洋局組織專家編制了 海水利用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展計(jì)劃。同時(shí),國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 (20062020) 國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要等也為海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了政策支撐。此外,國家從稅

39、收政策方面也開始積極支持海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)2008年1月1日正式實(shí)施的新企業(yè)所得稅法,企業(yè)從事海水淡化項(xiàng)目的所得,自項(xiàng)目取得第一筆生產(chǎn)經(jīng)營收入所屬納稅年度起,給予“三免三減半”的優(yōu)惠,即前三年免稅,后三年稅收減半。另悉,目前國家發(fā)改委已會同國家海洋局等有關(guān)部門,正加緊研究制定 關(guān)于加快海水利用產(chǎn)業(yè)化的指導(dǎo)意見,爭取盡快出臺若干具體激勵政策,以保障實(shí)現(xiàn) 海水利用專項(xiàng)規(guī)劃目標(biāo),使海水成為解決我國沿海地區(qū)淡水緊缺的重要水源。這些都表明,隨著國家各項(xiàng)相關(guān)政策的出臺、完善,海水淡化已展現(xiàn)出巨大的市場需求和良好的產(chǎn)業(yè)前景。海水利用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展計(jì)劃國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、國家發(fā)展和改革委員會、科技部和國家海洋

40、局聯(lián)合編制印發(fā)了海水利用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展計(jì)劃。該計(jì)劃內(nèi)容涉及到海水淡化、海水冷卻、海水化學(xué)資源提取、大生活用海水和海水綜合利用等領(lǐng)域,在分析我國海水綜合利用發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,構(gòu)建了我國海水利用標(biāo)準(zhǔn)體系,提出了我國海水利用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展思路,確定了近期完成制修訂國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目和2015 年前完成制修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)期目標(biāo)。眾所周知,我國淡水資源短缺已經(jīng)成為制約一些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。海水綜合利用,尤其是海水淡化是解決沿海城市淡水資源短缺的有效途徑。黨中央、國務(wù)院高度重視海水淡化和利用工作,海水淡化被列入中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃的建議。全國人大常委會對海水淡化與利用工作也非常關(guān)

41、注,全國人大十屆三次會議期間,數(shù)十位人大代表提出議案,建議推動我國海水淡化和利用工作,該議案被列為全國人大常委會重點(diǎn)督辦的十大提案之一。海水利用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展計(jì)劃的發(fā)布和實(shí)施是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的客觀要求,為推動海水利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供重要技術(shù)支撐,對于提高人民生活水平,保持國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速平穩(wěn)發(fā)展具有重要意義。海水利用專項(xiàng)規(guī)劃出臺由國家發(fā)展改革委、國家海洋局和財(cái)政部聯(lián)合編制的海水利用專項(xiàng)規(guī)劃近日出臺。該規(guī)劃是我國中長期水資源節(jié)約和替代規(guī)劃的重要組成部分,也是我國海水利用工作的指導(dǎo)性文件和海水利用項(xiàng)目建設(shè)的依據(jù)。規(guī)劃的出臺,標(biāo)志著我國海水利用事業(yè)步入了一個新的發(fā)展階段。據(jù)介紹,規(guī)劃的

42、規(guī)劃期為“十一五”(2006 年到2010 年),展望到2020 年。到2010 年的發(fā)展目標(biāo)為:我國海水淡化能力達(dá)到80萬100萬立方米/日,海水直接利用能力達(dá)到550億立方米/年,積極發(fā)展海水化學(xué)資源的綜合利用,海水利用對解決沿海地區(qū)缺水問題的貢獻(xiàn)率達(dá)到16%24%。展望到2020 年,我國海水淡化能力達(dá)到250萬300萬立方米/日,海水直接利用能力達(dá)到1000億立方米/年,大幅度擴(kuò)大和提高海水化學(xué)資源的綜合利用規(guī)模和水平,海水利用對解決沿海地區(qū)缺水問題的貢獻(xiàn)率達(dá)到26%37%。國家將減免稅收支持海水淡化工業(yè)國家財(cái)政部副部長朱志剛表示,將對從事有關(guān)海水利用特別是海水淡化的工程給予必要的稅收

43、優(yōu)惠。為促進(jìn)沿海地區(qū)水資源的可持續(xù)利用,國家發(fā)展改革委、國家海洋局和財(cái)政部近日聯(lián)合出臺了海水利用專項(xiàng)規(guī)劃。初步建立海水利用標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系、政策支持體系、技術(shù)服務(wù)體系和監(jiān)督管理體系,使海水利用產(chǎn)業(yè)逐步參與國際競爭。朱志剛表示海水淡化工程的資金籌措,應(yīng)充分發(fā)揮市場機(jī)制作用,主要走市場化運(yùn)作的路子,通過政府、企業(yè)、社會多方籌資。對于基礎(chǔ)性和公益性投資項(xiàng)目,在加強(qiáng)政策性投融資、國家安排一定比例資金補(bǔ)助的同時(shí),強(qiáng)化地方和企業(yè)的投資責(zé)任;對除此之外的一般性投資項(xiàng)目,企業(yè)作為基本的投資主體,主要向市場融資。地方政府的極力支持1.青島發(fā)布實(shí)施海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃由青島市發(fā)展改革委組織編制的青島市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展

44、規(guī)劃(以下簡稱規(guī)劃),經(jīng)青島市人民政府2005年第60 次市長辦公會討論通過,正式發(fā)布實(shí)施。規(guī)劃在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下,立足青島市的實(shí)際基礎(chǔ)和優(yōu)勢條件,提出了青島市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)、規(guī)劃方案、發(fā)展重點(diǎn)、支撐條件、政策建議等。該規(guī)劃對于我國沿海城市發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)具有重要的示范和借鑒作用。規(guī)劃從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策、市場、基礎(chǔ)條件等方面,對青島發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了充分的論證,提出了“把青島建成全國海水淡化產(chǎn)業(yè)基地和國家海水淡化推廣應(yīng)用示范城市”的戰(zhàn)略目標(biāo),以海水淡化為突破口,帶動科技創(chuàng)新和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,最終形成應(yīng)用-設(shè)備產(chǎn)業(yè)化-技術(shù)創(chuàng)新相互促進(jìn)的良性發(fā)展模式。到2015年,該市海水淡化能

45、力達(dá)到40萬立方米/日,海水淡化產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到120億元,帶動相關(guān)行業(yè)產(chǎn)值增加400億元。2. 浙江省海水利用發(fā)展規(guī)劃浙江省海水利用發(fā)展規(guī)劃是浙江省“十一五”規(guī)劃體系的重要組成部分,對于保障浙江省水資源安全,推進(jìn)海水利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。規(guī)劃明確提出了2010 年和2020 年浙江省海水利用發(fā)展目標(biāo),確定了海水淡化、海水直接利用、海水淡化技術(shù)和裝備制造、海水化學(xué)資源綜合利用等海水利用重點(diǎn)領(lǐng)域。即“培育一個海水利用工程研究中心、建設(shè)二個海水利用產(chǎn)業(yè)化基地、實(shí)施六大海水利用工程”,形成沿海地區(qū)若干個海水利用發(fā)展區(qū)。日趨成熟的海水淡化技術(shù)與潛在巨大的海水淡化市場海水淡化技術(shù)和裝備

46、配置日趨成熟海水淡化技術(shù)經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展,技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)成熟,成本逐步降低,能耗指標(biāo)下降近90%。大規(guī)模海水淡化的技術(shù)條件日趨成熟,海水淡化正朝著單臺裝置產(chǎn)能擴(kuò)大和淡化廠建設(shè)規(guī)?;姆较虬l(fā)展。我國海水淡化技術(shù)的研究起步較早,19671969年全國組織海水淡化會戰(zhàn),同時(shí)開展電滲析(ED)、反滲透(RO)和蒸餾等多種海水淡化技術(shù)方法的研究。1981 年建成西沙200 立方米/日反電滲析海水淡化裝置;19972000年期間,先后建成了500 立方米/日、1000 立方米/日反滲透海水淡化裝置;2003年,山東榮成日產(chǎn)10000噸級反滲透海水淡化示范工程一期5000立方米/日機(jī)組建成投產(chǎn);2004 年

47、,低溫多效海水淡化示范工程項(xiàng)目3000立方米/日低溫多效海水淡化裝置在青島的黃島電廠建成。經(jīng)過近40年的研發(fā)和示范,經(jīng)過國家“九五”、“十五”、“十一五”科技攻關(guān),我國海水淡化技術(shù)已日趨成熟,為大規(guī)模應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。我國已成為世界上少數(shù)幾個掌握海水淡化先進(jìn)技術(shù)的國家之一。近年來,我國在核能海水淡化,以及在引進(jìn)、消化和再創(chuàng)新海水淡化先進(jìn)技術(shù)和裝備制造等方面做了大量工作。日前,在國內(nèi)海水淡化技術(shù)最領(lǐng)先的杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心,浙江海水淡化技術(shù)裝備制造基地奠基。該基地將建成年產(chǎn)160萬平方米的反滲透膜和納濾膜生產(chǎn)線,以及年施工能力達(dá)每日70萬噸的海水淡化及水處理成套生產(chǎn)線。項(xiàng)目建設(shè)期2年,總

48、投資6.5億元。這標(biāo)志著海水淡化設(shè)備國產(chǎn)化的戰(zhàn)役已經(jīng)拉開了序幕。我國海水利用近年來發(fā)展迅速,經(jīng)過多年攻關(guān),在海水淡化、海水直接利用等關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破,部分技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。技術(shù)經(jīng)濟(jì)日趨合理,海水淡化噸水成本已達(dá)到每噸約5 元人民幣。海水利用技術(shù)日趨成熟,產(chǎn)業(yè)化條件基本具備。應(yīng)用規(guī)模逐步擴(kuò)大從我國實(shí)際應(yīng)用情況來看,反滲透海水淡化技術(shù)主要應(yīng)用于市政供水,而對于要求提供鍋爐補(bǔ)給水和工藝純水,且有低品位蒸汽或余熱可利用的電力、石化等企業(yè),則一般采用低溫多效蒸餾技術(shù)。在海水冷卻方面,我國沿海相當(dāng)一些火力發(fā)電、核電、化工和石油煉化企業(yè)都采用了海水直接冷卻技術(shù),主要是直流冷卻,少數(shù)是循環(huán)冷卻。

49、在海水替代淡水方面做出了貢獻(xiàn),節(jié)省了大量淡水資源。據(jù)中國水利企業(yè)協(xié)會脫鹽分會統(tǒng)計(jì),到2010年底,中國海水淡化的能力有64萬噸/日,相當(dāng)于全球的1%。目前,全國共有68座海水淡化廠正在運(yùn)營,產(chǎn)能多為3萬噸/日。另有多個5萬噸級的工程即將建成投產(chǎn)。天津、青島等地的三個10萬噸級及以上規(guī)模在建的淡化海水工程已部分投產(chǎn),二期工程正在計(jì)劃之中。應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大。目前我國海水淡化領(lǐng)域走在前列的主要地區(qū)是山東、浙江、天津、大連、青島等地,這與當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持有關(guān)。國家海水淡化的兩大技術(shù)研究中心一個在杭州,一個在天津,技術(shù)支持對當(dāng)?shù)睾Kl(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。在國內(nèi)已建成投產(chǎn)的海水淡化裝置中,反滲透法和低

50、溫多效蒸餾法為主流,其產(chǎn)水量占總產(chǎn)水量的90以上。成熟的技術(shù)加規(guī)?;陌l(fā)展使海水和苦咸水淡化的成本已與部分城市工業(yè)用水價(jià)格相當(dāng),在水價(jià)上漲,海水淡化技術(shù)日益成熟、運(yùn)營成本逐漸與各地工業(yè)用水價(jià)格持平甚至略低的發(fā)展過程中,海水淡化也變得備受關(guān)注,商機(jī)日益凸顯。我國海水與綜合利用展現(xiàn)出巨大的市場需求和良好的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景,海水淡化大發(fā)展的機(jī)遇期已經(jīng)到來。 發(fā)展海水淡化的意義在全球來說水資源呈現(xiàn)緊缺,而人口卻又是最多的中國,為了應(yīng)對水資源危機(jī)和水資源污染,搞好海水淡化,加快海水淡化配套設(shè)施的建設(shè),是解決沿海(近海)地區(qū)淡水資源短缺的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略選擇,也是實(shí)現(xiàn)以水資源可持續(xù)利用保障沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)

51、展的大戰(zhàn)略,對我國建設(shè)創(chuàng)新型國家有著重大的戰(zhàn)略意義。 我國海水淡化發(fā)展歷史我國海水淡化技術(shù)的研究起步較早,1967 年1969 年全國組織海水淡化會戰(zhàn),同時(shí)開展了電滲析、反滲透和蒸餾等多種海水淡化技方法的研究。1981 年建成西沙200m3/d 電滲析海水淡化裝置;1982 年,由杭州水處理中心建設(shè)的日產(chǎn)200 噸級海水淡化裝置在西沙群島永興島建成啟用,實(shí)現(xiàn)了淡水成本是船運(yùn)淡水成本四分之一的目的1997 年-2000 年期間,先后建成了500m3/d、lO00m3/d 反滲透海水淡化裝置;2003 年,山東榮成日產(chǎn) l0000m3 級反滲透海水淡化示范工程一期5000m3/d 機(jī)組建成投產(chǎn);2

52、004 年,低溫多效海水淡化示范工程項(xiàng)目3000m3/d低溫多效海水淡化裝置在青島的黃島電廠建成。 2009年,天津大港新泉海水淡化有限公司一期項(xiàng)目10萬噸/日反滲透技術(shù)海水淡化裝置建成投產(chǎn)。2010年,舟山普陀區(qū)六橫海水淡化一期項(xiàng)目2萬噸/日反滲透技術(shù)海水淡化裝置建成投產(chǎn)。2010年,天津市北疆發(fā)電廠海水淡化一期項(xiàng)目首批10萬噸/日低溫多效蒸餾技術(shù)海水淡化裝置建成投產(chǎn)。2011年(預(yù)計(jì)在9月份),唐山曹妃甸建大型海水淡化廠首期產(chǎn)能是5萬噸/天反滲透技術(shù)海水淡化裝置建成投產(chǎn)。截至目前,我國已建成并運(yùn)營的海水淡化工程總產(chǎn)水量中,低溫多效與反滲透約為3:7,兩者占據(jù)了總產(chǎn)水量的98%左右。海水淡化

53、技術(shù)及應(yīng)用一個大型的海水淡化項(xiàng)目往往是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。就主要工藝過程來說,包括海水預(yù)處理、淡化(脫鹽)、淡化水后處理等。其中預(yù)處理是指在海水進(jìn)入起淡化功能的裝置之前對其所作的必要處理,如殺除海生物,降低濁度、除掉懸浮物(對反滲透法),或脫氣(對蒸餾法),添加必要的藥劑等;脫鹽則是通過上列的某一種方法除掉海水中的鹽分,是整個淡化系統(tǒng)的核心部分,這一過程除要求高效脫鹽外,往往需要解決設(shè)備的防腐與防垢問題,有些工藝中還要求有相應(yīng)的能量回收措施;后處理則是對不同淡化方法的產(chǎn)品水針對不同的用戶要求所進(jìn)行的水質(zhì)調(diào)控和貯運(yùn)等處理。海水淡化過程無論采用哪種淡化方法,都存在著能量的優(yōu)化利用與回收,設(shè)備防

54、垢和防腐,以及濃鹽水的正確排放等問題。海水淡化(即上述的脫鹽部分)是指從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程,通過脫除海水中的大部分鹽類,使處理后的海水達(dá)到生活和生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)的水處理技術(shù)。最初是航海的興起推動了海水淡化技術(shù)的發(fā)展,至今淡化方法已出現(xiàn)了數(shù)十種,技術(shù)種類雖然很多,但達(dá)到商業(yè)規(guī)模的主要有反滲透法和蒸餾法,也就是常說的“膜法”和“熱法”,蒸餾淡化技術(shù)又分成多級閃蒸、多效蒸餾和壓汽蒸餾三種。 反滲透法是海水淡化技術(shù)中近20年來發(fā)展最快的,無論是大型、中型或小型項(xiàng)目都適用,除海灣國家外,反滲透技術(shù)是其它地區(qū)大、中型海水淡化項(xiàng)目的首選。多級閃蒸,目前在世界海水淡化總產(chǎn)量中仍占第一位,技術(shù)成熟、安全性高

55、、運(yùn)行彈性大,適合大型或超大型項(xiàng)目,主要安裝在海灣國家。多效蒸餾根據(jù)操作溫度的高低,頂溫在65-70是低溫多效蒸餾,簡稱低溫多效,是目前具有競爭力的熱法海水淡化技術(shù)。壓汽蒸餾,是指利用電或蒸汽對二次蒸汽進(jìn)行絕熱壓縮后重新利用,能耗較低,但是規(guī)模一般不大,多為日產(chǎn)千噸級。 蒸餾法淡化技術(shù)蒸餾法又稱蒸發(fā)法,是最早采用的淡化技術(shù)。早期主要用于少量蒸餾水的生產(chǎn)和制糖工業(yè)的料液濃縮,近代工業(yè)逐漸用于電廠和大型工業(yè)鍋爐供水。蒸餾法與膜法不同,一經(jīng)蒸發(fā)所得的水就是蒸餾水,水質(zhì)較高,產(chǎn)品水的含鹽量(總固溶物)可以降到5ppm以下。另一方面,蒸餾法所能處理的原料水比其它方法廣泛,原水含鹽量從幾百毫克/升到幾萬毫

56、克/升都可適應(yīng)。另外可以利用電廠的余熱,因此蒸餾法的應(yīng)用場合較廣。蒸餾法海水淡化的裝置類型較多,主要的有:多級閃蒸海水淡化、多效蒸發(fā)海水淡化和壓汽蒸餾海水淡化。以下對各種方法進(jìn)行簡介:多級閃蒸技術(shù)(MSF)基本原理:多級閃蒸是將海水加熱到一定溫度后,引入到一個閃蒸室,其室內(nèi)的壓力低于海水所對應(yīng)的飽和蒸汽壓,部分海水迅速汽化,冷凝后即為所需淡水;另一部分海水溫度降低,流入另一個壓力較低的閃蒸室,又重復(fù)蒸發(fā)和降溫的過程。將多個閃蒸室串聯(lián)起來,室內(nèi)壓力逐級降低,海水逐級降溫,連續(xù)產(chǎn)出淡化水。(2)工藝流程:經(jīng)過澄清和加氯消毒處理的海水,首先送入排熱段作為冷卻水。離開排熱段的大部分冷卻海水又排回海中,

57、小部分作為進(jìn)料海水(補(bǔ)給海水),經(jīng)預(yù)處理后,從排熱段末級閃蒸室流入第一級閃蒸室,如技術(shù)原理所說明的那樣,逐級降壓,海水逐級降溫,連續(xù)產(chǎn)出淡化水。見圖2-1。多級閃蒸的造水比,是所得淡水(蒸餾水)的重量與所耗加熱蒸汽的重量之比,是淡化廠經(jīng)濟(jì)效益的直接體現(xiàn),通常小型裝置的造水比較小,大型裝置的造水比較高,如日產(chǎn)淡水幾百噸或四、五千噸的裝置,造水比一般為5-8左右;日產(chǎn)淡水一萬噸的裝置,造水比多在10左右;日產(chǎn)淡水四、五萬噸的裝置,造水比可達(dá)到13-14。圖21 多級閃蒸流程圖主要優(yōu)缺點(diǎn):單機(jī)容量大,最大的可達(dá)到5萬噸/天;產(chǎn)品水鹽度一般為310毫克/升。但是,其工程投資高,為反滲透法的2倍;動力消

58、耗大;設(shè)備的操作彈性小,是設(shè)計(jì)值的80110,不適應(yīng)于造水量要求可變的場合;當(dāng)其傳熱管腐蝕穿孔將污染水質(zhì)。(4)適用范圍:可用于以火電廠或核電廠的背壓或抽汽式透平的低位蒸汽為熱源的大型海水淡化工程,為高中壓鍋爐提供優(yōu)質(zhì)脫鹽水,也可是生活用淡水。多效蒸餾技術(shù)(MED)基本原理:將一系列的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來,蒸汽進(jìn)入第一效蒸發(fā)器,與進(jìn)料海水熱交換后,冷凝成淡化水;海水蒸發(fā),蒸汽進(jìn)入第二效蒸發(fā)器,并使幾乎同量的海水以比第一效更低的溫度蒸發(fā),自身又被冷凝。這一過程一直重復(fù)到最后一效。連續(xù)產(chǎn)出談化水。多效蒸餾分為低溫和高溫多效蒸餾。高溫多效蒸餾可安排更多的傳熱效數(shù),以達(dá)到較高的造水比,其熱效率

59、較高。但是,頭幾效鹽水的蒸發(fā)溫度較高,傳熱管易結(jié)垢且腐蝕速度快,因而對設(shè)備的材料要求高,需頻繁清洗設(shè)備,對海水預(yù)處理要求也高。針對高溫多效蒸餾的缺點(diǎn),發(fā)展了低溫多效蒸餾技術(shù)(LT-MED),其特點(diǎn)是鹽水的蒸發(fā)溫度不超過70,減緩了設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢;并得到10左右的造水比。同時(shí)由于使用了較低價(jià)的傳熱材料,使得同樣的投資規(guī)??梢园才鸥嗟膫鳠崦娣e。工藝流程:海水在冷凝器中預(yù)熱、脫氣之后分成兩股,一股排回大海,另外一股為進(jìn)料液。料液加入阻垢劑,引入到蒸發(fā)器溫度最低的效組中。噴淋系統(tǒng)把料液分布到頂排管上,自上向下的降膜過程中,一部分海水吸收了管束內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而汽化;冷凝液以淡化水導(dǎo)出,蒸汽進(jìn)下一效

60、組,剩余料液也泵入下一效組中,該效組的操作溫度高于上一效組。在新的效組中又重復(fù)了蒸發(fā)和噴淋過程,直到料液在溫度最高的效組中以濃縮液的形式排出。詳見圖2-2:圖22 低溫多效蒸餾工藝流程圖低溫多效蒸餾(LT-MED)主要優(yōu)缺點(diǎn):熱效率比多級閃蒸高,30余度的溫差可達(dá)到10左右的造水比;操作負(fù)荷可從40到110變化,造水比不會下降,彈性較大;能耗較低;前處理較簡單,化學(xué)藥劑消耗較低;系統(tǒng)的操作安全可靠,即便發(fā)生傳熱管泄漏,僅僅降低產(chǎn)量而不會影響水質(zhì)。但低溫多效蒸餾設(shè)備體積較大,裝置費(fèi)用較高。適用范圍:多效蒸餾與多級閃蒸的適應(yīng)條件基本相同。壓汽蒸餾技術(shù)(VC)基本原理:海水蒸發(fā)過程所產(chǎn)生的二次蒸汽,

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