海水淡化工藝選擇：沒有最佳只有最適合

聶鑫　朱麗娜

近年來，我國不斷出臺海水淡化政策利好，因此各地海水淡化項目及示范、試點工程陸續上馬。有專家表示，在海水淡化項目工藝選擇上，沒有最好的工藝技術，只有更適合項目實際的工藝技術。目前，海水淡化的技術方法已有數十種，但達到商業規模的主要是膜法（反滲透膜法）和熱法（包括低溫多效蒸餾法、多級閃蒸法等）。多數學者認為，反滲透、低溫多效蒸餾和多級閃蒸等技術將決定海水淡化發展的未來。

反滲透：對預處理要求高

反滲透技術具有能耗低、預處理要求高和設備維護量大等工藝特點。反滲透工藝對原水的水質和水溫較為敏感，且預處理運行的好壞是整個系統穩定運行的關鍵，目前典型的預處理工程一般采取凝聚、澄清、過濾等預處理工藝。

對于反滲透工藝來說，岸邊井取水方式由于所取海水經過了沙層的過濾，水質較好，因此預處理一般可以采用簡單的過濾即可直接進入反滲透系統；而地表式取水則需要更完善的預處理工藝系統。近年來，超/微濾膜作為反滲透的預處理工藝已得到越來越多用戶的青睞，華能玉環電廠、浙能樂清電廠和大唐王灘電廠均采用超/微濾膜作為預處理。

低溫多效蒸餾：擅長吃“粗糧”

低溫多效蒸餾技術具有能耗高、預處理要求低和設備維護量小等工藝特點。進料海水的懸浮物含量是該技術主要考慮的指標。根據中國海洋行業標準《蒸餾法海水淡化工程設計規范》（HY/T 115—2008）的規定，進入熱法海水淡化裝置的海水懸浮物含量要求小于50 mg/L。

在實際應用過程中，不同海水淡化裝置對懸浮物含量的要求也不盡相同。如國華滄東電廠一期工程的兩臺進口萬噸級海水淡化裝置要求進料海水含沙量和懸浮物含量不超過300 mg/L，最好小于50 mg/L；國投天津北疆電廠4臺2.5萬噸級海水淡化裝置要求進料海水含沙量和懸浮物不超過25 mg/L。因此，對于低溫多效蒸餾海水淡化工藝，懸浮物含量較低的原海水一般不需要進行復雜的預處理。如國華滄東電廠二期國產萬噸級海水淡化工程，在前期小型試驗和水質監測的基礎上取消了預處理的設計和建設，其投產至今系統運行穩定。

多級閃蒸：適合大型海水淡化裝置

多級閃蒸技術具有單機容量大、工程投資高、動力消耗大和設備操作彈性小的工藝特點。該技術的發展可提高裝置單機造水能力、降低單位電力消耗、提高傳熱效率等。由于該系統運行溫度高（約120℃），為防止設備腐蝕，原海水需要經過濾、除氧和除二氧化碳等前處理才能進入多級閃蒸裝置。該技術適合用于以火電廠或核電廠低品位蒸汽作為熱源的大型海水淡化工程，適合于大型和超大型的海水淡化裝置。目前，全球海水淡化裝置仍以多級閃蒸工藝產量最大，而且受能源政策等的影響，主要在海灣國家采用。天津大港電廠早在1990年就引進了兩套美國Envirogenics公司的日產3000噸的多級閃蒸海水淡化裝置。

海水淡化工藝選擇應考慮哪些因素？

淡化水水質要求決定了海水淡化的工藝方案。以上3種主流工藝在產品水純度上是有區別的，其中，低溫多效蒸餾工藝的出水純度最高，其產品水經簡單處理即可作為高壓鍋爐的補給水，也可向高端飲用水、生理鹽水、醫藥用水等方向發展。如國華滄東電廠采取“企業制水，政府包銷”合作模式，將海水淡化產品水經管道輸送至附近的鋼鐵廠后，這些淡水不經任何處理，一部分作為除鹽水或軟化水用于鍋爐補水，一部分與黃河水摻混調配水質后用于循環冷卻。因此，用戶可以根據不同用水水質要求選擇單一或組合的海水淡化方案，如熱膜耦合和分質供水也是目前比較看好的海水淡化工程方案。

工程特點是海水淡化工藝選擇的重要依據。一般單獨設立的海水淡化廠適合采用反滲透工藝，如果有蒸汽或余熱配套，那么低溫多效蒸餾工藝更為經濟和可靠。盡管反滲透對于大型、中型、小型海水淡化工程都適合，但反滲透的清洗和換膜次數較為頻繁，使得設備維護量大、運行費用高，因此，其最終生產成本與熱法相比并沒有太大優勢。

低溫多效蒸餾和多級閃蒸等適合較大型的海水淡化系統，對于10萬噸級及以上海水淡化工程來說多級閃蒸技術則更為安全、可靠和經濟。建設海水淡化工程時，在確定海水淡化工藝及工藝參數時，還要考慮原海水水質、取排水方式、預處理方案、產品水水質和濃排水處置等邊界條件。總之，對于海水淡化工程的工藝選擇沒有唯一、也沒有最佳，而應根據工程特點進行論證和選擇。