海水淡化聯合處理技術

馬朝勤++李玉磊

摘 要：本文主要介紹了海水淡化技術，包括以反滲透為主的膜法和以低溫多效蒸餾為主的熱法，重點闡述了熱法和膜法相結合的海水淡化聯合處理技術。海水淡化“熱-膜”聯合處理工藝可用于滿足不同用戶對水質的需求，提高水、電的優化配比，降低海水淡化的成本。

關鍵詞：海水淡化 聯合處理 低溫多效蒸餾 反滲透

中圖分類號：P747 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0084-02

Abstract： This paper introduces the main seawater desalination technology， including the Reverse Osmosis （RO） based membrane technology and the low-temperature multi effect distillation （LT-MED） based thermal technology. The combined treatment process of thermal and membrane is emphasized. The "thermal- membrane" combined seawater desalination treatment process can be used to meet the needs of different users for water quality， to improve the optimal ratio of water and electricity， and to reduce the cost of desalination.

Key Words： Seawater desalination；Combined；LT-MED；RO

水是人類生存和工業生產不可缺少的自然資源。隨著世界環境的變化、人口的增加，全世界正面臨嚴重的淡水資源緊缺的局面，供水不足將成為一個深刻的社會危機，而海水淡化是解決該危機的重要途徑之一。從20世紀50年代開始，海水淡化技術隨著水資源危機的加劇得到了快速發展，如今在全世界已得到了廣泛應用[1，2]。

1 海水淡化方法

全球海水淡化技術大概有20多種，包括滲透法、低溫多效、多級閃蒸、電滲析、壓氣蒸餾、露點蒸發，以及利用核能、太陽能、潮汐能的海水淡化技術等。概括來講，其可以分為四類，即熱法、膜法、電滲析法、冷凍法，其中以熱法和膜法的應用最為廣泛，已經產業化規模的即“熱法中的多級閃蒸法（MSF）和低溫多效蒸餾法（LT-MED），膜法中的反滲透法（RO）”[3，4]。

1.1 熱法

熱法即利用熱能產生淡水，原理為“加熱—蒸發—冷凝”，溶液中的水分在蒸發過程中轉變為蒸汽，從而與鹽分進行分離，其中以MSF和LT-MED為主[5]。

多級閃蒸法（MSF），MSF的原理是將經過加熱的海水，依次在多個壓力逐漸降低的閃蒸室中進行閃蒸，再將閃蒸出來的蒸汽冷凝得到淡水，全球海水淡化裝置以該方法產量最大，方法最成熟。

低溫多效蒸餾法（LT-MED），LT-MED的原理是讓加熱后的海水在多個串聯的蒸發器中蒸發，前一效蒸發器蒸發出來的蒸汽作為下一效蒸發器的熱源，并冷凝為淡水，冷凝后的淡水從管束中流出并被逐級收集，鹽水聚集在蒸發器底部并流向下一效，其是熱法中最節能的方法之一。

1.2 膜法

膜法即利用“膜”使溶液中的水分和鹽分得以分離，從過程原理分為三類，即反滲透法（RO）、膜蒸餾法（MD）、納濾法（NF或膜軟化MS），其中以RO為主。RO是以壓力差為推動力的淡化過程，即在鹽水側施加大于滲透壓的壓力，使鹽水側化學勢高于淡水側，從而使鹽水中的水分透過膜流向淡水側，其是目前發展最快使用最多的淡化技術。

1.3 主流技術比較

縱觀海水淡化技術發展歷程，MSF，LT-MED和RO為目前海淡的主要代表技術，并且在今后幾十年內仍將作為主角，該三種方法的比較如表1所示。

2 聯合處理海水淡化

聯合處理海水淡化是指不同海水淡化方法間的組合，目前主要指“熱-膜”聯合，即熱法和膜法相聯合的一種海淡技術，主要包括MED-RO和MSF-RO兩種[5]。另外，其他方法間的組合也日益受到重視，在實際選用中，要根據規模大小、能源費用、海水水質、氣候條件以及技術與安全性等實際條件綜合而定。

“熱-膜”聯合海水淡化方法的意義表現為：（1）可以滿足不同用水的需求，即RO產品水（水質為一級<300mg/L，二級<10mg/L）和MED/MSF產品水（1～10mg/L）可以按照一定比例混合，以滿足各種各樣的需求，降低海水淡化的成本。（2）可以提高水、電的優化配比，即在用電量較大的季節（產生廢氣較多）提高熱法產水量，在用電量較低的季節（產生廢氣較少）提高膜法產水量，以保證恒定的供水量，所以“熱-膜”聯合海水淡化處理技術可以最大程度上減少整體的能源需求。

相比單一的熱法或膜法海水淡化，“熱-膜”聯合海淡方法具有其獨特的優勢，以中東某工程聯合處理海淡方案為例，表2對其進行了比較。

3 結語

由比較可知，“MED-RO”聯合海水淡化方案將熱法和膜法聯合在一起，使兩種海水淡化方案的優勢得以充分發揮，投資成本低，運行靈活，最大程度上減少了整體能源需求并且可以滿足不同用戶對水質的需求，提高了水電聯產的經濟性，確保了水電聯產的穩定性，更好地實現了水電的合理配比。

參考文獻

[1] 王俊紅，高乃云，范玉柱，等.海水淡化的發展及應用[J].工業水處理，2008，28（5）：6-9.

[2] 譚永文，王琪.海水淡化——應用與發展[J].水處理技術，2015（10）：17-20.

[3] 王世昌.海水淡化工程[M].北京：化學工業出版社，2003.

[4] 解利昕，李憑力，王世昌.海水淡化技術現狀及各種淡化方法評述[J].化工進展，2003，22（10）：1081-1084.

[5] 夏艷，伍聯營.海水淡化過程優化設計的研究進展[J].水處理技術，2007，33（11）：1-5.endprint