地下苦咸水利用的綜述

張正磊 劉萍 周偉偉

摘 要：水資源日益嚴峻，非常規水源苦咸水的利用成為解決水資源短缺的有效途徑。文章介紹了山東地區苦咸水的成因及分布，化學特征和危害，分析了苦咸水淡化的四種主要方法，并從能耗、淡化效果以及投資維護費用三個方面對這四種方法進行了對比。

關鍵詞：苦咸水;淡化

一、苦咸水概述

山東省大數土地下的水都帶有鹽分，以Mg2+和SO42-等鹽為主，有一種苦澀的味道，因此得名——苦咸水。這種水在不靠近黃河的地方更常見，整個省經常吃又苦又澀的水接近一千萬人，這其中吃非常苦非常澀的人數也達到了。[1]

苦咸水危害：現實生活中如果一個人長期吃這種又苦又澀的水，將會對健康有極大的危害，比如拉肚子等腸胃方面的疾病，有些對水中高密度離子敏感的人還會發生過敏反應，更甚者會得結石和患癌，對我們的生活造成很大的影響。另外，我省以重工業為主，對水質的要求比較高，而苦咸水恰恰無法滿足這些工業對用水水質的要求，從而直接影響了我省經濟的發展。最重要的是我省是個農業大省，這種水對土壤有很大的弊端，非常不利于農業灌溉，長期用于農業會造成產量降低，影響農作物生產，甚至枯萎。[2]

由此可見，無論從水資源的利用角度，還是從保證水質安全角度，對苦咸水進行淡化處理均具有緊迫性和必要性。

二、苦咸水處理的主要方法

這種又苦又咸的水處理與淡化的方式主要有四種，即蒸餾、電滲析、反滲透、納濾。另外還有一些不常用的如膜蒸餾、離子交換等方式。

（一）蒸餾法

這種方法非常簡單易懂，即對這種又苦又澀的水加溫，超過沸騰點之后的水蒸氣收集，試紙再冷卻為水。其裝置也很簡單，通過這種方法得到的水質比較好。顯而易見，萬事沒有絕對的好處，這種方法符合同樣的道理。即當水不斷被蒸發的時候，這種水中的離子會慢慢的在容器上結垢，影響使用功能。蒸餾法規模越大，成本越低，規模小反而成本高。

（二）電滲析法

該方法的原理是在外部通電的情況下讓水中的離子朝著特定的方向移動，并通過具有特殊選擇性的離子交換膜，這種膜可以有目的的更換，從而達到我們想要的結果。電滲析法水的利用率一般為50%，除鹽率一般為50%～75%，比較適合低鹽苦咸水的淡化。

（三）反滲透法

反滲透法跟滲透法的原理相近，但是通過人為的施加壓力，改變自然滲透的方向，故而得名。我國反滲透膜技術發展較晚，但目前為止我國反滲透工藝水平已經接近國外先進水平，只是膜和組器技術仍有很大差距。

（四）納濾

納濾嚴格上說也是反滲透的一種，只是施加的壓力較小。并且其膜的孔徑介于超濾和反滲透之間。其去除有機物的相對分子質量的級別在300～900之間，可以更好的凈化。通過該項技術，我們可以解決很多問題，比如反滲透法處理又苦又澀的水時廢水產量多、能量消耗大、花費高等問題。為我們處理又苦又澀的水，指明了新的方向和天地。

三、山東省內應用苦咸水淡化方法的比較

下面以山東地區已經使用的項目為實例，從兩個方面進行分析，以期為各地區選擇合適的方法提供依據。

（一）能源消耗對比

我們選取濃度在4000mg/L左右的又苦又澀的水來進行處理中能量消耗的對比。蒸餾法的能耗大約在12左右，是最高的;電滲析法次之大概為5;納濾最低為1.4。單位（kW·h/m3）

由此可知，蒸餾法能耗最高，電滲析法次之，納濾技術最節能。

（二）淡化效果對比

四種方法對無機鹽類去除率分別是100%、64～93%、95～99.8%和40～90%，蒸餾和反滲透對無機鹽類的去除效率最高，納濾效果較差。電滲析對有機物和微生物無法實現去除效果。

（三）設備投資和維護費用對比

蒸餾法投資高，維護費用高，適宜規模大的;電滲析法投資低，維護費用低。因此可以得出電滲析法適合經濟不發達地區的苦咸水淡化，反滲透和納濾適合被經濟稍發達地區采用，蒸餾法更適合海水的大規模利用。

四、苦咸水淡化技術的發展與展望

近年來苦咸水的處理正在努力提高工程中，為了達到我們低能高效并且廣泛應用的目的，我們今后的路還很長：

首先，通過前文的對比和分析易知納濾處理的方法應該是我們今后發展的方向，但是質量好效果佳的納濾膜價格較高，因而限制了其在國內的推廣。我們要明確方向，大力發展該技術的發展。

其次，目前苦咸水處理工程中對于廢液的應用和處理是個難題。一般用來養殖魚蝦或者采用組合工藝流程，降低廢液的產量，提高效率。因此今后需要對該綜合應用進行全方面的研究。

最后，在我國不發達的地區多含有這種又苦又澀的水，該地區一般都有較豐富的太陽能資源，因此這指導我們發展以太陽能為動力的納濾技術將會有廣闊的市場。

參考文獻：

[1]李青霞，徐紅蔚，王秀敬.山東省咸水資源開發利用與治理措施研究[J].山東水利，2008（7）：23-24.

[2]趙亭月，鄭繼勝，韓云龍.淺述劣質水處理技術的發展[J].山東水利，2002（7）：20.

作者簡介：張正磊（1963-），男，漢族，山東平度市人，本科，副教授，研究方向：給排水工程技術。