海水淡化技術發展與應用現狀研究

摘要：目前，全球水資源短缺問題十分突出，海水淡化技術逐漸成為諸多國家應對水資源危機的重要手段。經過多年的發展，我國海水淡化技術已逐漸形成一套成熟的體系。結合我國海水淡化技術的發展歷程，綜述傳統海水淡化技術和新興海水淡化技術，分析其在國內外的應用，以期為未來海水淡化技術的研發和推廣提供參考。

關鍵詞：海水淡化；發展；傳統技術；新興技術；應用

中圖分類號：P747 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）02-00-03

Research on the Development and Application Status of Seawater Desalination Technology

ZHANG Xi

（China University of Petroleum （East China）， Qingdao 266580， China）

Abstract： At present， the global water shortage problem is very prominent， and seawater desalination technology has gradually become an important means for many countries to cope with the water crisis. After years of development， China’s seawater desalination technology has gradually formed a mature system. Based on the development history of seawater desalination technology in China， the traditional seawater desalination technology and emerging seawater desalination technology are summarized， and their applications are analyzed at home and abroad， in order to provide reference for the research and promotion of seawater desalination technology in the future.

Keywords： seawater desalination; development; traditional technology; emerging technology; application

隨著我國社會經濟的快速發展，淡水資源需求急劇增加，而可供利用的淡水資源日益緊張。我國人均淡水資源占有量僅為全球人均水平的1/4，尤其是在沿海城市和海島地區，水資源供需矛盾突出[1]。下面結合我國海水淡化技術的發展歷程，綜述傳統海水淡化技術與新興海水淡化技術，并分析其在國內外的應用，以更好地研發和推廣海水淡化技術，滿足社會發展需求。

1 我國海水淡化技術的發展歷程

我國海水淡化研究始于20世紀50年代，經歷數十年的發展與技術提升，形成較為成熟的產業基礎[2]。20世紀90年代以來，國家陸續出臺一系列政策，鼓勵海水淡化技術的研發和產業化。2021年，國家發布《海水淡化利用發展行動計劃（2021—2025年）》，明確海水淡化產業的戰略目標，提出到2025年全國海水淡化規模達到290萬m3/d，推動海水淡化技術的創新及應用[3]。

2 傳統海水淡化技術

2.1 多級閃蒸法

多級閃蒸法是一種成熟的海水淡化方法，以其獨特的熱能利用模式在全球范圍內得到廣泛應用。該工藝在多個階段對海水進行加熱和逐步降壓，使水分子在低壓環境中閃蒸，進而實現揮發與凝結的循環。多級閃蒸法能量轉換效率可達50%，在大規模海水淡化項目中具有顯著的經濟價值[4]。目前，全球多個國家大型海水淡化廠的多級閃蒸設備日均產水量可達數十萬噸，充分展示多級閃蒸法在解決水資源短缺問題方面的重要作用。

2.2 多效蒸餾法

多效蒸餾法以高效的能源回收機制在海水淡化領域占據一席之地。該方法將蒸餾過程分為多個相互聯系的效應，通過每一效應的熱量為下一效應提供所需熱能，因此能耗顯著低于傳統蒸汽蒸餾方法，能量轉換效率可達80%。多效蒸餾設備能在較低溫度下運行，大大降低能源需求和操作成本。研究數據顯示，在一些先進的多效蒸餾設備中，日均產水量可達15萬t，

為無人區及缺水地區的資源供給提供穩定保障。

2.3 反滲透法

反滲透法以其相對簡單的操作和高效率的性能，成為海水淡化領域的佼佼者。反滲透法凈化的原水鹽度可低至500 mg/L，能夠至少去除水中99%的鹽分和其他雜質，保證水質優良。在實際應用中，反滲透法能耗通常在3～6 kW·h/m3，其淡化效率高，適合處理多種水源。反滲透設施日均產水量可達數十萬噸，滿足區域內居民用水和工業用水的雙重需求[5]。我國南水北調工程廣泛采用反滲透法，不僅提升全國水資源的綜合利用效率，也為國家水安全策略的落實提供強有力的技術支持。

2.4 電滲析法

電滲析法是一種利用電場力進行水體鹽分分離的技術，展現出獨特的優勢。該工藝通過離子選擇性膜的雙向運動，將陽離子和陰離子進行有效分離，特別適用于處理低鹽度水體，在處理含鹽量低于5 000 mg/L的水源時表現尤為優越。研究表明，在處理過程中，電滲析法電能消耗通常為2～3 kW·h/m3，遠低于多級閃蒸法或多效蒸餾法，使其在足夠的經濟性下仍能保持可觀的處理能力。隨著國家對水資源管理和可再生資源開發的重視，電滲析法的實際應用不斷擴展，各類示范項目頻繁落地，展現出良好的市場前景。

3 新興海水淡化技術

目前，新興海水淡化技術主要分為兩類，即集成技術和新能源海水淡化技術。

3.1 集成技術

3.1.1 膜蒸餾

作為海水淡化領域的一種新興方法，膜蒸餾法同時具有蒸餾法與膜分離法的優勢，備受矚目。該工藝采用透氣膜實現水蒸氣的選擇性透過，使其在較低的熱能消耗下完成淡水生產。相比傳統方法，膜蒸餾能效更高，成本更低，尤其在中小規模應用中具備較強的競爭力。隨著產業技術的不斷進步，膜蒸餾法正在逐步走向成熟，能量轉化效率顯著提高，市場潛力不容忽視。

3.1.2 電滲析-反滲透法

電滲析-反滲透法的出現使得海水淡化更加多元與高效。這一技術通過將電滲析與反滲透聯合運作，不僅顯著提高脫鹽效率，還有效減輕海水對金屬管道的腐蝕，延長設備使用壽命。在處理過程中，電滲析-反滲透集成系統能耗顯著降低，尤其適合進行大規模應用。各類大型海水淡化項目均開始逐步采用電滲析-反滲透法，以實現資源的高效利用和環境影響的最小化。

3.1.3 正滲透法

正滲透法具有低能耗、易操作等優點，逐漸成為海水淡化企業的新興選擇。該技術利用天然的滲透壓差，通過選擇性膜驅動水分子運動，從而實現鹽分的有效分離。在實際應用中，正滲透法能耗通常低于1 kW·h/m3，表現出極強的經濟性。該技術可廣泛應用于生活飲用水、農業灌溉等領域，為解決水資源短缺問題提供新的可能性。

3.2 新能源海水淡化技術

3.2.1 太陽能法

利用太陽能進行海水淡化已成為當今熱門的研究方向。太陽能法可通過光伏系統將太陽能轉換為電力，或者直接利用太陽輻射加熱海水進行蒸發，適用于多樣化區域。目前，太陽能驅動的海水淡化系統能耗為2～5 kW·h/m3，遠低于傳統方法，太陽能為可再生資源，在環境友好與可持續發展方面具備顯著優勢。國家可再生能源扶持政策也為太陽能法在海水淡化領域的推廣提供良好背景，推動其在干旱地區和缺水區域的應用落地。

3.2.2 地熱能法

地熱能作為海水淡化的熱源，為多效蒸餾等工藝提供高效且經濟的加熱方式。在利用地熱資源時，海水淡化的能耗顯著低于傳統方式，因其可以直接取用地熱產生的熱量進行蒸發。研究表明，地熱能驅動的海水淡化系統能耗可低至2 kW·h/m3，適合長時間穩定運行。多個示范項目的成功實施為國家的水資源供應與技術創新提供有力支持，推動地熱能法在海水淡化領域的廣泛應用，提升環境保護水平。

3.2.3 海洋能法

海洋能的開發仍處于探索階段，但展現出的巨大潛力使其在海水淡化領域備受關注。潮汐能與波能在理論上可以驅動海水的自然流動，通過特定的技術手段，可為海水淡化提供動力支持。未來，海洋能法凈化海水的潛力將實現突破，助力解決全球水資源短缺問題。國家在這一領域的研究投資及政策支持為海洋能的探索提供良好平臺，推動技術的不斷進步與應用，為海水淡化技術的多元化發展開辟新道路。

4 海水淡化技術的應用

4.1 國內海水淡化技術應用

在我國，海水淡化技術逐漸在應對水資源短缺方面發揮重要作用。山東省榮成市反滲透海水淡化示范工程于2018年建成并投入使用，成為區域內海水淡化的重要標桿。該工程設計日均產水量為4萬t，主要采用先進的反滲透法，通過高效膜分離系統，有效去除海水中的鹽分與其他雜質，確保出水水質達到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2022）。該工程不僅顯著緩解榮成市日益嚴峻的水資源緊張局面，也為農業灌溉和工業用水提供可靠的水源支持。項目實施后，水質綜合監測顯示，出水鹽度保持在500 mg/L以下，符合《生活飲用水衛生標準標準》（GB 5749—2022）。此外，項目的成功運作對本地生態環境保護貢獻較大，有效減少水體取用對自然水源的依賴。國家對海水淡化技術的推廣政策進一步加強榮成市海水淡化項目的可持續發展，從而解決淡水供應問題。除了榮成市，多個城市亦在海水淡化領域取得顯著成就。海水淡化項目采用海水淡化反滲透裝置，顯著提高日均產水量，極大地提升城市的水資源保障能力。全國范圍內，海水淡化項目的數量和規模逐步增加，清晰展示我國對海洋資源的重視與開發，為全國水資源的合理配置提供新思路。

4.2 國外海水淡化技術應用

國際上，海水淡化技術的應用已經形成較為成熟的體系，在缺水的中東地區得到廣泛應用。阿拉伯聯合酋長國和沙特阿拉伯作為海水淡化技術應用領域的佼佼者，海水淡化項目規模在全球范圍內處于領先地位，展現出高效利用水資源的決心和能力。阿拉伯聯合酋長國大型海水淡化廠采用多級閃蒸和反滲透相結合的方式，日產水量高，滿足當地居民和工業需求。近年來，海水淡化廠持續推進技術升級，進一步降低能耗與運營成本。監測數據顯示，采用先進設備和優化管理手段后，海水淡化廠能耗顯著下降，為可持續發展提供強有力的支撐。沙特阿拉伯大型海水淡化廠采用高效的電滲析-反滲透法，產水能力強，不僅為水資源供應創造條件，還在設備運行和維護方面形成一整套經驗，成為國際海水淡化項目的典范。項目的建設與運行極大地提高沙特阿拉伯的水資源供應保障能力，使得國家持續發展更加穩健。海水淡化技術在中東地區的蓬勃發展不僅為這些國家的水資源短缺問題提供有效解決方案，更在全球范圍內展示海洋資源開發的必要性與市場前景。無論是阿拉伯聯合酋長國、沙特阿拉伯，還是其他地區的海水淡化項目，都在相同根本目標下形成有效的水資源管理模式，為未來的可持續發展打下堅實基礎。

5 結論

海水淡化技術在應對全球水資源危機中展現重要的作用，我國和中東地區的成功應用案例充分證明這一技術的有效性與可靠性。隨著傳統技術與新興技術的不斷進步與整合，我國海水淡化體系日益成熟，為水資源短缺問題提供可持續的解決方案。今后，國家的政策支持與技術創新將進一步推動海水淡化技術的推廣應用，助力生態環境保護和經濟可持續發展，而海水資源的利用為實現水資源的合理配置與管理開辟嶄新的路徑。

參考文獻

1 劉淑靜，張拂坤，王 靜，等.“雙碳”目標下中國海水淡化減碳路徑及對策研究[J].環境科學與管理，2022（10）：15-19.

2 朱健華，劉新宇，張 理.深層海水淡化濃縮技術發展現狀[J].山東化工，2023（13）：117-121.

3 孫 珊，金曉杰，于瀟瀟，等.海水淡化發展利用狀況分析與啟示[J].工業水處理，2022（2）：45-50.

4 張可心.阿聯酋烏姆蓋萬海水淡化項目HSE管理思考[J].中國電力企業管理，2022（33）：39-41.

5 宋海燕，張 健.反滲透海水淡化技術中國專利分析[J].科技與創新，2024（9）：168-170.

收稿日期：2024-12-04

作者簡介：張茜（2001—），女，山東煙臺人，碩士在讀。研究方向：環境能源法律與政策。