海水淡化的化学方法范文

从去年闹得沸沸扬扬的“引渤入疆”开始，海水淡化引起了社会上越来越多人的关注，不少人认为海水取之不尽、用之不竭，只要大力发展海水淡化产业，我国水资源短缺的问题就会彻底解决了，有的专家学者甚至将其提到了国家战略的高度。为此，笔者就有关问题查阅了一些文献，咨询了有关方面的资深专家学者，并且对青岛百发海水淡化厂和天津北疆电厂进行了实地调研。笔者认为在现有的技术水平下，海水淡化在水量、水质、成本、能耗、环保等方面都有其局限性，我们应当科学理性地看待海水淡化产业的发展。

荒谬之比

许多人在谈及海水淡化时，总是要与我国当前正在实施的最大调水工程――南水北调工程作一番比较，比什么呢？主要就是比成本，比谁更合算，往往给人以误导。例如，为了证明所谓“引渤入疆”的经济合理性，一些人曾宣称南水北调调水成本高达20多元/吨，是其成本的4倍。先不去深究其数据来源的可靠性，只需要做一个简单的对比就可看出破绽：同样是调水工程，试想一边是输水距离1000多公里，全程自流的淡水水源；一边是输水距离5000多公里，提水高程1200多米的海水水源，要使用还要进行淡化处理，孰贵孰便宜显而易见。

据调查了解，在目前的技术水平下，海水淡化的成本还相对较高，制水成本一般在5～7元/吨。国内曹妃甸海水淡化厂（日产5万吨）的出厂成本是5.99元/吨，青岛百发海水淡化厂（日产10万吨）的出厂成本是7元/吨，西班牙海水淡化成本约0.45欧元/吨，约合4.8元人民币/吨。由于海水淡化技术已发展到一个相当成熟的阶段，继续通过技术进步降低成本的潜力已经十分有限，而同时随着能源、人工和原材料价格的增加，进一步降低成本的难度较大。

这样的生产成本，即使在沿海地区，和传统的水源相比也不具备竞争优势，如果还要通过输水工程输送到内陆地区，其供水成本将进一步增加。例如，有报道曾提出将曹妃甸淡化后的海水输送到北京，需要建设一条长220公里的输水管道，采用2座加压泵站克服45米的落差。初步测算，其输水成本至少在2元/吨以上，这样到北京的成本将在8元/吨以上，如果加上环境水价、利润税金等，其供水水价将超过10元/吨，远远超过了北京现在的水价水平，即使其8元/吨的生产输送成本也远远超过了南水北调总体规划中测算的中线工程到北京的口门水价。

理性看待

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。海水淡化技术有很多，但主要分为两大类，一类是膜法；一类是蒸馏法。所谓膜法，其基本原理就是通过加压等方式，让海水通过高分子薄膜，将海水中的盐分过滤后成为淡水；所谓蒸馏法，就是将水蒸发气化而盐分留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。目前，世界上大型的海水淡化厂主要采用膜技术或者热膜联产技术生产，例如我国的青岛百发海水淡化厂采用的就是膜技术。

从20世纪50年代以来，海水淡化技术得到了不断发展，海水淡化产业也不断壮大，目前全世界海水淡化日生产能力3500万吨，约130亿吨/年，但实际开工生产量不足一半。这些海水淡化厂主要分布于沙特阿拉伯、阿联酋、科威特等极度缺水的中东国家，其中沙特阿拉伯的生产量就占全世界产量的30％左右。

目前我国已建成海水淡化装置62套，日生产能力近40万吨。主要应用领域包括电力行业的锅炉用水，沿海钢铁、石化等企业用水以及少数海岛的生活用水。

据了解，我国部分较大规模的海水淡化厂均开工不足，运营困难。如天津北疆电厂海水淡化工程日产淡水能力10万吨，计划进入市政管网，但由于存在成本和水质问题，该项目目前每天只生产8000吨。从目前的实际情况来看，海水淡化除了生产成本较高外，还有以下几个难题需要解决：

一是高耗能。海水淡化属高耗能产业，这一结论已被世界自然基金会以及国内外相关研究公认。无论是膜技术还是蒸馏技术都需要大量能耗，据了解，目前世界上最先进的技术生产1吨水也要耗电4.5度左右。假设南水北调东、中线一期工程184亿吨的年调水量全部用海水淡化的方法生产，年耗电量将高达828亿度，约相当于三峡工程一年的发电量，将增加消耗近5000万吨燃煤，增加二氧化碳排放6000多万吨。在节能降耗、严格控制碳排放的时代背景下，显然是不合时宜的选择。

二是水质对人体健康存在影响。淡化海水水质无法与天然淡水相比。据国内外研究文献，淡化海水作为饮用水存在许多的技术难题，如膜法生产的淡化海水硼含量超标，会对人体造成损害，而自然淡水基本不含硼元素；淡化海水中有益矿物质含量很低，易引起人体营养物质流失，造成多种健康隐患等。目前，生产用于饮用的淡化海水都要和自然淡水混和（混和比例1:3左右），还要进行矿化处理，也就是模拟自然淡水后才能饮用。如果通过提高工艺解决上述问题，需在原有基础上额外增加较多成本。如中东国家投入大量资金对淡化海水进行矿化调节等深度处理，使其达到饮用水标准。

三是海水淡化污染排放对生态环境有负面影响。海水淡化会产生浓盐水、添加剂等多种废弃物，目前多直接排入海洋，如大规模生产将对生态环境造成不容忽视的影响。在目前技术条件下，淡化海水产生的高盐废水盐度比海水增加约1倍，一般有直排入海和用于化工制盐两种处理方式。制盐方式由于受占地、盐场接纳能力、市场需求等因素限制，一般很少采用。大量浓盐水排放到海中，将严重扰乱附近海域的海洋生态，对耐盐性较差海洋生物产生显著

影响，造成渔业等海洋经济损失，一些国家和地区曾因此对受损渔民进行过赔偿。

科学定位

综合国内外用水顺序来看，在本地淡水、再生水、外调水、淡化海水等水源选择上，在尽可能开发利用本地淡水资源还无法满足需求的条件下，一般还是采用外调水源，而海水淡化只是在没有淡水资源开发利用条件下的无奈选择。

目前，调水工程已成为许多国家解决水资源短缺的重要工程技术手段。全世界的年调水规模约5000亿方，分布在美国、俄罗斯、澳大利亚等40多个国家；海水淡化主要应用于淡水资源极度缺乏又无水可调的国家和地区，在有的国家甚至上升为当地水资源可持续发展的战略性选择，例如沙特阿拉伯，淡化海水已经占了其供水总量的70％以上。但是，在淡水资源相对丰富，或者可以采用调水等工程措施来解决水资源短缺问题的国家和地区，海水淡化只是在沿海地区进行一些小规模的生产和应用，并非水资源供给的主流。

海水淡化的化学方法范文篇2

因为含有各种盐分，海水不能直接饮用。这是个大家熟知的科学常识。

为了探寻淡化海水的方法，人类做过很多努力。16世纪时，英国女王伊丽莎白曾颁布了一道命令：谁能发明一种价格低廉的方法，把苦涩腥咸的海水淡化成可供人类饮用的淡水，谁就可以得到1万英镑的奖金。16世纪末，人类试着用蒸馏器在船上直接蒸发海水来制取淡水，开创了人工淡化海水的先例。

经过数世纪的研究，人们认识到海水变淡的关键是要脱去水中的盐分。脱盐的工艺有传统的蒸馏法，原理是通过蒸汽冷凝后形成淡水，但是耗能与成本较高。后来兴起的反渗透法、钠滤法，以及目前新崛起的电去离子等办法，都可以有效地去除水中的盐分离子。

其中，反渗透法已成为目前发展最快的海水淡化技术，它是利用特殊制造的、具有选择透过性能的薄膜，在压力差、电位差或浓度差等外力驱动下，对海水进行分离、浓缩、提纯。最后出来的水可能矿物质会有损失，但可以通过后期加入，达到国家饮用水标准。

难怪有人将海水淡化称为“蓝色奇迹”。在全球面临缺水的严峻形势下。海水淡化技术的确是“柳暗花明又一村”。

海水淡化第一城

作为经济较发达地区，同时也是缺水地区，国内沿海城市大连、天津、青岛、烟台、宁波、厦门等，近年来海水淡化项目接连上马，而天津，经过近5年的发展，已成为中国海水淡化第一城。

天津北疆电厂海水淡化项目一期，将于2010年前完工，待到日产20万吨海水淡化装置投产后，90％以上的淡水将向社会供应，每日供应规模可满足整个汉沽区的用水需求。

除了规模大之外，天津北疆电厂项目最引人关注的是与社会管网衔接的问题。特别是其两期工程全部投产后，每日30多万吨的淡化海水，将源源不断地向天津管网提供，在淡化海水的成本、出路、价格等多方面，对国内淡化海水的大规模民用化将有重要参照意义。

此外，该项目还将为循环经济提供新亮点，那就是将海水淡化后的浓海水制盐。一期工程投产后，盐场年产量可提高45万吨，能节省22平方公里的盐田用地。同时，制盐母液进入化工程序，生产溴素、氯化钾等市场紧缺的化工产品，真正实现废热、废气、废液、废物零排放。

天津早先定下的目标是：在2010年建成中国海水淡化关键技术的研究开发中心、具有自主知识产权的配套装备加工基地、海水淡化示范城市。

海水淡化能否解北京之渴?

不久前，因为南水北调引水进京推迟5年，北京水资源短缺的压力再度被放大。淡化海水能否解救北京?

事实上，早在2006年，唐山曹妃甸就整理出关于曹妃甸淡化海水北京输送工程的可行性调研报告。根据报告，曹妃甸计划建设两根直径3米、长220公里的加砂玻璃钢管道，通过两级泵站使淡化水直达北京东四环，进而部分缓解北京城区的生活用水压力。

各大海水淡化企业纷纷瞄准了北京。包括中海油公司，计划筹建日产140万立方米的海水淡化工厂，目前正在做向北京供水的可行性调研报告。天津也把目光投放到北京，按照天津市海洋高新产业发展规划，到2022年天津市海水淡化生产能力还将扩大，除了满足天津市需求之外，富余产能可供应北京。

尽管如此，北京水务局的有关负责人表示，目前考虑通过海水淡化来缓解北京的水问题并不现实，即便是在该领域中领先于世界的以色列，海水淡化也未得到大规模的应用，海水淡化依然有待成熟。

海水淡化的化学方法范文

一、前言

反渗透海水淡化运行的必要条件之一是需有驱动高压泵的电能。太阳光发电技术在海水淡化系统中的应用，使反渗透法能够在无商用电源或电力紧张的地区特别是海岛和沙漠地区淡化海水、苦咸水成为可能。

八十年代初，以太阳能电池为源的反渗海水淡化装置开始在世界上运行。本文以日本冲绳市濑户和因岛市细岛两个太阳能反透渗法海水淡化系统为例，阐述太阳能反渗透海水淡化系统的利用技术及其目前的水平，初步给出系统的有关设计参数与工艺流程，同时浅析太阳能反渗透海水淡化技术的可行性、实用性与经济性，从而展望太阳能反渗透海水淡化技术的前景。

二、冲绳市濑户太阳能反渗透法海水淡化系统

冲绳市濑户太阳能反渗透法海水淡化系统位于濑户离海岸较远的地带，由日立制造船有限公司于1982年底开始建造、1983年1月开始正式运转，日产水量15m3，反渗透产品水经后处理成饮料水。当时尚缺乏利用太阳光发电作为反渗透装置动力源的经验，因而该系统采用了太阳光发电负担装置的一半动力电源，另一半由商用电源以蓄电池方式供电。冲绳市太阳能发电为动力源的日产15m3海水淡化装置的太阳能电池与反渗透装置的概况分别列于表1、表2。

冲绳市太阳能反渗透法海水淡化系统流程如图1所示。由于PEC-1000膜耐氧化性能较差，因此在给水中必须添加60mg/L二亚硫酸钠（SBS），1.5mg/L灭菌用的次氯酸钠，2mg/L作为砂滤槽凝聚剂的氯化铁。这些化学药品每星期补加一次。

根据当地的气象条件，如果一点都不用外部电源，就需要有60kWp的太阳能电池。表3列出了冲绳市濑户太阳能反渗透海水淡化系统从1983年1月至1984年10月期间每月生产运行性能性能。从表中可以看出，日照时间和日辐射量不同，太阳能电池的发电量大不相同，从而显著地影响反渗透产水量。5月份产水量最高，12月份产水量最低。1、2、11、12这四个月的产水量达不到设计值(日产15m3淡水)。因此，由于气象条件原因在太阳能电池供电不足时，采用蓄电池供电以维持正常的产水量是一个较为可取的工艺。

三、因岛市细岛太阳能反渗透法海水淡化系统

因岛市细岛太阳能反透渗法海水淡化系统位于因岛西北方向约500m的濑户内海的中央部位的小岛——细岛上。该岛面积0.76km2，入口约100人，居民以农业为主。该海水淡化系统是造水促进中心受新能源综合开发机构委托于1985年开始开发的。首先进行了地区选定条件的研究，基本工艺的设计，以及以气象资料为基础的发电量、造水量的模拟试验。据此在1985—1986年进行了系统的详细设计和制作，1986年末完成了淡化装置的建造并进行了试运转，1987年和1988年进行该系统的实际运转研究，寻求系统的最佳化，最后进行综合评价。

因岛市细岛太阳能反渗透法海水淡化系统占地面积2500m2。太阳能电池系列组合了单晶硅和多晶硅，总容量为30.4kWp，其中多晶硅为3.1kWp，其余为单晶硅。海水淡化系列设置了两级反渗透，一级反透渗生产饮料水，二级反渗透将一级的产品水进一步淡化后作为农业耕作栽培用水。表4列出了该太阳能反渗透海水淡化系统的概况。

因岛市细岛太阳能反渗透法海水淡化系统的流程如图2所示。该系统中各种供料泵全部由太阳能电池产生的直流电驱动，气象仪器、照明、空调等控制设备的电源为商用电源，因此太阳能电油的电能几乎没有因直交变换而损失。

目前尚未见到因岛市细岛太阳能反渗透法海水淡化系统的实际运行结果，但是根据1986年试运转的结果及气象资科所作模拟计算，可知该系统年间平均每天的产水量为：一级反渗透5.5m3，二级反渗透4.9m3。绍岛居民从1987年开始可以饮用该海水谈化系统生产的淡水，同时该岛平均每天需4.5m3农业耕作栽培用的淡水也开始由该淡化系统供给。

四、结语

太阳能电池供电的反渗透海水淡化系统，由于不用外部电源，因此在海岛和沙漠地区建造和运行具有明显的优越性。淡化系统中配备一定容量的蓄电池，可以消除年度间气象、日照等因素对反渗透产水量的影响。为了使反渗透系统适应日辐射量的变化，可将太阳能电池进行直列式或并列式组合，淡化系统进行单列式或复列式组合，以提高海水淡化系统的生产能力。

反渗透淡化系统的二分之一以上的电耗是用于泵送海水到反渗透膜。因此，在提高反渗透膜的性能，使反渗透装置紧凑化，进一步改进谈化系统的工艺流程的同时，在反渗透设备上配置能量回收装置，则可望将现行的反渗透设备从海水制取1m3淡水的电耗从9—10kWh下降到6—7kWh。

参考文献