《海水淡化工程技术与工艺》之读书笔记、
第一章：水资源
水资源的定义：广义的来说，水资源为一切可被人利用的天然水，包括于人类所及空间各种相态的水。联合国教科文组织和世界气象组织在1998年定义的水资源为“作为资源的水应当是可供利用或有可能利用，具有足够数量和可用质量，并可适合某地水的需求而能长期供应的水源。”我国对水资源的理解在《中国大百科全书》中，在“大气科学，海洋科学，水温科学”卷中将水资源定义为“地球表层可供人类利用得水，包括水量，水域和水能资源，一般指每年可更新得水量资源”。
水资源的特性：水资源是人类社会赖以生存和发展不可替代的自然资源；水资源是循环再生的资源，在一时间限度内是有限的；水资源具有很强的时间性，具有动态变化特性；水资源具有区域特色；水是一种特殊的资源，同时具有生态效益，社会效益和经济效益；水资源可以重复利用，这也是区别其他自然资源的又一特性。
世界水资源问题：世界水资源总量为410220亿万立方米，人均水资源总量为7342立方米。1995年，全世界水资源利用量38000亿立方米，消耗量21000立方米，其中农业用水25000亿立方米。全球供水安全面临严峻挑战；水资源短缺日益成为全球性的问题；世界水资源状况趋于恶化。
中国的水资源概况：中国水资源总量为2.8万亿立方米，其中地表水2.7万亿立方米，地下水0,83万亿立方米，由于地表水和地下水相互转换，互相补记，扣除两者重复计算量0.73万亿立方米，与河流径流不重复的地下水资源约为0.1亿万立方米。中国目前有十六省人均水资源低于严重缺水线，有六个省、区人均水资源量低于500立方米。我国水资源总量并不丰富，人均占有量更低，人均占有量为2240立方米，低于全球人均的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居88位。我国地域分配不均，水土资源不相匹配。年内年季分配不均，旱涝灾害频繁。在我国水资源开发利用中存在的主要问题包括供需矛盾日益加剧，区域和行业市场问题，用水效率不高，水环境恶化，水资源缺乏合理配置，经济发展与生产力布局考虑水资源不够。
原水的组成包括河流水和海水。对于河流水化学主要研究河流水矿化度、总硬度、总碱度、PH、主要离子等特征值的形成、分布、时空变化规律及其影响因素的一门学科。河流水研究内容包括天然水成为溶剂的理论基础，河流水化学成分的形成过程及其变质作用，河流水化学成分的分析方法与技术，河流水化学动态及其自然地理条件和生物环境的关系，等等。
硬水和软水
硬水是含有钙盐和镁盐的天然水。在硬水中，钙、镁可以以碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐等形式存在。当硬水中钙和镁以碳酸氢盐形式存在时，称为暂时硬水，当这种硬水加热煮沸时，碳酸氢盐会分解成碳酸盐而沉淀除去。如果硬水中钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在，则称为永久硬水，不能通过加热煮沸的方式除去。硬水中的钙盐和镁盐能与肥皂作用，生成不溶性的硬脂酸盐，减低肥皂的去污能力。硬水中含盐量通常以硬度来表示。硬度单位常用“度”表示，一度相当于每升水中含10mg的CaO，生活饮用水的总硬度要求小于25度。
软水是只含少量可溶性钙盐和镁盐的天然水，或是经过处理的硬水。天然软水一般是指江水、河水、湖水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为1.0~50mg/L后得到的软化水。软水的处理方法如下：①石灰-苏打法先测水的硬度，然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠，硬水
中的钙镁离子便沉淀析出。②磷酸盐软水法对于锅炉用水，可以加入亚硫酸钠作为软水剂，它与钙、镁离子形成络合物，在水煮沸是钙、镁离子不会以沉淀析出析出，从而不会形成水垢。③离子交换法沸石和离子交换剂虽然都不荣誉水，但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应，是钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用，故此法既经济又先进的软水法。
海水化学资源的开发价值与淡化海水的开发
世界上海洋面积占地球总面积的71%，海水总体积约为1.37乘以10^20立方米。海水中目前可测定的元素有80多种，他们主要的存在形式是简单离子和配合离子。在海水浓缩结晶的过程中，这些元素以盐的形式析出，成为化学化工原料。
海水是一种非常复的多组分、多相水溶液，除水之外，还包括占溶解成分99.9%以上的11种元素、丰富的微量和痕量元素、各种营养盐成分、有机物、溶解在海水中的气体以及悬浮于海水中的颗粒物质。在海水中，各种元素都是以离子、分子以及化合物的形式存在，这些元素构成了人们所说的海水化学资源。
元素在海水中的逗留时间。元素在海水中并不是永久存在，当元素以盐分的形式从内陆河流转移到海洋时，它们在海水也不是固定不变的，而是不断地向海底沉积。不同的元素沉积速度不同，Barth在1952年提出的元素在海水中的逗留时间t的概念，t=海水中某元素的总量除以该元素每年进入海洋的量。
海水中的微量元素是除十四种主要元素浓度大于1mg\kg以外，其余元素浓度都小于此值，所以把这些元素称为微量元素。微量元素在海水中主要存在形态包括自由金属离子，无机离子对和无机配合物，有机配合物，结合在高分子有机物质上，形成高度分散的胶粒，被吸附在胶体上，存在于沉淀物、有机颗粒和残骸等悬浮颗粒之中
海水中微量元素的来源主要有两种：a. 外界影响因素将陆地上的产物输入到海洋中；b. 海水通过高温热液活动与新形成的地壳之间的相互作用。海水中微量元素的迁移包括浮游生物的吸收，有机物物质的吸附，水合氧化物和黏土矿物的吸附，将微量元素与铁锰结核结核等四种方式。
微量元素含量和分布主要受生物过程、吸附过程、海-气交换过程、热液过程、海水沉积物界面交换过程的影响。
海洋的放射性主要来源于天然放射核素和人工放射核素。天然放射性核素包括海水中三大天然放射系，铀系、锕系、钍系，共三十八中元素和宇宙射线与大气元素或其他物质作用的产物。人工放射性核素当主要是当核武器爆炸或原子能发电站释放核能时，会产生多种放射性核素。
淡化海水的开发：一是具有丰富的天然物质，比如海水和其中化学元素。二是具有天然物质的宽阔选择范围。三是具有未受污染的纯净水源。
第二章：海水淡化技术设计
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。这是实现水资源利用的开源增量技术。可以增加淡化总量，且不受时空和气候的影响，水质好，价格趋于合理们可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。
海水淡化方法的优劣要从规模大、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。
海水淡化的前处理和后处理技术。
海水淡化未来主要以低温多效蒸馏法和反渗透膜法为主导方向。目前，全球淡化海水技术超
过二十余种，包括反渗透法、低温多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏法、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工业。从大的分类主要包括蒸馏法和膜法两大类。
反渗透海水淡化技术经过五十年的不懈努力，已经取得了相当大的进步目前反渗透膜与组件的生产已经相当成熟，膜得脱盐率高于99.3%，透水通量大大增加，抗污染抗氧化能力不断提高，销售价格稳中有降。反渗透的给水预处理工艺安全，高压泵和能量回收的效率也在不断提高。（反渗透海水淡化技术的国际现状）
我国的反渗透海水淡化工程的现状：
①．高压泵的选择我国目前投运的三个海水淡化工程有两个使用了高速离心泵作为高压泵，另外一个使用了三柱塞泵。但镇的海水淡化高压泵曾发生抱轴现象而被更换，长海县的高压泵运转噪声高达105db，超过了我过的往复泵的噪声标准，且在运转过程中发生了高压泵的弹簧断裂导致设备停机，由于没有备品卑贱供应，在大连加工了同等弹簧才解决了问题。目前正在投入运行的多级离心泵使用效果有待验证。根据不同的淡化规模选择高效率、合理的高压泵是海水淡化需要解决的问题。
②．预处理工艺有待优化对于不同的海水水质，如何优化预处理的工艺流程，恰当地选择预处理滤素从而达到预处理质量、降低过程造价和预处理成本的目的，是反渗透海水淡化工程设计和设备供应商需要解决的技术问题。
③．设备和管道腐蚀防护水平有待提高反渗透海水淡化由于海水的腐蚀性强、工程难度大而有别于苦咸水淡化，工程设计和设备供应单位对此给予高度的重视。
④．工程设计和设备供货的资质需要规范海水淡化技术是海洋资源利用的重要领域，海洋开发的特点是高投资、高风险、高利润。海水淡化的工程设计和设备供货是结合多种海洋学科、材料与防腐等技术在内的综合技术。目前我国很多企业的介入，在推动该行业技术进步·的同时，也带来了无序竞争，使海水淡化技术市场优良不起。如果不加强管理，规划工程设计和设备供货的资质，建设单位从地区利益和眼前利益出发选择设备供货和工程设计单位的结果，将会对工程损失和制约行业的健康发展。
⑤．反渗透处理系统的设计包括预处理系统的设计和反渗透预处理系统的设计原则及综述。预处理系统的设计目标要求有高效的反渗透膜系统。高效的反渗透膜系统要求操作压力大低，膜造价小，而且要保障脱盐率和回收率最大化。优化设计的标准和各个运行参数的重要水的自身特点的限制。举例说明，从难溶盐和胶体污染角度考虑，多段的反渗透系统回收率肯达到88%，一只膜元件流程的系统即使不会结垢且SDI为30.3~0.5没有问题，但系统回收率只有15%。另外在反渗透预处理系统的设计原则及综述方面包括水中存在的难溶无机盐类成分的反渗透预处理系统设计、针对原水溶解硅含量较高的反渗透预处理系统的设计、针对原水含量金属氧化物的反渗透预处理系统的设计、针对原水含有天然有机物的反渗透预处理系统、针对原水是含有微粒和胶体的地表水的反渗透系统的预处理、针对原水中含有细菌及微生物或系统已有微生物滋长的反渗透预处理系统设计、针对原水是较差的城市自来水或自备水源的反渗透预处理系统的设计、针对原水是处于还原状态且含有二价铁，锰和硫化氢及铵盐的反渗透预处理系统的处理和针对原水中可能含有微量油和脂的反渗透预处理设计。
海水淡化工程的理论耗能量的设计
在整个成本构成中，能源消耗约占50%左右，融资成本以及人工、维护、配件成本占25%。为降低成本，水电联产和热膜联产都得到了广泛的应用。所谓水电联产是利用电厂产生的蒸汽和电力，为海水淡化装置提供动力。热膜联产，则采用热法和膜法像联合的方式，满足不同用水需求，以最大限度地降低海水淡化成本。
我国海水淡化过程的能耗与技术
目前经济性是决定其广泛应用的重要因素。（淡水取用方式：地下取水、远程调水、海水淡化）对于海水淡化，能耗是决定其成本高低的关键。由于具有溶解固体的高浓度，一般海水淡化比咸水的更昂贵。淡化还需要花费能量把水传送给它的最终用户，对于许多水系统来说，这些能源成本都是最大的单独花费。
海水淡化过程的经济比较
膜法和热法的处理工艺
反渗透海水淡化处理工艺采用沉淀池+叠片式过滤器+超滤+反渗透海水淡化本体系统（保安过滤器、高压泵、能量回收装置、增压泵）。低温多效蒸发器海水淡化处理工艺采用沉淀池+隔网过滤器+离子扑捉器+低温多效蒸发器本体海水淡化系统。两种处理工艺，以系统生产淡化水10万吨\天的规模进行比较。运行成本有药品消耗量、电力消耗量、工资福利费用、检修维护费、膜元件更换费用等组成；综合经营成本由运行成本、流动资金贷款利息、固定资产折旧费用、银行贷款利息等组成。综合经营成本与工程动态投资费用有关，工程动态投资费用由设备投资、建设期贷款利息、土建及地基处理费用等组成。因此，仅对膜法和热法的运行成本进行估算，这也能极大反映综合经营成本，足以对膜法和热法经济效益做出正确的判断。具体比较缩略。
去硼膜减少了反渗透海水淡化的费用
第三章：原水预处理和后处理新技术于新工艺
工艺流程海水——自然沉淀池——海水泵淀——射流器淀——斜板沉淀池——砂滤器淀——出水（在射流器那有杀菌剂+混凝剂到计量泵淀——射流器淀）这是天津科技大学改良后的海水淡化工艺流程。
原海水预处理技术新的改进方法加药后混合效果的重要影响因素之一是流速，在高浊度海水中，泥沙浓度很高，更应该强调混凝剂的快速、均匀，使药液与悬浮颗粒充分接触。药液头家浓度很高时，会发生两种高浓度液相的自我封闭现象，很难瞬时混合。降低配置药液浓度又很不经济，且操作复杂。原工艺采用在海水取水泵前加混凝剂、杀菌剂的方法，由于泵内混合时间短，混凝不充分，致使混凝差点效果不理想。新工艺中增加的射流器解决了这一问题。他是利用射流负压原理发展起来的一种多用途曝气方式，利用流体传递能量和质量，由喷嘴、吸入室、扩压室三个方面组成，具有一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出，是压力能转化位速度能，在喷嘴出口区域形成真空，从而将被抽介质吸引出来，两股介质在扩压管内进行混合和能量交换，并使速度能转化为压力能
海水淡化水处理方案 1、海水淡化水处理概述 本文件提供20 m3/h反渗透海水淡化水处理系统的设计方案，我公司将提供满足技术规范和标准要求的高质量水处理及其相关服务。 两套TC-SW480海水淡化水处理设备系统采用国际最先进的反渗透技术，经过优化系统设计而成，能将海水直接淡化成热采锅炉用水。 TC-SW480海水淡化水处理设备适用于渔船、货轮、油轮、海上钻井平台、海岛、驻地及沿海缺水城市。能够有效地去除海水中的无机盐、重金属离子、有机物细菌及病菌等有害成分，将海水淡化为符合热采锅炉用水标准的优质水。该套系统预处理中的砂滤水处理系统采用组合阀，实现大流量反冲洗以及正洗全过程。该套水处理系统管路全部采用耐腐蚀材料，保证了全套水处理系统的经久耐用。主机RO系统是采用了最先进的RO系统软件和优质的膜元件，根据水处理设备的产水量结合高效独特的技术设计而成，保证了系统运行的低能耗。整套水处理系统的管理中配备了先进的流量、压力等控制仪表和泄压阀、排放管路，能够保持整个水处理管路系统运行平稳、安全，保证了系统维护安全，方便可靠。 3、海水淡化水处理基本参数 3.1、本水处理方案主要依据如下： 海水水源：用户提供。 原水水质分析：水质报告。 水处理设计界限：从原水泵至软化器出水口。
其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 3.2、原水 原水水源TDS：≤35000mg/L （由于暂时无法取得该水处理工程准备使用的原海水水质情况，暂时按照世界平均海水含盐量（TDS:total dissolved solid）约35000 mg/L作为设计依据。 进水温度：5～40℃ 进水流量：50m3/h 水处理系统回收率：40% 3.3、海水淡化水处理产水 海水经淡化后的水质满足甲方所提要求： 产水流量：20m3/h 脱盐率：≥98%（视情况而定） 产水水质：矿化度≤500mg/L 工作压力：＜7.0MPa 3.4、海水淡化水处理电源 电压：380V/50Hz/三相 功率：95KW/台(单台10 m3/h海水淡化系统) 防护等级：IP55 防爆等级：ExdIIBT4 3.5、海水淡化水处理工作环境 环境温度：0～45℃ 空气湿度：20～95%
·······65吨/天 反渗透海水淡化工程 设计方案Designing Scheme ·
目录 1、设计基础 2、工艺流程及说明 3、控制系统说明 4、设备技术规范 5、技术服务内容 6、技术保证 7、供配电和原材料供应 8、环境处理 9、投资方式与运行管理 10、建设内容与施工期 11、投资估算 12、经济效益及社会效益评价
前言 据甲方公司提供的信息，我公司对筹建“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行工程投资并参与建设，现就“65吨/日的反渗透海水淡化工程”进行方案设计，提供以下设计方案，以供负责项目部门参考。 1.0 设计基础 1.1 本方案涉及的流程及设备是能满足制备生活饮用水，有如下要求； 1.1.1 产水用途：生活饮用水。 1.1.2 系统出力：65m3/d（25℃）。 1.1.3 系统回收率：35%~40%。 1.2 本方案主要依据如下： 1.2.1 海水水源：用户提供。 1.2.2 设计界限：从取水点至终端水箱。 1.2.3 其它涉及的设计基础条件将在技术联络中讨论确定。 1.3 设备制造及设计参考标准： 1.3.1 JB2932-86《水处理设备制造条件》。 1.3.2 HGJ34-90《化工设备管道外防腐设计规定》。
1.4 出水水质：达到生活饮用水水质卫生规范（2001） 1.5 系统对外要求： 1.5.1供电缆：根据方案设计的容量，将动力电缆送至变压器的供配电 1.5.2 出水管：至终端水箱出水口处。 1.5.3 药品：调试过程所用药品由用户提供。 1.5.4 环境处理：按标准统一考虑。 2.0 工艺流程及说明： 反渗透部分 反渗透装置主要由阻垢剂注入系统、保安滤器、高压泵、能量回收装置、反渗透膜元件、压力管、反渗透水箱及仪器、仪表等组成。 系统采用超滤+二级反渗透装置，反渗透出水65m3/d。 （2）高压泵 反渗透装置工作动力是压力差，由高压泵将经预处理的原水升压达到反渗透的工作压力，通常为5.0~6.9Mpa使反渗透过程得以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透膜到淡水层。高压泵选用Q=3m3/h P=5.6Mpa。 （3）反渗透主机
海水淡化系统主要工艺流程及功能 海水淡化系统技术由于海水盐含量很高，不能直接使用，主要在两个方面：海水脱盐，蒸馏和反渗透。蒸馏法主要用于大型海水淡化和能源丰富的地方。反渗透膜是非常广泛的，和脱盐率很高，所以被广泛应用于。反渗透膜是第一个水提取，预处理，降低海水的浊度，防止细菌，藻类和其他微生物的生长，然后用专用的高压增压泵，水进入反渗透膜，因为含盐量高，所以海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀，耐高压，抗污染，通过反渗透膜处理后的海水，其盐的含量大大降低，TDS含量从36000毫克/ 1到200毫克/升。淡化水比自来水更好的水后，可用于工业，商业，住宅和船舶，船舶使用。 海水淡化处理 海水淡化即利用海水脱盐工艺生产淡水。通过海水淡化处理可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。反渗透法是目前海水淡化主要处理技术之一，反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜将海水与淡水分隔开，在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，因受半透膜的阻力，海水一侧的液面逐渐升高，直至升到一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一个大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节约场地和能耗。 现将该厂海水淡化系统的主要工艺流程介绍如下：
从系统的功能上讲，预处理系统的主要功能是将海水中的悬浮物、胶体通过直流凝聚和深层过滤进行去除。 一级和二级反渗透的主要功能是将海水中的盐分，通过反渗透设备中的反渗透膜的物理筛分和超过滤的作用，将大部分的阴阳离子、大分子的有机物、部分微生物进行去除的过程。 在一级反渗透除盐系统中，由于海水的含盐量很高，对应的渗透压也很高，所以选择了海水高压泵设备作为一级反渗透膜的进水动力。由于一级反渗透的浓水排放压力较高。所以设置了能量回收装置将浓水排放压能进行回收。
第8章海水淡化处理 8.1、海水淡化水处理设计 8.1.1、主要依据： 《火力发电厂海水淡化工程设计规范》(GB/T50619-2010) 《海水淡化预处理膜系统设计规范》(GB/T 31327-2014) 《膜法水处理反渗透海水淡化工程设计规范》（HY/T 074-2003）《海水综合利用工程环境影响评价技术导则》（GB/T22413-2008）《反渗透系统膜元件清洗技术规范》（GB/T 23954-2009） 《反渗透用能量回收装置》（HY/T 108-2008） 《反渗透用高压泵技术要求》（HY/T 109-2008） 《超滤膜及其组件》（HY/T 112-2008） 《海水综合利用工程废水排放海域水质影响评价方法》（HY/T 129-2010）《连续膜过滤水处理装置》（HY/T 165-2013） 《反渗透海水淡化装置》（CB/T 3753-1995） 《火电厂反渗透水处理装置验收导则》（DL/T 951-2005） 《反渗透水处理装置用玻璃纤维增强塑料压力壳体》 (JC692-1998) 8.1.2、原水 原水水源TDS：≤35000mg/L
（由于暂时无法取得该水处理工程准备使用的原海水水质情况，暂时按照世界平均海水含盐量约35000 mg/L作为设计依据。 8.1.3、水温 进水温度：5～40℃ 8.1.4、设计处理能力 进水流量：900m/h 8.1.5、回收率 水处理系统回收率：45% 8.1.6、海水淡化水处理产水 产水流量：400m/h 8.1.7、海水淡化水处理工作环境 环境温度：0～45℃ 空气湿度：20～95% 8.2海水淡化工艺流程图
1 前言 1.1 概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2 水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下：
1.3 海水淡化规模 根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2 海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。 2.1 蒸馏法淡化技术 2.1.1 多级闪蒸(MSF) MSF是蒸馏法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1。 图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程
海水淡化工艺浅析 摘要：水资源是关系国家经济发展和社会进步的重大战略问题，海水淡化工程 是解决水资源短缺问题的重要举措，已成为解决沿海地区淡水资源短缺的重要方法。本文讲述海水淡化工艺流程和原理，以及工艺流程中出现的具体问题及解决 措施。 关键词：反渗透；海水淡化；工艺 引言 随着经济社会的高速发展和人口的急剧增加，淡水资源短缺已经成为人们面 临的巨大挑战；开发利用海水资源，进行海水淡化。成为开源节流、解决淡水短 缺的一个重要途径。目前膜法海水淡化日益成为海水淡化的主流技术，主要有已 获得大规模应用的反渗透、正在发展的正渗透和膜蒸馏等技术。 本文在简要介绍海水淡化的工艺流程的基础上，着重介绍工作原理，以及工 艺流程中出现的具体问题及解决措施。海水淡化分为三个子过程：预处理流程、 膜处理流程、污泥浓缩处理流程。 预处理流程 预处理流程主要功能是除去海水中的悬浮物、藻类及微生物等物质，使出水 水质达到后续膜处理的要求，为海水淡化膜处理子系统供水；根据海水取水水质，海水平均悬浮物含量为781~1902㎎/L，无法满足海水淡化的超滤要求，必须对海水淡化原水进行预处理，使悬浮物将至2㎎/L以下。 工艺流程为：海水原水经过原水升压泵升压后，通过玻璃钢管输送至海水原 水预处理站内混凝沉淀池，进行沉淀处理以除去海水淡化原水中较大的固体悬浮 杂质。考虑到海水含沙量较大，混凝反应沉淀池排泥需用一定水量，即海水原水 经混凝反应沉淀池后产生混凝反应澄清水，污泥水通过混凝反应沉淀池底部的排 泥管排入附近排水沟，自流至污泥沉淀池。经混凝反应沉淀池处理后的海水自流 至V型滤池中进一步过滤处理以保证进入海水淡化车间的海水水质。V型滤池自 用一部分清水冲洗，其余部分供给清水池。 混凝沉淀池 混凝沉淀池是将混合、絮凝、沉淀集成一体，能有效的去除水中的颗粒、细菌、有机物、悬浮物、浊度和部分胶体，使出水浊度小于5NTU。 混凝沉淀原理：水中杂质按照其杂质形态，可分为悬浮物、胶体物质和溶解物。悬浮物质：包括草本、垃圾等大块物质和颗粒粒径大于100μm以上的泥沙。在水中粒径大于100μm以上的悬浮杂质可以依靠重力进行除去。溶解物质：由于水的溶解能力很强，某些矿物质溶解于其中，并且在水中离解成离子状态，其粒 径小于1μm以下； 胶体物质：多为黏土微粒、高分子物质、微生物、细菌等（粒径一般在1μm-100μm之间，光线照射上去被散射而呈现浑浊现象。）高分子物质一般来源于动 植物的蛋白类化合物，或已分解的蛋白类，如腐殖酸、腐殖质等。黏土胶体是造 成水浑浊的主要原因，而腐殖质是水体带色的主要原因。对于胶体杂质由于布朗 运动、水化作用和胶体颗粒带电，使胶体颗粒颗粒分散状态保持不变。根据双电 层理论中胶体的胶核和吸附层组成胶粒带负电，胶粒和扩散层组成的胶团呈电中性，水中的微小颗粒一般均带负电荷；它们之间既相互排斥又在水中不断做布朗 运动，故极为稳定而不易下沉。为改变这种情况，在水中投加混凝剂，混凝剂溶 解后，提供大量正离子。正离子扩散，大量正离子涌入带负电的胶体扩散层乃至
海水淡化技术及建设投资运行成本介绍 1.海水淡化技术发展现状 海水淡化又被称为海水脱盐，也就是从海水中获取淡水的技术和过程。从海水中取出淡水或者除去海水中的盐分，都可以达到淡化的目的。从这两条路线出发，海水淡化分为两类。采用从海水中分离出淡水的方法又可以细分为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法；而第二类则包括电渗析法和离子交换法。其中目前得到大规模商业应用是反渗透法和蒸馏法。 （1）反渗透海水淡化技术 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶液的薄膜称之为理想的半透膜。当半透膜把不同浓度的溶液隔开后，在自然情况下，水流是从低浓度盐水侧往高浓度盐水侧流动；当在高浓度盐水侧加上一个适当的压力后，也会将水从高浓度侧压到低浓度侧，见图1。反渗透海水淡化就是利用该原理，用高压泵将海水增压后，借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子得到淡水。由于反渗透膜的截留粒度小于10×10-10 m，所以反渗透海水淡化同时能滤除各种细菌、病毒，获得高质量的纯水。 图1. 反渗透海水淡化技术原理 一般说来，反渗透海水淡化工艺包括四部分：预处理、反渗透、后处理及清洗系统，图2是一种反渗透海水淡化系统的典型工艺流程。
图2. 反渗透系统典型工艺流程图 预处理系统的目的是为了充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性，保障良好的设计性能和长时间的安全运行，特别是为了保证膜的使用寿命（一般情况下，自来水和苦咸水反渗透膜的使用寿命为5年，而海水膜的使用寿命为3年）而设置。由于供给的源水不同，其水质组成与杂质成分千差万别，预处理系统也有很大的区别，在决定预处理系统时需要丰富的基础理论知识和工程实际经验。 反渗透装置的主体由反渗透膜堆和高压泵两部分组成，反渗透组件是整个系统的心脏部分，而高压泵是系统的关键部件。高压泵把进水升压至不同的压力进入膜堆，透过膜的水作为产品水，而未透过膜的作为浓盐水排放。其设计的核心在于根据不同的原水水质安排不同的回收率，以及通过流程及设备的选用使系统尽可能的节能。一般情况下自来水及苦咸水回收率可以做到45%～75%，有些系
海水淡化系统水泵的技术参数选择 1、船舶海水淡化设备工艺流程 反渗透(SWRO)海水淡化工艺流程示意图，在反渗透海水淡化工艺中，待处理的原海水经过高压泵加压后，进入反渗透膜组件：经过反渗透膜的水为所需要的淡水，即产水;剩余未透过膜的部分水为浓度较高的海水，即浓海水。这部分具有高压力能的浓海水通过PX能量回收装置将部分待处理的原海水直接升压，再用增压泵来补偿经过膜堆和管道损失的压力，这部分升压后的原海水与高压泵升压后的原海水混合后，送往反渗透膜组。 2、海水淡化设备技术参数 不同规模的反渗透海水淡化系统所用高压泵的流量是由其日处理量和小部 分余量决定的，压力是根据选用的膜的型号和通量、运行情况、原水水质和水温等情况而变化的，通常反渗透的操作压力范围为5.0-7.2MPa。表2列出不同规 模海水淡化系统所用高压泵的参数。 下面我们用50,000吨/天的海水淡化系统为例，系统回收率为42%，分5列反渗透单元，每列产能为10,000吨/天的系统。对高压泵予以确定技术参数及合理选型。 假设海水为标准海水，水温为20℃. 海水淡化装置的产水量指标接近高压泵的流量，即高压泵流量为Q=425m3/h。 高压泵所需的扬程是根据选用的膜的型号和通量、运行情况、原水水质和水温等情况而变化的，通常反渗透的操作压力范围为5.0-7.2MPa。海水反渗透操 作压力越高，操作成本就越高，设备投资也越高。该系统要求高压泵扬程为 67.2bar，即高压泵流量Q=425m3/h;扬程H=685m，效率指标不低于80%。 二、水泵选型 1、选择水泵类型 目前反渗透海水淡化处理系统中使用的高压泵主要有两种：柱塞泵和多级离心高压泵。这些产品在国外技术都已比较成熟，产品已系列化。 我们针对五万吨海淡系统的每列的高压泵参数要求(Q=425m3/h,H=685m)，选择多级离心高压泵中的节段式多级离心泵类型。 2、选择水泵系列 在节段式多级离心泵中，主要是出于对效率的要求，我们选择了PWTD(N)系列，该系列采用高效的水力模型，节能环保;模块化设计，全部采用膜片式加长
为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。 中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术可以增加水资源总量，有效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中国渤海、黄海、东海、南海4个海域海
水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征 渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—2010年历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。 吴琳琳等研究发现2012年4—7月渤海湾海水温度为12.7~30.8 ℃、pH为7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为30.7~32.1 g/L、浊度为2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受渤海湾海水泥沙含量的影响，特别在有潮汐和风浪时会大幅升高。此外还发现海水温度升
1刖占1.1概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下： 分析报告
1.3海水淡化规模
根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合 2x1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2x104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40x1。伽％海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的 2 x104m3/d规模和规划容量的40x 104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。 2海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸镭法（俗称热法）和反渗透法（俗 称膜法）。蒸镭法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效蒸镭（LT-MED）技术。 2.1蒸镭法淡化技术 2.1.1多级闪蒸（MSF） MSF是蒸馆法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸（MSF）海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1 。 图2-1盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程 多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热
一、海水淡化简介 1、海水淡化的定义 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。 2、海水淡化的主要用途 海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。 3、海水淡化综合简介 海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。 从20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。 现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。 淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模，目前淡化水已经完全可用于农田灌溉。 4、海水淡化历史 地球表面2/3的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或苦咸
水淡化技术取得淡水。 第一个海水淡化工厂于1954 年建于美国，现在仍在德克萨斯州的弗里波特（Freeport）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（Key West）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。 表面看海水淡化很简单，只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法，一个是蒸馏法，将水蒸发而盐留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的，只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法，冷冻海水，使之结冰，在液态淡水变成固态的冰的同时，盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。 1953年，一种新的海水淡化方式问世了，这就是反渗透法。这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下，半透膜允许溶液中的溶剂通过，而不允许溶质透过。 由于海水含盐高，如果用半透膜将海水与淡水隔开，淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧，从而使海水一侧的液面升高，直到一定的高度产生压力，使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。 在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。常识告诉我们，水在常温常压下要加热到100℃才沸腾，产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的真空蒸馏室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了。 现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏法。在西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨
各海域海水淡化方案及水质参 数(总15页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。 中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的 1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术可以增加水资源总量，有效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中
国渤海、黄海、东海、南海4个海域海水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征 渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—2010年历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。 吴琳琳等研究发现2012年4—7月渤海湾海水温度为 12.7~30.8 ℃、pH为 7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为 30.7~32.1 g/L、浊度为 2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受
海水淡化处理技术工艺流程 水资源是人类社会生存发展最基本的物质之一。淡水资源的愈加缺少引起了人们更多的重视。中国是世界上淡水资源比较贫乏的国家之一。这一基本情况已经严重阻碍了人民的经济发展，破坏了生态环境。而海水淡化处理作为一种新型的技术，已逐渐成为解决水资源问题的重要途径。然而我国的海水淡化技术概况仍然不容乐观。 海水淡化处理设备 太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
海水淡化处理设备 太阳能海水淡化装置与现有海水淡化利用项目相比有许多新特点：首先是可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，无污染、低能耗，运行安全稳定可靠，不消耗石油，天然气等能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值，其次是生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少，产水成本低，具备淡水供应市场的竞争力。人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的一般都称为太阳能蒸馏器。蒸馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年海水淡化技术的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化设备由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
蒸馏法海水淡化工艺原 理解析 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。淡水资源短缺导致人们生活、工业发展受到了很大的影响。“向海洋要淡水”已经形成了方兴未艾的产业。 海水淡化工艺发展 中国在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破，完成了自主知识产权的3000立方米/日低温多效海水淡化工程，以及5000立方米/日反渗透工程;海水直流冷却技术已进入万立方米/小时级产业化示范阶段。中国海水淡化成本逐步下降，已接近5元/立方米。 蒸馏法海水淡化工艺原理 原理是加热-蒸发-冷凝。除了多效蒸发和多级闪蒸之外，蒸馏法还有蒸汽压缩法VC法是将蒸发过程自身产生的二次蒸汽，经压缩提高温度，再作为加热蒸汽使用，其设计思想是为了提高热效率。海水经泵提升压力后供人冷凝器作为冷却水冷凝蒸发器中获得的蒸汽，此时海水温度升高，作为蒸发器给水供人蒸发器，工作蒸汽进人蒸汽喷射器与部分蒸发器内获得的蒸汽混合后从喷射器排出，排出后的压缩蒸汽作为热源进人蒸发器内的蒸发管中，加热蒸发器内的海水，使其蒸发获得二次蒸汽，原蒸汽在冷凝器内冷凝后即得到淡水。蒸发器内未蒸发的海水通过泵排出。二次蒸汽作为下一过程的热源，如此循环。 蒸馏法海水淡化工艺特点 蒸馏法海水淡化技术是最早投人工业化应用的淡化技术，特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用，产水纯度高。与膜法海水淡化技术相比，蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大，是当前海水淡化的主流技术之一。 中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件，但研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。当务之急是尽快形成中国备市场的完整产业链条。围绕制约海水淡化成本降低的关键问题，发展膜与膜材料、关键装备等核心技术，研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品，提高关键材料和关键设备的国产化率，增强自主建设大型海水淡化工程的能力。
海水淡化工艺方案
1 前言 1.1 概况 中国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是中国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不但可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。 1.2 水源及水质特点 某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。 海水水质分析报告如下：
1.3 海水淡化规模 根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，当前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。 本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。
2 海水淡化技术概述 海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。 2.1 蒸馏法淡化技术 2.1.1 多级闪蒸(MSF) MSF是蒸馏法海水淡化最常见的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是中国第一套大型的海水淡化装置。 MSF的典型流程示意图见图2-1。 图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷
海水淡化的缺点分析 1.价格劣势 受淡化工艺、淡化水水质要求、当地能源价格等多种因素影响，淡化水之间的价格存在较大的差异。近年来，随着海水淡化技术的日益精湛及其生产设备的不断改进，海水淡化的成本持续下降，但价格仍然远远高于传统供水的水价。以青岛为例，水库自来水制水成本价为3.8元/m3，南水北调制水成本价为5.5元/m3，电水联产海水淡化成本为4.3~5.1元/m3，独立海水淡化厂为6.0~6.7元/m3。而且，在当前全球原材料、能源价格持续走高的形势下，淡化水的价格很难大幅度下调。 2.能耗劣势 与传统的供水方式相比，海水淡化是高能耗产业（见下表）。 各种供水方式运行能耗的比较 3.大量增加温室气体排放 不可再生能源的消耗过程中会排放温室气体，导致温室效应。海水淡化是高能耗产业，而且相当程度上依赖不可再生能源。因此，在审视海水淡化时，应充分考虑其大量的温室气体排放对气候和环境的影响。澳大利亚研究机构曾对悉尼1座日产50万t的海水淡化厂做过相关研究，其平均能耗为4.93kW·h/m3，相当于每生产1 m3的水即从悉尼主要煤电厂排放5.2 kg二氧化碳。该厂二氧化碳的年排放量达到94.5万t，相当于新增车辆22万辆，或者生产1 m3的水需要燃烧2 L汽油。 4.加速供水系统的老化 海水淡化除去海水中以盐的形式存在的弱碱性物质，使得淡化水呈酸性（pH值通常为5~7）。如果直接进入供水系统，会侵蚀供水系统，加速供水系统老化。另外，强酸性的水容易导致供水金属装置中的重金属沥出，进入供水，威胁民众的健康。因此，淡化水在出厂前应该经过一系列的后处理，以保证供水系统的正常运行和人民的饮水安全: （1）投放适量的石灰或者石灰石，以中和酸性并在供水管道内壁形成不透水膜，保护供水系统; （2）氧化作用，增加淡化水的含氧量并提高pH值; （3）氯化，消毒，控制供水系统内的微生物生长。 5.水质隐患 根据现行的水质标准，海水淡化的优点之一是淡化水水质优良。蒸馏法获得的淡化水的总悬浮物浓度为1~50 mg/L，而反渗透法的出水的总悬浮物浓度为50~500 mg/L，均远远优于我国饮用水标准。但是，海水淡化的原水中含有多种海洋微生物、藻类和细菌，在处理过程中，因为工艺的需要，加入多种化学药剂或生物药剂，这都可能导致淡化水中含有多种现行水质标准控制之外的生物和/或化学污染物。 为了防止藻类和细菌在海水淡化装置中繁殖，在前处理过程中加入生物杀灭剂（通常是浓度低于1 mg/L的氯水）。此外，前处理过程中还会加入除锈剂，如硫磺酸，减少附着在系统管道上的沉淀物。如果采用反渗透法，在前处理中还会加入凝结剂，使悬浮物和颗粒凝结，再通过滤网去除。海水中原有的生物和化学污染物以及处理过程中添加的各种生物化学药剂都可能残留在淡化水中。因此，为了保证人民的饮水安全，需要对淡化水的多个指标进行水质监测，并根据实际情况对现行的水质标准作适当的修改。 硼是一种对人体健康危害极大的元素。海水中硼的浓度通常为4~7 mg/L。目前的海水淡化技术尚无法有效地去除硼，反渗透膜只能去除海水中50% ~70%的硼，残留在淡化水中硼的浓度仍高于世界卫生组织0.5 mg/L 的标准。余下的硼可通过其他方法除去或者降低，譬如增加毫微渗透并调整各级毫微渗透间氢氧化钠的浓
目录 摘要 (2) Abstract (2) 关键词 (2) 一、海水淡化的背景 (2) 九海水淡化的原因 (2) 2.............................................................................................................................. 海水的成分 (3) 二、海水淡化的技术： (3) 1?海水的预处理 (3) 2.反渗透 (4) 3.电渗析 (4) 4.蒸馆法 (4) 5.海水淡化的建设周期 (4) 三、离子交换海水的淡化技术： (5) [.淡化原理 (5) 2.离子交换剂直接淡化海水 (5) 3.离子交换剂用于淡化海水的预处理 (5) 3.离子交换剂用于淡化海水的后处理 (6) 4.离子交换技术淡化海水的特点 (6) 5.离子交换技术淡化海水的发展前景 (6) 四、结语 (7) 五、参考文献： (7)
摘要 随着我国经济的快速发展，用水量急剧增加，沿海地区由于经济发达人口众多，对水资源的需求量更大，水资源严重匮乏，海水淡化将成为沿海城市解决水危机的重要途径。离子交换法淡化海水具有处理彻底、成本低、可再生等优势, 已在海水淡化预处理、后处理、浓海水提取化学元素等方面得到广泛的应用，具有广阔的前景。 Abstract With the rapid development of economy in our country, water consumption has increased chamatically, due to the economic developed coastal areas with a large population, the greater demand for water resources, water resources are scarce, desalination will become the important way to solve the problem of water crisis in coastal cities.Method of ion exchange desalinatioii has complete processing, low cost and renewable advantages, has been in seawater desalination pretreatment, aft erti eatm ent, strong water extraction widely used in the chemical elements and so OIL has a broad prospect? 关键词 海水淡化；离子交换技术应用；离子交换技术海水淡化前景 一、海水淡化的背景 1?海水淡化的原因 水资源是基础性然资源和战略性经济资源，是经济社会发展的命脉，淡水资源短缺己成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素Z—。海水利用己成为世界许多临海国家新水源开发的战略决策,也是缓解我国水资源短缺、促进经济可持续发展的重要途径。 为解决淡水资源的供需矛盾，人们的目光早已转向相当于全球淡水37.6倍储量的海水。于是，海水和微咸水淡化被视为开发新水源、解决淡水资源危机的基本途径。rti 于物理方法耗能多、造价高，只适合于经济发达国家，适用性有限。为此，有人研究开发了用离子交换法进行海水淡化的新技术，并取得了成功。表1为淡化综合水价与沿海自來水价的比较： 表1: 从上表可以看出，到了2010年，海水淡化的水价，比居民自来水价比居民自来水价
1前言 1.1 概况 我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着
规模的 2 （俗 多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。 MSF装置具有设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、造水比高、热效率高、寿命长等优点。但该装置海水的最高操作温度在110℃~120℃左右，对传热管和设备本体的腐蚀
性较大，必须采用价格昂贵的铜镍合金、特制不锈钢及钛材，因此设备造价高；设备的操作弹性小，多级闪蒸的操作弹性是其设计值的80%～110%，不适应于产水量要求可变的场合。 2.1.2 低温多效蒸馏(LT－MED) 低温多效蒸馏海水淡化技术是指盐水最高温度不超过70℃的淡化技术，是20世纪80年代成熟的高效淡化技术。其特点是将一系列的喷淋降膜蒸发器串联布置。加热蒸汽被引入第一效，其冷凝热使几乎等量的海水蒸发，通过多次蒸发和冷凝，后面的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水，最后一效的蒸汽在海水冷凝器中冷凝。第一效冷凝液返回锅炉，而其他效及海水冷凝器的冷凝液收集后作为产品水。为提高热效率， 当提供 海水反渗透(SWRO)淡化技术在20世纪70年代后获得了很大发展。由于RO膜材料的不断改进，以及能量回收效率的不断提高，SWRO技术越来越引起人们的关注，现也已成为蒸馏海水淡化系统的主要竞争对手。 反渗透是用一种特殊的膜，在外加压力的作用下使溶液中的某些组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。典型的海水反渗透处理工艺流程见图2-3。