海水淡化技术及其应用 (2)..

青岛农业大学

本科生课程论文

论文题目海水淡化技术及其应用学生专业班级环境工程200802

学生姓名(学号) 李小琳（20081854）指导教师崔春月

完成时间2011年12月10日

2011 年12 月10 日

课程论文任务书

学生姓名李小琳指导教师崔春月

论文题目海水淡化技术及其应用

论文内容(需明确列出研究的问题):海水淡化技术已逐步形成了一门综合性的技术学科和水处理技术产业，成为材料科学、环境科学研究热点。这些新型海水淡化技术的低能耗、高产量、无污染和可开发的特点，在海水净化利用方面表现出重要的应用前景。本文综合当前新技术的发展，同时，针对目前或内外研究现状，本文还对海水淡化技术的发展进行了展望。本论文主要研究以下几方面的内容:

1、海水淡化的技术方法；

2、海水淡化技术的应用；

3、海水淡化技术的应用前景与展望。

资料、数据、技术水平等方面的要求:

通过各种书籍、学术期刊以及数据库等各种渠道广泛搜集资料，充分利用现有文献来借鉴他人的学术成果，同时根据自己的研究分析调查，对论文进行综述。

参考文献不少于10篇，要根据所参考文献整理出其主要处理现状，以及发展趋势，并将各种方法成果进行综合比较，做到资料翔实，数据准确，引用规范，论证充分。

发出任务书日期完成论文日期

教研室意见(签字)

院长意见(签字)

注:此表装订在课程论文之前。

海水淡化技术及其应用

环境工程专业李小琳

指导教师崔春月

摘要：海水淡化技术已逐步形成了一门综合性的技术学科和水处理技术产业，可以充分利用海水能源与资源，降低产业资本，成为材料科学、环境科学研究热点。其中的技术方法有蒸馏法、反渗透法、冷冻法、电渗析法等新型技术。这些新型海水淡化技术的低能耗、高产量、无污染和可开发的特点，在海水净化利用方面表现出重要的应用前景。本文综合当前新技术的发展，综述了海水淡化技术的原理并重点总结了其在水环境方面的应用。同时，针对目前或内外研究现状，本文还对海水淡化技术的发展进行了展望。

关键词:海水淡化蒸馏反渗透冷冻电渗析

引言

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。

现代意义上的海水淡化则是在第二次世界大战以后才发展起来的。战后由于国际资本大力开发中东地区石油，使这一地区经济迅速发展，人口快速增加，这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增。而中东地区独特的地理位置和气候条件，加之其丰富的能源资源，又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择，并对海水淡化装置提出了大型化的要求。

在这样的背景下，20世纪60年代初，多级闪蒸海水淡化技术[1]应运而生，现代海水淡化产业也由此步入了快速发展的时代。

海水淡化技术[2]的大规模应用始于干旱的中东地区，但并不局限于该地区。

由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。最新资料表明，到2003年止，世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂，其生产能力达到日产淡水3600万吨。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区，淡化水大约养活世界5%的人口。海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题，普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。

1海水淡化的技术方法

1.1蒸馏法[3]

1.1.1低温多效蒸馏

此淡化技术盐水的最高蒸发温度低于70℃。其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入，通过多次的蒸发和冷凝，后面一效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的淡化过程。由于此技术节能，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力。采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度。提高传热效率等。

1.1.2多级闪蒸

水在常规气压下。加热到100℃才沸腾成为蒸汽。如果使适当加温的海水，进人真空或接近真空的蒸馏室，便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。利用这一原理．做成了多级闪急蒸馏海水淡化装置。此种淡化装置可以造得比较大。成为大型海水淡化工厂，并可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水，水电联产可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂大多采用此法，此法技术成熟，运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗，提高传热效率等。

1.1.3压汽蒸馏

海水预热后．进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧，蒸汽冷凝后作为产品水引出。如此实现热能的循环利用。

1.2反渗透法

反渗透法[4]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，从而使海水一侧的液面逐步升高，直至一定的高度才停止，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大于海水渗透压的外压．那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法使用的薄膜叫“半透膜”，通常又称超过滤法。是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。因其具有占地少、建造周期短、操作简单、相对投资小、能耗相对较低和启动运行快等特点，逐渐在海水淡化市场中占据“统治”地位。

1.2.1

反渗透法海水淡化与蒸馏法对比，膜法海水淡化只能利用电能，蒸馏法海水淡化利用热能和电能。所以反渗透淡化适合有电源的场合，蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世，其吨水耗电量逐渐降低。反渗透海水淡化经一次脱盐，能生产相当于自来水水质的淡化水。虽然蒸馏法海水淡化水质较高，但反渗透技术仍具有较强的自身优势，如应用范围广，规模可大可小，建设周期短，不但可在陆地上建设，还适于在车辆、舰船、海上石油钻台、岛屿、野外等处使用。

新型海水淡化系统的发展趋势是采用膜法集成系统(IMS)，即将膜法预处理和RO组合起来。IMS具有可靠性高、对原水的水质变化相对不敏感、操作费用低且均为商品化组件式装置的特点。新型膜法预处理技术主要包括:连续微滤技术(CMF)、浸没式帘式膜过滤(IMF)、超滤技术(UF)、纳滤技术(NF)以及陶瓷膜过滤(CF)等。