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海水淡化技术的应用

2015-09-17 14:35

  就全球海水淡化装置而言,多级闪蒸和反渗透的应用最广。多级闪蒸的总容量目前在海水淡化领域仍属第一,而反渗透技术由于具有无相变、节省能源的特点,发展速度最快,淡化成本也降的最快,其在海水淡化领域的总容量已经接近多级闪蒸的容量份额。1998年国际脱盐协会(IDA)公布的统计结果表明,MSF为4411%,RO为3915%,ME为4105%。两年以后,MSF降为4214%,RO为4111%。很明显,RO的产水容量很快就要超过MSF。

  实际应用过程中选用何种淡化方法,需考虑多方面的因素。淡化装置规模不同、原水水质的差异、使用场所、能源费用及气候条件等的变化最终决定了淡化方法的选取。因此各国家、地区选用的淡化方法不尽相同。从海湾国家与世界范围内海水淡化方法的应用对比中可以看出,全世界的多级闪蒸(MSF)主要集中在海湾国家(沙特阿拉伯,科威特,阿联酋,卡塔尔,巴林,阿曼),海湾国家多采用多级闪蒸(MSF),而反渗透(RO)占次要地位,电渗析(ED)与压汽蒸馏(VC)所占分量极少,多效蒸馏则基本没有采用。
 

海水淡化设备
海水淡化设备

  1991~2001年间世界各地区采用的淡化方法比较,很明显,其中的多级闪蒸仍是中东国家的首选,其次是反渗透和压汽蒸馏。多级闪蒸在中东国家的广泛应用得益于两个方面的原因,一是他们石油资源丰富,利用丰富廉价的油田气发电,建立水电联产系统,抽汽轮机乏汽,供给多级闪蒸淡化装置,因而能源费用极低。另一方面,多级闪蒸技术最成熟,多级闪蒸装置便于大型化和特大型化,设备使用寿命长。另外,海湾水的高温(夏天高到40℃),高盐度(总含盐量高到40000mg/L)和高污染,特别是石油污染,都限制了反渗透技术在该地区的应用。虽然如此,中东地区仍建立了一些较大型的反渗透海水淡化厂,其成功的经验值得借鉴。

  而在世界其他地区(南美除外),反渗透市场份额则尤为突出。欧洲的海水淡化主要采用的是反渗透法,亚洲的日本现有淡化水生产能力为1009600m3/d,也主要采用反渗透法。其中冲绳日产40000m3RO厂的建设,更是对邻国新加坡等提供了更多的经验和决策依据。而美国在处理苦咸水(地表水)方面反渗透技术应用最广。20世纪80年代后期,纳滤、超滤、微滤技术以较高的速度在水处理中采用,虽然纳滤、超滤、微滤不能用于直接脱盐,或脱盐率较低,但用于海水预处理则保证了反渗透海水淡化装置长期稳定的运行。美国到2025年的淡水生产规划基本上都采用膜法,对蒸馏法没有安排新的项目。

  中国膜法和蒸馏法海水淡化技术都有应用,20世纪70年代曾生产电渗析海水淡化装置,80年代以后,广泛采用反渗透技术进行自来水或苦咸水的脱盐制取锅炉补充用水、超纯水等。进入90年代,中国先后建成浙江省嵊泗县嵊山镇500m3/d,长海县大长山岛1000m3/d(后扩成1500m3/d),大连獐子岛500m3/d、山东长岛1000m3/d、威海华能电厂两台每台1000m3/d、大连华能电厂两台每台1000m3/d,大亚湾马鞭洲岛及嵊泗县马迹山岛等多台反渗透海水淡化装置。
 

海水淡化设备图片
海水淡化设备

  在膜法海水淡化技术广泛应用的同时,膜法苦咸水装置的规模进一步加大,2000年在渤海之畔的河北黄骅建成了18000m3/d高浓度苦咸水反渗透淡化装置。中国蒸馏法淡化技术也曾在20世纪50、60年代应用于电厂锅炉供水、船用海水淡化设备、医药用水、废水处理、化工物料回收等多个领域,80年代大港电厂上马两套3000m3/d多级闪蒸海水淡化装置,与离子交换法结合,解决锅炉补给水的供应。然而,就其海水和苦咸水淡化国内份额来说,反渗透淡化技术的应用更加广泛。目前河北黄骅电厂计划引进20000m3/d多效蒸馏海水淡化装置,渤海之滨的天津近期规划日产数十万吨的海水淡化项目,则计划主要采用RO法。

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