海水淡化主要工艺及海水淡化发展现状分析

海水淡化的联产

水电联产

水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。

热膜联产

热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式(即MED-RO或MSF-RO方式)，满足不同用水需求，降低海水淡化成本。目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为45.4万立方米，其中，MSF日产水28.4万立方米，RO日产水17万立方米。其优点是：投资成本低，可共用海水取水口。RO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。

此外，以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝对的，要根据规模大小、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。

实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来说，包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、除掉悬浮物(对反渗透法)，或脱气(对蒸馏法)，添加必要的药剂等;脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分，是整个淡化系统的核心部分，

这一过程除要求高效脱盐外，往往需要解决设备的防腐与防垢问题，有些工艺中还要求有相应的能量回收措施;后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮运等处理。海水淡化过程无论采用哪种淡化方法，都存在着能量的优化利用与回收，设备防垢和防腐，以及浓盐水的正确排放等问题。

海水淡化技术的发展与工业应用，已有半个世纪的历史，在此期间形成了以多级闪蒸、反渗透和多效蒸发为主要代表的工业技术。专家普遍认为，今后三、四十年在工业应用上，仍将是这三项技术“唱主角”，但反渗透的比重将越来越大。从地区上来讲，中东海湾国家仍将以多级闪蒸为首选，因为它具有大型化和超大型化(单台设备产水量目前已高达日产淡水4～5万吨)、适应于污染重的海湾水以及预处理费用低的优势;然而在中东以外地区将以反渗透或膜法为首选，因为膜法的能耗和成本都具有优势，以北美地区为例，近期的发展已经表明，在淡化和水处理方面都将以膜法为主。

我国2015年海水淡化发展现状分析

日前，国家海洋局发布了《2015年全国海水利用报告》(以下简称《报告》)，涵盖了海水淡化、海水直接利用、海水化学资源利用、检验与标准、政策与管理等方面的内容。

与往年相比，2015年全国海水利用有哪些变化，呈现出什么特点，还有哪些因素制约着海水利用产业的发展?针对上述问题，记者采访了国家海洋局科学技术司、国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所有关负责人，请他们进行相关解读。

海水利用产业有新进展

2015年，海水利用产业进一步得到推进，全年实现增加值14亿元，同比增长7.8%。沿海各地不断推进产学研用结合，正在建设海水利用创新及产业化基地，中小型海水淡化关键装备、浓海水综合利用产业化技术等取得突破。新发布标准13项，包括国家标准3项、行业标准10项。海水淡化：截至2015年年底，全国已建成海水淡化工程121个，产水规模为100.88万吨/日，最大海水淡化工程规模为20万吨/日。全国已建成万吨级以上海水淡化工程31个，千吨级以上、万吨级以下海水淡化工程36个，千吨级以下海水淡化工程54个。

(全国已建成海水淡化工程产水用途分布图)

海水直接利用：2015年海水冷却技术在我国沿海火电、核电、石化等行业得到广泛应用，年利用海水量稳步增长。截至2015年年底，年利用海水作为冷却水量为1125.66亿吨，其中2015年新增用量116.66亿吨。

海水化学资源利用：除海水制盐外，我国海水提钾、提镁、提溴等也发展较快，产品主要包括溴素、氯化钾、氯化镁、硫酸镁。其中，在浓海水综合利用及产品高值化产业化技术研究方面取得较大进展。

全国日产规模首次超百万吨

2015年海水利用海水淡化工程总规模与2014年相比有所扩大，2015年总规模为100.88万吨/日，新增规模6.662万吨/日。

全国海水淡化工程规模增长图

全国沿海省市海水淡化工程分布图

对于近年来我国海水淡化工程规模不断增长的原因，国家海洋局科学技术司有关负责人解释说，我国海水淡化产业得到国家高度关注和支持，沿海和地方有关部门推动海水利用工作的意识更加主动，福建、天津、青岛出台了专门的规划和政策推动海水利用技术创新。推动海水利用产业发展的举措更为具体，效果显著。

例如，一些工业园区开展了淡化水与企业用户点对点的供水，还有的地方采取了海水淡化和自来水公司一体化运营的模式，进行自来水和淡化水的混合应用。同时，海水淡化规模的提升与我国经济社会发展和沿海产业结构调整、用水需求密切相关。

《报告》显示，我国海水淡化主要采用反渗透和低温多效蒸馏海水淡化技术，产水成本每吨5元～8元。该负责人说：“海水淡化水的成本主要包括投资成本、运行维护成本和能源消耗成本。降低淡化水价格，一方面要靠技术进步，另一方面要靠政策支持。例如，浙江省海水淡化用电是按照农业用电标准收取电价的。”

产业发展面临诸多制约因素

截至2015年年底，海水淡化水用于工业用水的工程规模占总工程规模的67.14%。用于居民生活用水的工程规模占总工程规模的32.84%。用于绿化等其他用水的工程规模占总工程规模的0.02%。

有关负责人分析认为，目前制约我国海水淡化产业发展的原因有4点：一是海水淡化水价格偏高，跟自来水水价相比竞争力不强。二是我国海水淡化自主创新能力与国外还有一定差距。当前，我国很多海水淡化关键的技术和设备还依赖进口，研制的关键技术、装备、设备以及首台套示范工程难以落地。三是海水利用的管理机制和政策还有待完善，特别是海水淡化水纳入水资源配置体系政策机制还有待完善。四是社会公众对海水淡化水的认识还不够，对淡化水作为战略性水源的认识还不到位。

据国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所有关负责人介绍，我国海水淡化技术起步于上世纪60年代，近年来得到了较大发展。目前，我国在河北、浙江建成了具有自主知识产权的万吨级海水淡化工程。但是与国际前沿相比，我国海水淡化技术在基础研究方面还相对薄弱，整体技术水平还有待进一步提升，比如在高性能材料、节能工艺、专用药剂、关键设备，大型海水淡化系统集成方面还存在差距。

“下一步要持续开展海水利用关键技术的攻关，开展战略性、基础性、前瞻性的技术研发。同时，充分发挥政府和市场的作用，进一步推进海水示范工程建设，特别是通过海水利用示范工程建设对我国自有技术进行验证，进一步完善产业链，培育龙头企业，提升国产技术和装备的应用水平和国际竞争力。”该负责人说。

编辑：赵凡