我国海水资源化和脱盐技术发展述要

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　　沿海地区含11个省、区和直辖市，陆地面积占国土总面积的15%，有18000多公里的海岸线和6500多岛屿，人口占全国的40%以上，社会总产值占60%左右，是我国人口最多、经济最发达的地区。而该地区的的可持续发展也面临着相当严峻的形势和问题。土地、水和其他资源的日趋紧缺，近海海域的污染和近海海洋环境质量的退化等，严重制约了该地区经济和社会的发展。向占全球水总储量96.5%的海水要水，要其他资源，大力发展海水利用（资源化）技术，是解决沿海地区资源短缺和繁荣沿海经济的重要措施。
　　海水利用（资源化）技术包括从海水中提取淡水，用海水代替淡水和海水中提取化工产品等技术，即通常所讲的海水淡化，海水直接利用和海水综合利用等，另有海水养殖和海水农业。这里重点谈一下海水淡化。
　　海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。海水淡化以多级闪蒸（MSF）和反渗透（RO）为主，另外有低温多效（LTME）和压汽蒸馏等。世界上一亿多人口的地区靠海水淡化解决用水的问题。RO海水淡化能耗已降到3kWh/m3，目前呈迅速上升趋势，具有极强的竞争力。实践表明海水淡化对沿海地区经济的发展还将发挥其重要的作用。
　　海水直接利用是用海水代替淡水作为工业用水、生活用水和其他用水等。工业用水占总用量的70～80%，而工业用水中70%左右是冷却用水，所以用海水代替淡水作为工业冷却用水以及其他用水，对沿海城市十分重要。
　　在海水综合利用方面，涉及制盐、海水全利用（与海水淡化结合）、卤水全利用、海水中微量元素的提取以及相关元素的高附加值产品的开发等。这对于改造传统产业的旧工艺，提升盐化工的水平，保护海洋环境等，是非常重要和必要的。
　　经过40余年的发展，我国在海水淡化、海水直接利用与综合利用领域取得很大成就，培养造就了一大批专门技术人才，技术日益成熟，成本日趋降低，具备了产业化发展的基本条件。

脱盐技术

　　海水淡化
　　早在上世纪50年代，为解决“水的危机”，美国从1952年起专设盐水局，1974年后转为资源技术局，不断推进水资源和脱盐的技术进步；1973年日本通产省下设造水促进中心，专门研究节能的脱盐技术；欧洲则在尤里卡等计划下推动海水淡化的发展。目前主要的技术是蒸馏法和膜法，蒸馏法是30年代开始的，现在以多级闪蒸（MSF）为主，另有低温多效（LT-MED）等；膜法是50年代开始的，现在以反渗透（RO）为主,另有电渗析等。目前世界上脱盐水产量约达3.0×107m3/d，主要解决饮用，其次为工业应用,其中海水淡化为2.0×107m3/d。
　　我国海水淡化技术是政府支持和国家重点攻关项目驱动下发展起来的，电渗析、反渗透海水淡化技术和蒸馏法海水淡化技术（多级闪蒸、压气蒸馏和低温多效蒸馏）的研究开发等，都取得相当大的进展。
　　我国经过40多年的发展，已建成海水淡化工程12个，已建成和在建装置总量超过每天60000吨。具备了万吨级海水淡化的设计和工程能力，技术经济指标达到同等容量的世界先进水平，吨水成本已降至5元左右。随着装置规模的扩大和技术的进步，造水成本仍有降低的空间。
　　苦咸水淡化
　　含盐量1g/l～5g/l的水叫低盐度苦咸水，5g/l～10g/l叫中盐度苦咸水，10g/l以上为高盐度苦咸水。将苦咸水淡化制取饮用水，能耗和价格比海水淡化低得多，据含盐量的高低，一般能耗在0.5～3kWh/m3淡水。世界上中东、非洲、美国等许多地区靠苦咸水淡化解决工业用水和市政用水问题。目前世界上苦咸水淡化产量达7.0×106m3/d左右，膜技术占绝对优势，其中RO占76%，电渗析（ED）占15.6%。最大的苦咸水淡化工程是美国尤马河水的处理工程，产水量38×104m3/d，保证了河下游水的卫生标准。
　　我国自上世纪60年代末就开始用ED进行苦咸水淡化，至今已推广应用得相当普遍，年产离子交换膜40多万平方米，ED装置近千台。特别在低盐度苦咸水脱盐方面占据了较大的市场，日产水量约60万吨。仅山西省大同矿物局10多个矿区日处理量就达2万多吨，供冷却用水和生活用水。80年代开始RO苦咸水淡化，随着RO膜和相关技术的进步，RO在苦咸水淡化中的竞争地位越来越强，日产水量约50万吨。仅大庆油田苦咸水处理量日产近1.2万吨，主要供饮用。
　　苦咸水淡化主要方法是反渗透和电渗析，目前我国苦咸水淡化日产水量达50万吨左右，已成为解决广大苦咸水地区用水紧张的重要手段。

海水直接利用技术

　　海水作为冷却用水
　　国外在这方面非常重视，美、欧、日等国家和地区年用海水作为冷却用水超过五千亿立方米，目前国内外仍以直流冷却为主，用于电力、化工和冶金等行业；我国海水直流冷却已有近70年的应用历史，主要应用于天津、大连、青岛、上海、深圳等沿海城市的电力、石化、钢铁、化工等行业，但年冷却海水用量仅200亿立方米左右，与发达国家尚有很大差距。国际上海水循环冷却因突出的环保优势得到了迅速发展和应用，单机海水循环量超过每小时15万立方米。我国已形成海水循环冷却缓蚀剂、阻垢分散剂、菌藻杀生剂和海水冷却塔等“三剂一塔”成套技术和产品，正在进行工程示范，具备产业化推广的基本条件。
　　海水脱硫
　　海水脱硫工艺自1970年成功的应用以来有近40多套在运行，广泛应用于工业窑炉和电厂烟气脱硫。目前在我国发展迅速。作为国家第一个示范工程，深圳西部电厂海水脱硫工程于1999年投运达标，并通过了国家环保总局主持的工程验收。福建后石华阳电厂分别于1999和2000年投入运行两套600MW的无GGH海水脱硫装置。随着我国环境保护法律、法规和标准的日趋严格及执法力度的加大，在未来10年内，至少有4000万千瓦以上火电装机容量需安装烟气脱硫装置。我国是燃煤大国，酸雨和二氧化硫污染日趋严重，急需加快烟气脱硫技术研究和设备国产化的步伐。
　　海水利用的其他方面
　　海水冲厕。目前香港地区每天冲厕用海水约60万立方米，占全部冲厕用水的近80%，形成了一套完整的处理系统和管理体系。我国已解决海水冲厕的后处理关键技术问题，正在进行工程示范。另外，海水直接利用的其他途径还有海产品加工用海水，除尘消烟和冲灰冲渣用海水，作消防、灌溉、洗涤、印染、化盐、和软化用水等，这都有成功实践及良好的经济和社会效益。

海水综合利用

　　目前，全世界每年从海洋中提取食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨。
　　我国现年产海盐约1800万吨，为世界之首。相关的氯碱工业，产品供大于求，用离子膜改造旧工艺是十分必要的。制盐副产的卤水约1500万立方米，其中含钾盐40万吨，溴4万吨，镁盐400万吨，其中仅利用20%，80%仍排回海洋造成污染，在如何充分利用这80%卤水，已取得一批海水卤水资源综合利用技术成果,如空气吹出法海水提溴已经实现产业化，在气态膜法海水提溴和海水提取钾、镁、锂等关键技术上均取得重大突破，具备示范工程建设条件。
　　海水中D2O，T2O的储量达200万亿吨，铀的储量是40亿吨……从长远考虑，按排海水提D2O，铀、锂、碘等也是有重要意义的。
　　将海水淡化与综合利用相结合，两者互补，也是值得深入探讨的。

海水农业

　　我国有漫长的海岸线和星罗棋布的岛屿，可管理和利用的海域22亿亩以上，盐碱地6亿亩，滩涂近3000万亩，自然条件优越，发展海水增养殖海水农业切实可行。目前海水养殖年产量约500万吨，海水和咸水农业刚刚开始，这在减轻对陆地的依赖，缓解用水紧张状况方面也有重要意义。
　　我国是海洋大国，沿海地区经济发达，水和其他资源短缺，海水利用是非常值得考虑的。海水利用中的大多数技术问题都得到切实的解决，推广海水利用技术是可行的。海水利用中的大多数技术的经济性随着技术的进步，是有竞争力的，是可以接受的。
　　海水利用技术的发展，有待于科技的进步和创新，以使该技术不断地向工艺简便、高效节能和清洁生产的方向迈进；也有待于新的示范和社会的需求；更需要政府和企业界的介入以及管理、政策和法规等方面的支持。
　　2003年5月，国务院颁布实施的《全国海洋经济发展规划纲要》已将海水淡化与综合利用列为未来重点发展的新兴产业之一。为加速海水开发利用产业化进程，保障全面建设小康社会奋斗目标的实现，近来制定《全国海水利用专项规划》，提出了2005年、2010年到2020年的相关展望。

《全国海水利用专项规划》有关指标

年份

目标

项目 2005年 2010年 2020年 海水淡化 15～20万立方米/日1～2个万吨级LT-ME和RO海水淡化示范工程 50万立方米/日，3～4个10万吨级海水淡化工程。 150万立方米/日 海水直接利用、循环冷却、海水脱硫、其他（冲厕等）、苦咸水利用 200亿立方米/年；1～2个万吨级海水循环冷却示范工程大力推广1～2个100万平方米以上海水冲厕示范工程。 500亿立方米/年；5～10万吨级海水循环冷却工程；国产化示范（10个厂）；产业化示范（1200万人用）；苦咸水淡化容量达到100万吨/日，苦咸水冷却量40～50万立方米/小时。 1000亿立方米/年替代淡水价值200～300亿元。普及率达到80%以上。海水冲厕总面积达到15亿m2（5000万人用）苦咸水淡化容量达到300万吨/日，苦咸水冷却规模达到500万立方米/小时。 海水综合利用 规模示范 产业化示范 零排放海水淡化综合利用，产业链改造，传统制盐业微量元素示范工程。 政策法规标准等 政策法规示范、技术标准、规范，组建中国海水利用产业协会。 建设3个示范城市、5个示范区，培育两个产业化基地占国际市场份额5%。 国产化率达95%以上，占国际市场10%左右，年售水产值40亿元，装备产值50亿元。