膜法海水淡化技术的应用与进展.doc

?膜法海水淡化技术的应用与进展?????[摘要]?介绍反渗透、电渗析两种膜分离技术在海水淡化中的应用与进展.高盐度溶液的脱盐技术正向废水资源化扩展.膜集成水处理技术将会在我国大规模推广应用。??????[关键词]?膜；海水淡化；脱盐；反渗透；电渗析?全球水的总储量为?13.86亿?km3，海水就占有96.5％，人类可取用的地表水和浅层地下水仅为0.79％，且随地域和季节变化分布极不均匀。为了向大海索取淡水，上世纪五十年代初，膜技术便被优先提出来了，至七十年代海水淡化技术在世界上实现了商品化，经过产品换代、工艺革新，目前已成为最经济的海水淡化和高盐度苦咸水脱盐技术。在国家支持下，我国海水淡化技术也取得了令人瞩目的业绩，成为具有自行设计、生产海水淡化装置的国家。1?应用概况??????海水淡化是指将35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水。目前，世界上装机应用的海水淡化方法主要有多级闪蒸（MSF）、多效蒸发（MED）和反渗透法（RO），半个世纪以来己养活了世界上1亿多的人口，促进了干旱沙漠地区和发达国家沿海经济和社会发展。??????据国际脱盐协会统计，截止1995年底，全球日产水量在100m3以上的装置有11066台，每天生产淡水2030万m3。截止1997年底，装置总数12451台，每天产水2273万m3，其中海水淡化为1337万m3、苦咸水淡化为5840万m3，且以年10-30％的速度增长。就海水淡化而言，装机容量以MSF为主，但近年来RO发展很快。MSF除极大型装置外，1995年以来合同额极少。MSF从1989年的84.4％下降为1997年的76.04％。而RO从1989年的5.6％上升为1997年的14％。MED1989年占6.7％，至1997年仅占5.47％。??????对沿海苦咸水脱盐RO占绝对优势，占76.23％，投资和造水成本更低。对废水和水净化RO也分别占到约65％和94％。1995年后，新增海水淡化和苦咸水淡化装机容量RO为90％。最大规模的RO海水淡化厂建在沙特阿拉伯，日产淡水12.8万/m3。最大规模的RO苦咸水淡化装置建在美国，日产27万m3。??????目前，海水淡化装置的年销售额达到100多亿美元，且以20％左右的年增长速度持续发展供应商主要是美国和日本，应用地区主要是中东地区、地中海地区和加勒比海地区，其次是东南亚和北非地区。??????我国海水淡化技术的应用从上世纪七十年代初推广用小型电渗析（ED）海水淡化器开始，1981年建成了200m3／d?ED淡化装置，“九五”期间相继建成了RO淡水装置，多为小型或示范工程（表1），?并向马尔代夫和基里巴斯输出了ED和RO海水淡化装置。?2?反渗透海水淡化技术的进展??????反渗透将成为新世纪的主要海水淡化技术。工程稳定可靠与造水成本低廉是吸引用户的主要原因。2.1?膜与组件性能提高??????世界各生产膜组件的公司仍十分重视RO膜与组件的技术创新，目的在于开发抗氧化、耐细菌侵蚀的新膜提高膜与组件的产水量、脱盐率等。这些工作已取得一定的进展，如美国DOW公司推出?FILMTEC?BW30LE－440膜元件，在约1.05MPa压力下，产水量43.5m3／d，脱盐率大于99％，一个新元件几乎相当换代前的两倍。Fluid?Systems公司推出?Premium?TFC新元件，其苦咸水和海水膜元件的脱盐率分别高达99.7％和99.8％。日本的东丽公司和日东电工公司己开发出可耐9.0MPa的海水淡化膜，并己在西班牙建造了回收率高在60％的两段RO海淡化装置。?2.2?工程投资低??????1990年膜组件价格，按消费价格指数折算，仅为1973年的40％。1990年之后又有明显的下降。按从标准海水生产淡水计，目前工程投资为MSF在1800-2000US＄／m3.d，低温MED在1100－1600?US＄／m3.d，RO在700-900US＄m3.d，且RO海水淡化厂建设快，l万m3的RO海水淡化厂可在7个月交付使用。2.3?能耗降低???????采用功交换器（WOrk?Exchanrye?Enerar?Recovear），将从RO组件排出的高压浓水的压力回收并传递给组件进水，其转达换效率可高达89－96％。Scott?A.Shumway报导，一种新型的能更回收装置己成功应用到13600m3／d和5000m3／d的反渗透海水淡化装置上，过程能耗为2.6kwh／m3。Gord?F.Leitner指出加上预处理能耗，总能耗为2.83kwh/m3。这是近几年在工艺方面的突出进展。???????反渗透装置脱盐部分与或级与级之间，可使用能量回收透平，以提高下一段或级的进水压力，提高产水量。原理示意见图1。Steven?J.