海水淡化技术范文10篇

摘要：由于水资源紧缺问题日益突出，海水淡化技术的研究与开发将越来越显得紧迫。海水淡化方法有很多种，本文主要介绍真空冷冻法、蒸馏法、电渗析法、反渗透法等。

关键词：海水淡化；真空冷冻；蒸馏；反渗透

随着世界各国经济的高速发展以及人口的迅速增长和集中，世界各国对水的需求日益增加，而地球上的淡水资源非常有限，淡水资源缺乏已成为全球性的问题。在寻求淡水资源方面各国纷纷把目光投向大海。据统计目前世界已有100多个国家水，其中严重缺水的已达20个，严重影响着人类生存和社会发展［!］。海洋中水的储量为1338×107亿m3,占全球的96.8，有着巨大的水资源，如何把它变为能被人类利用的淡水，成为急需解决的问题。

海水淡化就是要将高盐度的海水通过一系列的过程转变为低盐度的海水。目前海水淡化的主要方法有：1）真空冷冻—汽相冷凝海水淡化新技术是依据海水的三相点理论，使海水同时蒸发与结冰得一种低能耗，轻腐蚀结垢的海水淡化方法；2）蒸馏法工艺简单易于实现，但存在能耗多、成本费用高的缺

点；3）反渗透海水淡化方法是膜分离法的一种，即利用反渗透膜的分离作用使海水脱盐，过程中不存在相变，因此与蒸馏法相比能耗较低，有着很大的发展前途，成为世界高科技竞相开发的热点。

随着海水淡化技术的提高及成本的大幅度下降，世界各地正在兴建或计划兴建许多大型海水淡化工厂，一个海水淡化的新时代已经来临。

一．全球水危机

21世纪将是水的世纪。20世纪初，国际上就有"19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水"的说法，第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为"世界水日"，号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。从全球范围来看，根据联合国统计，全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6-7倍，比人口增长速度高2倍，全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水，即平均每5人中便有1人缺水。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口（23亿）缺水，波及的国家和地区达40多个，中国是其中之一。中国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。我国淡水资源总量名列世界第六，但人均占有量仅为世界平均值的l/4，位居世界第109位，而且水资源在时间和地区分布上很不均衡，有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线，那里的人均水资源拥有量不足500立方米。目前我国有300个城市缺水，其中110个城市严重缺水，他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区，水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。2010年后，我国将进入严重缺水期，有专家估计，2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。因此，为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的解决已迫在眉睫。

二．解决水危机的途径--海水淡化

地球表面的2/3被水覆盖，可谓水资源极为丰富，但地球上水的总储量中97%是咸水(包括海水和苦咸水)，在余下的3%的淡水中，又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%，而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。

解决淡水紧缺问题有很多途径，核心原则是"开源节流"，地表水资源较丰富地区，可建蓄水工程；地表水资源贫乏地区，可实施跨流域调水；海水和苦咸水淡化；此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。

"开源"方面，在我国，地下取水已受到越来越多的限制，为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水，并大力提倡和推动污水回用和水的再利用。但兴建新的蓄调水工程，投资比过去大大增加，而跨流域引水则随着调水距离越来越远，调水成本越来越高，加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题，远距离调水的传统办法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是，这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量，我国淡水紧缺的问题依然十分严峻。

摘要：由于水资源紧缺问题日益突出，海水淡化技术的研究与开发将越来越显得紧迫。海水淡化方法有很多种，本文主要介绍真空冷冻法、蒸馏法、电渗析法、反渗透法等。

关键词：海水淡化；真空冷冻；蒸馏；反渗透

随着世界各国经济的高速发展以及人口的迅速增长和集中，世界各国对水的需求日益增加，而地球上的淡水资源非常有限，淡水资源缺乏已成为全球性的问题。在寻求淡水资源方面各国纷纷把目光投向大海。据统计目前世界已有100多个国家水，其中严重缺水的已达20个，严重影响着人类生存和社会发展［!］。海洋中水的储量为1338×107亿m3,占全球的96.8，有着巨大的水资源，如何把它变为能被人类利用的淡水，成为急需解决的问题。

海水淡化就是要将高盐度的海水通过一系列的过程转变为低盐度的海水。目前海水淡化的主要方法有：1）真空冷冻—汽相冷凝海水淡化新技术是依据海水的三相点理论，使海水同时蒸发与结冰得一种低能耗，轻腐蚀结垢的海水淡化方法；2）蒸馏法工艺简单易于实现，但存在能耗多、成本费用高的缺

点；3）反渗透海水淡化方法是膜分离法的一种，即利用反渗透膜的分离作用使海水脱盐，过程中不存在相变，因此与蒸馏法相比能耗较低，有着很大的发展前途，成为世界高科技竞相开发的热点。

随着海水淡化技术的提高及成本的大幅度下降，世界各地正在兴建或计划兴建许多大型海水淡化工厂，一个海水淡化的新时代已经来临。

一．全球水危机

21世纪将是水的世纪。20世纪初，国际上就有"19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水"的说法，第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为"世界水日"，号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。从全球范围来看，根据联合国统计，全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6-7倍，比人口增长速度高2倍，全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水，即平均每5人中便有1人缺水。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口（23亿）缺水，波及的国家和地区达40多个，中国是其中之一。中国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。我国淡水资源总量名列世界第六，但人均占有量仅为世界平均值的l/4，位居世界第109位，而且水资源在时间和地区分布上很不均衡，有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线，那里的人均水资源拥有量不足500立方米。目前我国有300个城市缺水，其中110个城市严重缺水，他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区，水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。2010年后，我国将进入严重缺水期，有专家估计，2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。因此，为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的解决已迫在眉睫。

二．解决水危机的途径--海水淡化

地球表面的2/3被水覆盖，可谓水资源极为丰富，但地球上水的总储量中97%是咸水(包括海水和苦咸水)，在余下的3%的淡水中，又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%，而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。

解决淡水紧缺问题有很多途径，核心原则是"开源节流"，地表水资源较丰富地区，可建蓄水工程；地表水资源贫乏地区，可实施跨流域调水；海水和苦咸水淡化；此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。

"开源"方面，在我国，地下取水已受到越来越多的限制，为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水，并大力提倡和推动污水回用和水的再利用。但兴建新的蓄调水工程，投资比过去大大增加，而跨流域引水则随着调水距离越来越远，调水成本越来越高，加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题，远距离调水的传统办法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是，这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量，我国淡水紧缺的问题依然十分严峻。

为缓解我省沿海和海岛水资源短缺的困难,引导和培育海洋新兴产业,省海洋经济领导小组办公室今年将海水淡化和综合利用对策研究列为重点课题。为进一步了解国内海水淡化及综合利用工作的最新进展，课题组于9月12日至16日赴北京、天津、青岛等地考察调研，先后与国家海洋局科技司、海洋发展战略研究所、天津海水淡化与综合利用研究所和天津市发改委的领导及专家座谈，并到天津泰达新水源科技开发有限公司、天津大港电厂海水淡化站、青岛市黄岛电厂和青岛华欧集团海水淡化公司等企业实地考察。现将考察调研情况专报如下：

一、海水利用已成为国家优先发展产业

从去年9月开始，国家发改委会同国家海洋局着手编制《全国海水利用中长期专项规划》，经与专家多次会商，将进入征求意见阶段，有望年内出台。专家指出，海水淡化及综合利用是新兴朝阳产业，在我国具有广阔的发展前景，国家给予高度重视，将出台一系列政策措施和刚性规定，来推动海水淡化及综合利用向产业化方向发展。今年，国家发改委已将海水利用技术列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，组织国债资金支持海水淡化及综合利用的科技攻关项目和环境资源示范项目。据了解，目前已有天津市开发区2万吨/日级海水淡化项目、青岛市黄岛电厂2×1万吨/日级（其中1万吨/日采取蒸馏法、1万吨/日采取反渗透法）项目、山东威海电厂2万吨/日级海水淡化项目等获得国家发改委批准建设，10至20万吨/日级项目已在选项之中。国家海洋局近期开展了“908”工程专项招标，计划从2004年至2009年投入19.8亿元开展专项调查，其中包括海岛及沿海地区淡水资源、大型用水企业等专项调查。专家指出，今后国家将重点支持海水利用大型化、产业化和综合性的示范项目，支持天津市建设海水利用和节水型城市示范园区。建议浙江省将海水淡化作为海岛的第一水源，建设国家级的示范园区。

二、天津、青岛两市走在全国前列

天津、青岛两市均位于北方沿海严重缺水地区，海水利用和节水工作受到两市政府的高度重视。天津市已成立以戴相龙市长为组长的领导小组，办公室设在市发改委。目前该委组织有关部门加紧编制“天津市节水型城市实施计划”和“天津市海水淡化发展规划”。在计划安排的24个重点项目中，有一半是海水利用项目。计划到2007年使海水淡化达到20万吨/日，2010年达到50万吨/日。北京方面还在天津考察调研海水淡化进京项目。天津市大力开发中水回用，节水工作也走在全国前例。今年上半年，万元产值取新水25立方米，同比下降25%，只相当于全国平均水平的1/3；水重复利用率达到86%，比全国平均水平高出34个百分点。截止去年底，山东省已建成9500吨/日的海水淡化装置，占全国总量的57%，居全国首位。今年青岛市制订实施了“海水淡化产业化可行性方案”，除新建黄岛电厂3000吨/日低温多效蒸馏法海水淡化装置外，1万吨/日级的反渗透海水淡化装置可望年底开工建设。青岛市已在10多个行业推广使用海水达10亿立方米/年，替代淡水6000多万立方米/年。国家示范工程、20万立方米的海水冲厕小区已于今年下半年在青岛开工建设。

三、政府推动下的市场化、产业化运行机制正在形成

为缓解我省沿海和海岛水资源短缺的困难,引导和培育海洋新兴产业,省海洋经济领导小组办公室今年将海水淡化和综合利用对策研究列为重点课题。为进一步了解国内海水淡化及综合利用工作的最新进展，课题组于9月12日至16日赴北京、天津、青岛等地考察调研，先后与国家海洋局科技司、海洋发展战略研究所、天津海水淡化与综合利用研究所和天津市发改委的领导及专家座谈，并到天津泰达新水源科技开发有限公司、天津大港电厂海水淡化站、青岛市黄岛电厂和青岛华欧集团海水淡化公司等企业实地考察。现将考察调研情况专报如下：

一、海水利用已成为国家优先发展产业

从去年9月开始，国家发改委会同国家海洋局着手编制《全国海水利用中长期专项规划》，经与专家多次会商，将进入征求意见阶段，有望年内出台。专家指出，海水淡化及综合利用是新兴朝阳产业，在我国具有广阔的发展前景，国家给予高度重视，将出台一系列政策措施和刚性规定，来推动海水淡化及综合利用向产业化方向发展。今年，国家发改委已将海水利用技术列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，组织国债资金支持海水淡化及综合利用的科技攻关项目和环境资源示范项目。据了解，目前已有天津市开发区2万吨/日级海水淡化项目、青岛市黄岛电厂2×1万吨/日级（其中1万吨/日采取蒸馏法、1万吨/日采取反渗透法）项目、山东威海电厂2万吨/日级海水淡化项目等获得国家发改委批准建设，10至20万吨/日级项目已在选项之中。国家海洋局近期开展了“908”工程专项招标，计划从2004年至2009年投入19.8亿元开展专项调查，其中包括海岛及沿海地区淡水资源、大型用水企业等专项调查。专家指出，今后国家将重点支持海水利用大型化、产业化和综合性的示范项目，支持天津市建设海水利用和节水型城市示范园区。建议浙江省将海水淡化作为海岛的第一水源，建设国家级的示范园区。

二、天津、青岛两市走在全国前列

天津、青岛两市均位于北方沿海严重缺水地区，海水利用和节水工作受到两市政府的高度重视。天津市已成立以戴相龙市长为组长的领导小组，办公室设在市发改委。目前该委组织有关部门加紧编制“天津市节水型城市实施计划”和“天津市海水淡化发展规划”。在计划安排的24个重点项目中，有一半是海水利用项目。计划到2007年使海水淡化达到20万吨/日，2010年达到50万吨/日。北京方面还在天津考察调研海水淡化进京项目。天津市大力开发中水回用，节水工作也走在全国前例。今年上半年，万元产值取新水25立方米，同比下降25%，只相当于全国平均水平的1/3；水重复利用率达到86%，比全国平均水平高出34个百分点。截止去年底，山东省已建成9500吨/日的海水淡化装置，占全国总量的57%，居全国首位。今年青岛市制订实施了“海水淡化产业化可行性方案”，除新建黄岛电厂3000吨/日低温多效蒸馏法海水淡化装置外，1万吨/日级的反渗透海水淡化装置可望年底开工建设。青岛市已在10多个行业推广使用海水达10亿立方米/年，替代淡水6000多万立方米/年。国家示范工程、20万立方米的海水冲厕小区已于今年下半年在青岛开工建设。

三、政府推动下的市场化、产业化运行机制正在形成

为贯彻落实科学发展观，加强海水利用工作，扩大海水利用规模，促进水资源可持续利用，保障*省经济社会又好又快发展，根据《国家海水利用专项规划》，结合*省实际，提出以下意见：

一、充分认识海水利用工作的重要性和紧迫性

（一）水资源短缺是制约*省经济社会发展的重要因素。水是人类社会赖以生存的基础性自然资源和实现可持续发展的战略性经济资源。*国人均水资源量为2200立方米，只有世界平均水平的1／4，被联合国列为世界上最缺水的13个国家之一。*省人均水资源量仅有328立方米，不到全国的1／6，属资源性缺水，且为极度缺水。按照*省“十一五”规划确定的经济发展速度预测，2010年，全省需要水资源311亿立方米，但可供水资源只有278亿立方米，即使加上南水北调13亿立方米，缺口仍达20亿立方米。随着工业化、城市化进程的加快，水资源短缺已成为制约*省经济社会可持续发展的瓶颈。

（二）海水利用是解决*省沿海地区水资源短缺的现实选择。*省沿海*、*、*、*、*、*、*7市在全省经济社会发展中占有重要地位，20*年实现的GDP占全省一半以上，但拥有的水资源总量却只有全省的1／3，水资源供需矛盾十分突出。虽可通过大力节水、提高水资源利用效率、跨区域调水等措施缓解水资源短缺矛盾，但难以从根本上解决淡水资源短缺问题。因此，走利用海水替代淡水的路子是解决沿海地区水资源短缺的现实选择。目前，全世界已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术，建设海水淡化厂1万多座，解决了1亿多人的用水问题。年直接利用海水超过7000亿立方米。加快海水开发利用是*省沿海地区一项十分重要而紧迫的任务，具有重大的现实意义和战略意义。

（三）*省具备发展海水利用的条件。*省东部半岛地区位于黄海、渤海之间，海岸线全长3121公里，占全国海岸线的1／6，具有发展海水利用得天独厚的自然条件。近年来，沿海各市在海水利用方面取得长足进展，海水利用能力逐步扩大，技术水平不断提高，海水利用产业初具规模。截至目前，全省已建海水淡化工程15处，淡化能力1.96万立方米／日，以反渗透和低温多效蒸馏为主的淡化技术日渐成熟。海水直接利用主要应用在电力、化工等领域，年利用海水30亿立方米。在海水化学资源综合利用方面，*省创出了“一水多用”的生产模式，走在了全国前列。

二、指导思想、基本原则和目标任务

水资源是经济社会发展的基础资源，对国民经济持续发展至关重要。淡水资源严重短缺，已引起国人广泛关注。

一、淡水资源短缺迫切需要发展海水利用产业

我国年均淡水资源总量为2.8万亿立方米，人均占有量是2200立方米，仅为世界平均值的四分之一左右，位列世界100位之后，被联合国列为13个最贫水国之一。我国沿海地区大部分城市人均水资源量低于500立方米/年，其中大连、天津、青岛、连云港等城市人均水资源量低于200立方米/年，处于严重缺水境地。淡水资源的供需矛盾制约着国民经济的快速发展，成为我国经济社会可持续发展的瓶颈。

海水占地球总储水量的97.2%。海水资源的利用能缓解我国沿海地区淡水资源的供需矛盾。通过海水淡化，可以增加我国淡水供应总量；海水作为工业冷却用水和工艺用水、生活用水（冲厕）、农业用水等，替代淡水资源，可以增加淡水资源相对供应量，达到科学开源的目的。

海水淡化从需求上讲，可作为沿海地区用水的第二水源、岛屿用水的第一水源，缓解沿海地区淡水紧缺局面，遏制部分地区因超采地下水造成的地面沉降和区域性地下漏斗面积增加，扭转生态环境的持续恶化。从经济上讲，也是比较合算的，譬如用远距离调水与海水淡化相比，据国外测算，当调水距离大于40千米时，其成本将超过海水淡化。具体到我国的实际情况，值得认真对比研究。

二、海水利用技术已具备产业发展条件

利用太阳能反渗碳透法淡化海水是八十年代初开的技术。本文阐明太阳能硅电池产生的电源直接用于反渗秀海水淡化系统，地域适应性强，流程简单，维护运行方便。生产1m3淡化耗电9kWh，反渗透产品水可作为饮用水或工农业生产用水。

一、前言

反渗透海水淡化运行的必要条件之一是需有驱动高压泵的电能。太阳光发电技术在海水淡化系统中的应用，使反渗透法能够在无商用电源或电力紧张的地区特别是海岛和沙漠地区淡化海水、苦咸水成为可能。

八十年代初，以太阳能电池为源的反渗海水淡化装置开始在世界上运行。本文以日本冲绳市濑户和因岛市细岛两个太阳能反透渗法海水淡化系统为例，阐述太阳能反渗透海水淡化系统的利用技术及其目前的水平，初步给出系统的有关设计参数与工艺流程，同时浅析太阳能反渗透海水淡化技术的可行性、实用性与经济性，从而展望太阳能反渗透海水淡化技术的前景。

二、冲绳市濑户太阳能反渗透法海水淡化系统

冲绳市濑户太阳能反渗透法海水淡化系统位于濑户离海岸较远的地带，由日立制造船有限公司于1982年底开始建造、1983年1月开始正式运转，日产水量15m3，反渗透产品水经后处理成饮料水。当时尚缺乏利用太阳光发电作为反渗透装置动力源的经验，因而该系统采用了太阳光发电负担装置的一半动力电源，另一半由商用电源以蓄电池方式供电。冲绳市太阳能发电为动力源的日产15m3海水淡化装置的太阳能电池与反渗透装置的概况分别列于表1、表2。

关键词：海水淡化,海水资源,淡水资源,可持续发展,水安全

一、全球性淡水资源短缺，水安全形势严峻

随着社会经济的高速发展和人口的急剧增加，21世纪，淡水资源危机必将成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题。

联合国有关文件指出：淡水资源短缺给人类生存带来危害。目前全球有10亿人未能用上洁净的水，24亿人缺乏充足的用水卫生设施，每年有500多万人死于同水有关的疾病。到2025年，全球将有35亿人面临水资源短缺，占全球人口的50%。

鉴于全球性淡水资源短缺和水安全保障的严峻形势，1993年第47届联合国大会确定每年的3月22日为"世界水日"，今年第11届的主题是"水棗人类的未来"。2002年12月联合国宣布启动"国际淡水年"计划，目的在于呼吁各国政府及民众，提高水资源开发对提高经济生产力、改善社会福利所起的作用以及水短缺问题的严重性的认识，制定新的战略与开发新的技术，实现水资源的可持续利用。

二、可持续发展的战略需要