海水淡化技術范文10篇

摘要：由于水資源緊缺問題日益突出，海水淡化技術的研究與開發將越來越顯得緊迫。海水淡化方法有很多種，本文主要介紹真空冷凍法、蒸餾法、電滲析法、反滲透法等。

關鍵詞：海水淡化；真空冷凍；蒸餾；反滲透

隨著世界各國經濟的高速發展以及人口的迅速增長和集中，世界各國對水的需求日益增加，而地球上的淡水資源非常有限，淡水資源缺乏已成為全球性的問題。在尋求淡水資源方面各國紛紛把目光投向大海。據統計目前世界已有100多個國家水，其中嚴重缺水的已達20個，嚴重影響著人類生存和社會發展［!］。海洋中水的儲量為1338×107億m3,占全球的96.8，有著巨大的水資源，如何把它變為能被人類利用的淡水，成為急需解決的問題。

海水淡化就是要將高鹽度的海水通過一系列的過程轉變為低鹽度的海水。目前海水淡化的主要方法有：1）真空冷凍—汽相冷凝海水淡化新技術是依據海水的三相點理論，使海水同時蒸發與結冰得一種低能耗，輕腐蝕結垢的海水淡化方法；2）蒸餾法工藝簡單易于實現，但存在能耗多、成本費用高的缺

點；3）反滲透海水淡化方法是膜分離法的一種，即利用反滲透膜的分離作用使海水脫鹽，過程中不存在相變，因此與蒸餾法相比能耗較低，有著很大的發展前途，成為世界高科技競相開發的熱點。

隨著海水淡化技術的提高及成本的大幅度下降，世界各地正在興建或計劃興建許多大型海水淡化工廠，一個海水淡化的新時代已經來臨。

一．全球水危機

21世紀將是水的世紀。20世紀初，國際上就有"19世紀爭煤、20世紀爭石油、21世紀爭水"的說法，第47屆聯合國大會更是將每年的3月22日定為"世界水日"，號召世界各國對全球普遍存在的淡水資源緊缺問題引起高度警覺。從全球范圍來看，根據聯合國統計，全球淡水消耗量20世紀初以來增加了約6-7倍，比人口增長速度高2倍，全球目前有14億人缺乏安全清潔的飲用水，即平均每5人中便有1人缺水。估計到2025年，全世界將有近1/3的人口（23億）缺水，波及的國家和地區達40多個，中國是其中之一。中國被聯合國認定為世界上13個最貧水的國家之一。我國淡水資源總量名列世界第六，但人均占有量僅為世界平均值的l/4，位居世界第109位，而且水資源在時間和地區分布上很不均衡，有10個省、市、自治區的水資源已經低于起碼的生存線，那里的人均水資源擁有量不足500立方米。目前我國有300個城市缺水，其中110個城市嚴重缺水，他們主要分布在華北、東北、西北和沿海地區，水已經成為這些地區經濟發展的瓶頸。2010年后，我國將進入嚴重缺水期，有專家估計，2030年前中國的缺水量將達到600億立方米。因此，為保證我國經濟的可持續發展，淡水資源問題的解決已迫在眉睫。

二．解決水危機的途徑--海水淡化

地球表面的2/3被水覆蓋，可謂水資源極為豐富，但地球上水的總儲量中97%是咸水(包括海水和苦咸水)，在余下的3%的淡水中，又有77%是人類難以利用的兩極冰蓋、冰川、冰雪。人類實際可利用的淡水只占全球水總量的0.7%，而且大部分屬于不可再生的枯竭性地下水。

解決淡水緊缺問題有很多途徑，核心原則是"開源節流"，地表水資源較豐富地區，可建蓄水工程；地表水資源貧乏地區，可實施跨流域調水；海水和苦咸水淡化；此外還有廢水利用、治理水污染、節約用水等。

"開源"方面，在我國，地下取水已受到越來越多的限制，為此幾十年來興建了一批大型蓄水工程和跨流域調水，并大力提倡和推動污水回用和水的再利用。但興建新的蓄調水工程，投資比過去大大增加，而跨流域引水則隨著調水距離越來越遠，調水成本越來越高，加上被引水地區的環境危害和間接經濟影響以及引水的質量問題，遠距離調水的傳統辦法正受到越來越多的質疑。而最為關鍵的是，這些措施并沒有從根本上增加淡水資源的總量，我國淡水緊缺的問題依然十分嚴峻。

摘要：由于水資源緊缺問題日益突出，海水淡化技術的研究與開發將越來越顯得緊迫。海水淡化方法有很多種，本文主要介紹真空冷凍法、蒸餾法、電滲析法、反滲透法等。

關鍵詞：海水淡化；真空冷凍；蒸餾；反滲透

隨著世界各國經濟的高速發展以及人口的迅速增長和集中，世界各國對水的需求日益增加，而地球上的淡水資源非常有限，淡水資源缺乏已成為全球性的問題。在尋求淡水資源方面各國紛紛把目光投向大海。據統計目前世界已有100多個國家水，其中嚴重缺水的已達20個，嚴重影響著人類生存和社會發展［!］。海洋中水的儲量為1338×107億m3,占全球的96.8，有著巨大的水資源，如何把它變為能被人類利用的淡水，成為急需解決的問題。

海水淡化就是要將高鹽度的海水通過一系列的過程轉變為低鹽度的海水。目前海水淡化的主要方法有：1）真空冷凍—汽相冷凝海水淡化新技術是依據海水的三相點理論，使海水同時蒸發與結冰得一種低能耗，輕腐蝕結垢的海水淡化方法；2）蒸餾法工藝簡單易于實現，但存在能耗多、成本費用高的缺

點；3）反滲透海水淡化方法是膜分離法的一種，即利用反滲透膜的分離作用使海水脫鹽，過程中不存在相變，因此與蒸餾法相比能耗較低，有著很大的發展前途，成為世界高科技競相開發的熱點。

隨著海水淡化技術的提高及成本的大幅度下降，世界各地正在興建或計劃興建許多大型海水淡化工廠，一個海水淡化的新時代已經來臨。

為緩解我省沿海和海島水資源短缺的困難,引導和培育海洋新興產業,省海洋經濟領導小組辦公室今年將海水淡化和綜合利用對策研究列為重點課題。為進一步了解國內海水淡化及綜合利用工作的最新進展，課題組于9月12日至16日赴北京、天津、青島等地考察調研，先后與國家海洋局科技司、海洋發展戰略研究所、天津海水淡化與綜合利用研究所和天津市發改委的領導及專家座談，并到天津泰達新水源科技開發有限公司、天津大港電廠海水淡化站、青島市黃島電廠和青島華歐集團海水淡化公司等企業實地考察。現將考察調研情況專報如下：

一、海水利用已成為國家優先發展產業

從去年9月開始，國家發改委會同國家海洋局著手編制《全國海水利用中長期專項規劃》，經與專家多次會商，將進入征求意見階段，有望年內出臺。專家指出，海水淡化及綜合利用是新興朝陽產業，在我國具有廣闊的發展前景，國家給予高度重視，將出臺一系列政策措施和剛性規定，來推動海水淡化及綜合利用向產業化方向發展。今年，國家發改委已將海水利用技術列入《當前國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術目錄》和《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》，組織國債資金支持海水淡化及綜合利用的科技攻關項目和環境資源示范項目。據了解，目前已有天津市開發區2萬噸/日級海水淡化項目、青島市黃島電廠2×1萬噸/日級（其中1萬噸/日采取蒸餾法、1萬噸/日采取反滲透法）項目、山東威海電廠2萬噸/日級海水淡化項目等獲得國家發改委批準建設，10至20萬噸/日級項目已在選項之中。國家海洋局近期開展了“908”工程專項招標，計劃從2004年至2009年投入19.8億元開展專項調查，其中包括海島及沿海地區淡水資源、大型用水企業等專項調查。專家指出，今后國家將重點支持海水利用大型化、產業化和綜合性的示范項目，支持天津市建設海水利用和節水型城市示范園區。建議浙江省將海水淡化作為海島的第一水源，建設國家級的示范園區。

二、天津、青島兩市走在全國前列

天津、青島兩市均位于北方沿海嚴重缺水地區，海水利用和節水工作受到兩市政府的高度重視。天津市已成立以戴相龍市長為組長的領導小組，辦公室設在市發改委。目前該委組織有關部門加緊編制“天津市節水型城市實施計劃”和“天津市海水淡化發展規劃”。在計劃安排的24個重點項目中，有一半是海水利用項目。計劃到2007年使海水淡化達到20萬噸/日，2010年達到50萬噸/日。北京方面還在天津考察調研海水淡化進京項目。天津市大力開發中水回用，節水工作也走在全國前例。今年上半年，萬元產值取新水25立方米，同比下降25%，只相當于全國平均水平的1/3；水重復利用率達到86%，比全國平均水平高出34個百分點。截止去年底，山東省已建成9500噸/日的海水淡化裝置，占全國總量的57%，居全國首位。今年青島市制訂實施了“海水淡化產業化可行性方案”，除新建黃島電廠3000噸/日低溫多效蒸餾法海水淡化裝置外，1萬噸/日級的反滲透海水淡化裝置可望年底開工建設。青島市已在10多個行業推廣使用海水達10億立方米/年，替代淡水6000多萬立方米/年。國家示范工程、20萬立方米的海水沖廁小區已于今年下半年在青島開工建設。

三、政府推動下的市場化、產業化運行機制正在形成

一．全球水危機

21世紀將是水的世紀。20世紀初，國際上就有"19世紀爭煤、20世紀爭石油、21世紀爭水"的說法，第47屆聯合國大會更是將每年的3月22日定為"世界水日"，號召世界各國對全球普遍存在的淡水資源緊缺問題引起高度警覺。從全球范圍來看，根據聯合國統計，全球淡水消耗量20世紀初以來增加了約6-7倍，比人口增長速度高2倍，全球目前有14億人缺乏安全清潔的飲用水，即平均每5人中便有1人缺水。估計到2025年，全世界將有近1/3的人口（23億）缺水，波及的國家和地區達40多個，中國是其中之一。中國被聯合國認定為世界上13個最貧水的國家之一。我國淡水資源總量名列世界第六，但人均占有量僅為世界平均值的l/4，位居世界第109位，而且水資源在時間和地區分布上很不均衡，有10個省、市、自治區的水資源已經低于起碼的生存線，那里的人均水資源擁有量不足500立方米。目前我國有300個城市缺水，其中110個城市嚴重缺水，他們主要分布在華北、東北、西北和沿海地區，水已經成為這些地區經濟發展的瓶頸。2010年后，我國將進入嚴重缺水期，有專家估計，2030年前中國的缺水量將達到600億立方米。因此，為保證我國經濟的可持續發展，淡水資源問題的解決已迫在眉睫。

二．解決水危機的途徑--海水淡化

地球表面的2/3被水覆蓋，可謂水資源極為豐富，但地球上水的總儲量中97%是咸水(包括海水和苦咸水)，在余下的3%的淡水中，又有77%是人類難以利用的兩極冰蓋、冰川、冰雪。人類實際可利用的淡水只占全球水總量的0.7%，而且大部分屬于不可再生的枯竭性地下水。

解決淡水緊缺問題有很多途徑，核心原則是"開源節流"，地表水資源較豐富地區，可建蓄水工程；地表水資源貧乏地區，可實施跨流域調水；海水和苦咸水淡化；此外還有廢水利用、治理水污染、節約用水等。

"開源"方面，在我國，地下取水已受到越來越多的限制，為此幾十年來興建了一批大型蓄水工程和跨流域調水，并大力提倡和推動污水回用和水的再利用。但興建新的蓄調水工程，投資比過去大大增加，而跨流域引水則隨著調水距離越來越遠，調水成本越來越高，加上被引水地區的環境危害和間接經濟影響以及引水的質量問題，遠距離調水的傳統辦法正受到越來越多的質疑。而最為關鍵的是，這些措施并沒有從根本上增加淡水資源的總量，我國淡水緊缺的問題依然十分嚴峻。

為緩解我省沿海和海島水資源短缺的困難,引導和培育海洋新興產業,省海洋經濟領導小組辦公室今年將海水淡化和綜合利用對策研究列為重點課題。為進一步了解國內海水淡化及綜合利用工作的最新進展，課題組于9月12日至16日赴北京、天津、青島等地考察調研，先后與國家海洋局科技司、海洋發展戰略研究所、天津海水淡化與綜合利用研究所和天津市發改委的領導及專家座談，并到天津泰達新水源科技開發有限公司、天津大港電廠海水淡化站、青島市黃島電廠和青島華歐集團海水淡化公司等企業實地考察。現將考察調研情況專報如下：

一、海水利用已成為國家優先發展產業

從去年9月開始，國家發改委會同國家海洋局著手編制《全國海水利用中長期專項規劃》，經與專家多次會商，將進入征求意見階段，有望年內出臺。專家指出，海水淡化及綜合利用是新興朝陽產業，在我國具有廣闊的發展前景，國家給予高度重視，將出臺一系列政策措施和剛性規定，來推動海水淡化及綜合利用向產業化方向發展。今年，國家發改委已將海水利用技術列入《當前國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術目錄》和《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》，組織國債資金支持海水淡化及綜合利用的科技攻關項目和環境資源示范項目。據了解，目前已有天津市開發區2萬噸/日級海水淡化項目、青島市黃島電廠2×1萬噸/日級（其中1萬噸/日采取蒸餾法、1萬噸/日采取反滲透法）項目、山東威海電廠2萬噸/日級海水淡化項目等獲得國家發改委批準建設，10至20萬噸/日級項目已在選項之中。國家海洋局近期開展了“908”工程專項招標，計劃從2004年至2009年投入19.8億元開展專項調查，其中包括海島及沿海地區淡水資源、大型用水企業等專項調查。專家指出，今后國家將重點支持海水利用大型化、產業化和綜合性的示范項目，支持天津市建設海水利用和節水型城市示范園區。建議浙江省將海水淡化作為海島的第一水源，建設國家級的示范園區。

二、天津、青島兩市走在全國前列

天津、青島兩市均位于北方沿海嚴重缺水地區，海水利用和節水工作受到兩市政府的高度重視。天津市已成立以戴相龍市長為組長的領導小組，辦公室設在市發改委。目前該委組織有關部門加緊編制“天津市節水型城市實施計劃”和“天津市海水淡化發展規劃”。在計劃安排的24個重點項目中，有一半是海水利用項目。計劃到2007年使海水淡化達到20萬噸/日，2010年達到50萬噸/日。北京方面還在天津考察調研海水淡化進京項目。天津市大力開發中水回用，節水工作也走在全國前例。今年上半年，萬元產值取新水25立方米，同比下降25%，只相當于全國平均水平的1/3；水重復利用率達到86%，比全國平均水平高出34個百分點。截止去年底，山東省已建成9500噸/日的海水淡化裝置，占全國總量的57%，居全國首位。今年青島市制訂實施了“海水淡化產業化可行性方案”，除新建黃島電廠3000噸/日低溫多效蒸餾法海水淡化裝置外，1萬噸/日級的反滲透海水淡化裝置可望年底開工建設。青島市已在10多個行業推廣使用海水達10億立方米/年，替代淡水6000多萬立方米/年。國家示范工程、20萬立方米的海水沖廁小區已于今年下半年在青島開工建設。

三、政府推動下的市場化、產業化運行機制正在形成

為貫徹落實科學發展觀，加強海水利用工作，擴大海水利用規模，促進水資源可持續利用，保障*省經濟社會又好又快發展，根據《國家海水利用專項規劃》，結合*省實際，提出以下意見：

一、充分認識海水利用工作的重要性和緊迫性

（一）水資源短缺是制約*省經濟社會發展的重要因素。水是人類社會賴以生存的基礎性自然資源和實現可持續發展的戰略性經濟資源。*國人均水資源量為2200立方米，只有世界平均水平的1／4，被聯合國列為世界上最缺水的13個國家之一。*省人均水資源量僅有328立方米，不到全國的1／6，屬資源性缺水，且為極度缺水。按照*省“十一五”規劃確定的經濟發展速度預測，2010年，全省需要水資源311億立方米，但可供水資源只有278億立方米，即使加上南水北調13億立方米，缺口仍達20億立方米。隨著工業化、城市化進程的加快，水資源短缺已成為制約*省經濟社會可持續發展的瓶頸。

（二）海水利用是解決*省沿海地區水資源短缺的現實選擇。*省沿海*、*、*、*、*、*、*7市在全省經濟社會發展中占有重要地位，20*年實現的GDP占全省一半以上，但擁有的水資源總量卻只有全省的1／3，水資源供需矛盾十分突出。雖可通過大力節水、提高水資源利用效率、跨區域調水等措施緩解水資源短缺矛盾，但難以從根本上解決淡水資源短缺問題。因此，走利用海水替代淡水的路子是解決沿海地區水資源短缺的現實選擇。目前，全世界已有120多個國家和地區在應用海水淡化技術，建設海水淡化廠1萬多座，解決了1億多人的用水問題。年直接利用海水超過7000億立方米。加快海水開發利用是*省沿海地區一項十分重要而緊迫的任務，具有重大的現實意義和戰略意義。

（三）*省具備發展海水利用的條件。*省東部半島地區位于黃海、渤海之間，海岸線全長3121公里，占全國海岸線的1／6，具有發展海水利用得天獨厚的自然條件。近年來，沿海各市在海水利用方面取得長足進展，海水利用能力逐步擴大，技術水平不斷提高，海水利用產業初具規模。截至目前，全省已建海水淡化工程15處，淡化能力1.96萬立方米／日，以反滲透和低溫多效蒸餾為主的淡化技術日漸成熟。海水直接利用主要應用在電力、化工等領域，年利用海水30億立方米。在海水化學資源綜合利用方面，*省創出了“一水多用”的生產模式，走在了全國前列。

二、指導思想、基本原則和目標任務

利用太陽能反滲碳透法淡化海水是八十年代初開的技術。本文闡明太陽能硅電池產生的電源直接用于反滲秀海水淡化系統，地域適應性強，流程簡單，維護運行方便。生產1m3淡化耗電9kWh，反滲透產品水可作為飲用水或工農業生產用水。

一、前言

反滲透海水淡化運行的必要條件之一是需有驅動高壓泵的電能。太陽光發電技術在海水淡化系統中的應用，使反滲透法能夠在無商用電源或電力緊張的地區特別是海島和沙漠地區淡化海水、苦咸水成為可能。

八十年代初，以太陽能電池為源的反滲海水淡化裝置開始在世界上運行。本文以日本沖繩市瀨戶和因島市細島兩個太陽能反透滲法海水淡化系統為例，闡述太陽能反滲透海水淡化系統的利用技術及其目前的水平，初步給出系統的有關設計參數與工藝流程，同時淺析太陽能反滲透海水淡化技術的可行性、實用性與經濟性，從而展望太陽能反滲透海水淡化技術的前景。

二、沖繩市瀨戶太陽能反滲透法海水淡化系統

沖繩市瀨戶太陽能反滲透法海水淡化系統位于瀨戶離海岸較遠的地帶，由日立制造船有限公司于1982年底開始建造、1983年1月開始正式運轉，日產水量15m3，反滲透產品水經后處理成飲料水。當時尚缺乏利用太陽光發電作為反滲透裝置動力源的經驗，因而該系統采用了太陽光發電負擔裝置的一半動力電源，另一半由商用電源以蓄電池方式供電。沖繩市太陽能發電為動力源的日產15m3海水淡化裝置的太陽能電池與反滲透裝置的概況分別列于表1、表2。

水資源是經濟社會發展的基礎資源，對國民經濟持續發展至關重要。淡水資源嚴重短缺，已引起國人廣泛關注。

一、淡水資源短缺迫切需要發展海水利用產業

我國年均淡水資源總量為2.8萬億立方米，人均占有量是2200立方米，僅為世界平均值的四分之一左右，位列世界100位之后，被聯合國列為13個最貧水國之一。我國沿海地區大部分城市人均水資源量低于500立方米/年，其中大連、天津、青島、連云港等城市人均水資源量低于200立方米/年，處于嚴重缺水境地。淡水資源的供需矛盾制約著國民經濟的快速發展，成為我國經濟社會可持續發展的瓶頸。

海水占地球總儲水量的97.2%。海水資源的利用能緩解我國沿海地區淡水資源的供需矛盾。通過海水淡化，可以增加我國淡水供應總量；海水作為工業冷卻用水和工藝用水、生活用水（沖廁）、農業用水等，替代淡水資源，可以增加淡水資源相對供應量，達到科學開源的目的。

海水淡化從需求上講，可作為沿海地區用水的第二水源、島嶼用水的第一水源，緩解沿海地區淡水緊缺局面，遏制部分地區因超采地下水造成的地面沉降和區域性地下漏斗面積增加，扭轉生態環境的持續惡化。從經濟上講，也是比較合算的，譬如用遠距離調水與海水淡化相比，據國外測算，當調水距離大于40千米時，其成本將超過海水淡化。具體到我國的實際情況，值得認真對比研究。

二、海水利用技術已具備產業發展條件

關鍵詞：海水淡化,海水資源,淡水資源,可持續發展,水安全

一、全球性淡水資源短缺，水安全形勢嚴峻

隨著社會經濟的高速發展和人口的急劇增加，21世紀，淡水資源危機必將成為僅次于全球氣候變暖的世界第二大環境問題。

聯合國有關文件指出：淡水資源短缺給人類生存帶來危害。目前全球有10億人未能用上潔凈的水，24億人缺乏充足的用水衛生設施，每年有500多萬人死于同水有關的疾病。到2025年，全球將有35億人面臨水資源短缺，占全球人口的50%。

鑒于全球性淡水資源短缺和水安全保障的嚴峻形勢，1993年第47屆聯合國大會確定每年的3月22日為"世界水日"，今年第11屆的主題是"水棗人類的未來"。2002年12月聯合國宣布啟動"國際淡水年"計劃，目的在于呼吁各國政府及民眾，提高水資源開發對提高經濟生產力、改善社會福利所起的作用以及水短缺問題的嚴重性的認識，制定新的戰略與開發新的技術，實現水資源的可持續利用。

二、可持續發展的戰略需要