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海水淡化产能及成本的挑战  

2014-05-08 11:16:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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来源:人民日报 

随着全球水资源危机的不断加剧,在解决缺水的问题上,人们把目光越来越多地投向了海洋。海水淡化已经部分化解了地球淡水资源的短缺。

海水淡化又被称为海水脱盐,其历史可以追溯到公元前1400年。在那个时候,人类开始尝试通过加热海水、冷却水蒸气的方法获得可饮用的淡水。据记载,公元200年的时候,人们已经开始在远洋船上安装简单的淡化装置,以解决船员的饮水问题。20世纪中后期,海水淡化技术得到了加速发展。虽然因地域不同、水质差异、海水淡化技术的处理工艺有所不同,并导致成本各异,但随着这一技术的进步和规模化发展,海水淡化的成本大幅降低。

如今,海水淡化可以通过物理、化学等方法实现。按照处理方式的不同,通常分为两大类:一类是从海水中取出淡水,主要包括蒸馏法、反渗透法、冷冻法、水合物法和溶剂萃取法;另一类靠除去海水中的盐分来获取淡水,具体的方法主要有离子交换法、电渗析法等。

中东地区的阿拉伯联合酋长国、沙特阿拉伯、科威特、以色列等,是全球最早尝试利用海水淡化的国家。其中沙特、以色列等国70%的淡水资源都来自于海水淡化。目前,北非、欧洲、中北美洲、东南亚一带国家海水淡化应用程度也很高,而一些海岛国家如马尔代夫,几乎完全依赖于海水淡化水。根据国际脱盐协会统计,截至2013年8月,全球淡化工程总装机容量已达到8093万吨/日,解决了全球2亿多人的饮用水问题。

作为世界上最缺水的国家之一,中国人均水资源占有量仅为世界人均水资源占有量的1/4。目前,我国已掌握世界主流的低温多效蒸馏和反渗透海水淡化技术,是少数能够完整自主设计建设海水淡化工程的国家之一,一些海水淡化装置已经成功出口海外。目前,我国海水淡化的总体规模已从30年前的每天产水200吨,发展到现在的约77万吨,最大海水淡化工程已达到20万吨/日。

商业化应用的海水淡化技术包括蒸馏法和反渗透法。蒸馏法是一种古老的淡化方法,其过程类似海水受热蒸发形成云,云遇冷形成雨的过程。反渗透法海水淡化的关键是反渗透膜,它是一种只允许水透过、不允许盐透过的半透膜。若对海水一侧施加足够的压力,其中的淡水将透过半透膜渗透到另一侧,这就如同一只特殊的过滤筛子,在压力下过滤掉了水留下了盐。

提高设备单机产水能力、继续降低淡化水成本,是海水淡化技术目前的主要挑战。不同淡化技术间的集成耦合,特别是与太阳能、风能等可再生能源的结合,从而实现工艺节能降耗,是未来海水淡化技术的发展趋势。

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