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这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。
在通常情况下，半透膜允许溶液中的溶剂通过，而不允许溶质透过。
由于海水含盐高，如果用半透膜将海水与淡水隔开，淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧，从而使海水一侧的液面升高，直到一定的高度产生压力，使淡水不再扩散过来。
这个过程是渗透。
在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。
常识告诉我们，水在常温常压下要加热到100℃才沸腾，产生大量的水蒸气。
传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。
而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的真空蒸馏室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气。
许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。
如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了。
现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏法。
在西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。
水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。
1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨
的海水淡化厂；
在另一个西亚国家科威特，每天也可以生产淡水100万吨。
波斯湾沿岸地区，有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%—90%。
二、海水淡化方法及主要技术
现代意义上的海水淡化则是在第二次世界大战以后才发展起来的。
战后由于国际资本大力开发中东地区石油，使这一地区经济迅速发展，人口快速增加，这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增。
而中东地区独特的地理位置和气候条件，加之其丰富的能源资源，又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择，并对海水淡化装置提出了大型化的要求。
在这样的背景下，20世纪60年代初，多级闪蒸海水淡化技术应运而生，现代海水淡化产业也由此步入了快速发展的时代。
海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区，但并不局限于该地区。
由于世界上70％以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。
最新资料表明，到2003年止，世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂，其生产能力达到日产淡水3600万吨。
目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区，淡化水大约养活世界5％的人口。
海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题，普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。
1、冷冻法
冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。
冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多；
而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。
真空冷冻海水淡化法工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等步骤，海水淡化水产品可达到国家饮用水标准，是一种较理想的海水淡化法。
冷冻海水淡化法原理
海水三相点是使海水汽、液、固三相共存并达到平衡的一个特殊点。
若压力或温度偏离该三相点，平衡被破坏，三相会自动趋于一相或两相。
真空冷冻法海水淡化正是利用海水的三相点原理，以水自身为制冷剂，使海水同时蒸发与结冰，冰晶再经分离、洗涤而得到淡化水的一种低成本的淡化方法。
与蒸馏法、膜海水淡化法相比，冷冻海水淡化法能耗低，腐蚀、结垢轻，预处理简单，设备投资小，并可处理高含盐量的海水，是一种较理想的海水淡化法。
冷冻海水淡化法工艺
冷冻海水淡化法工艺之脱气由于海水中溶有的不凝性气体在低压条件下将几乎全部释放,且又不会在冷凝器内冷凝。
这将升高系统的压力，使蒸发结晶器内压力高于二相点压力，破坏操作的进行。
显然减压脱气法适合本系统。
冷冻海水淡化法工艺之预冷海水脱气后可与蒸发结晶器内排出的浓盐水和淡化水产生热交换，预冷至海水的冰点附近。
海水淡化法工艺之温度和压力
它们是影响海水蒸发与结冰速率的主要因素。
海水淡化法工艺之冰—盐水是一固液系统普通的分离方法均可使冰—盐水得到分离，但分离方法不同，得到的冰晶含盐量也不同。
实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。
海水淡化法工艺之蒸汽冷凝在蒸发结晶器内，除海水析出冰晶以外，还将产生大量的蒸汽，这些蒸汽必须及时移走，才能使海水不断蒸发与结冰。
2、反渗透法
通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。
该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。
在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。
此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。
如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。
反渗透法的最大优点是节能。
它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。
因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。
反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，廉价高效预处理技术，增强系统抗污染能力等。
3、太阳能法
人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。
馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。
由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。
目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。
与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。
太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
太阳能蒸馏法就是采用简单的太阳能蒸馏器。
该蒸馏器由一个水槽组成，水槽内有一个黑色多孔的毡心浮洞，槽顶上盖有一块透明、边缘封闭的玻璃覆盖层。
太阳光穿过透明的覆盖层投射到黑色绝热的槽底，转换为热能。
因此，塑料芯中的水面温度总是高于透明覆盖层底的温度，水从毡芯蒸发，蒸汽扩散到覆盖层上冷却为液体，排入不透明的蒸馏槽中。
4、低温多效
低温多效蒸馏淡化技术的概念低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于７０℃的淡化技术，其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。
多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。
其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。
低温多效蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率等。
一种低温多效蒸馏法海水淡化设备，包括供汽系统、布水系统、蒸发器、淡水箱及浓水箱，供汽系统的生蒸汽入口置于中间效蒸发器上。
工作方法为：
（１）布水系统对海水进行喷淋；
（２）输入生蒸汽到中间效蒸发器的蒸发管内部；
（３）蒸汽在蒸发管内冷凝传出热量，蒸发管外吸收热量产生蒸发；
（４）新蒸汽输送至其两侧的蒸发管内.管外吸收热量、产生蒸发；
（６）各效蒸发器重复蒸发和冷凝过程；
（７）蒸馏水进入淡水箱；
（８）浓盐水进入浓水箱。
5、多级闪蒸
所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。
多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。
目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采用。
多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗，提高传热效率等。
6、电渗析法
该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。
离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。
电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。
电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。
此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。
7、压汽蒸馏
压汽蒸馏海水淡化技术，是海水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。
所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。
蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。
8、露点蒸发法
露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。
它基于载气增湿和去湿的原理，同时回收冷凝去湿的热量，传热效率受混合气侧的传热控制。
露点蒸发淡化技术是以空气为载体,通过用海水或苦咸水对其增湿和去湿来制得淡水,并通过热传递将去湿过程与增湿过程耦合,使冷凝潜热直接传递到蒸发室,为蒸发盐水提供汽化潜热,以提高过程的热效率。
建立了有效传热面积分别为9.6m~2和2.75m~2的两台增湿/去湿耦合的露点蒸发淡化设备。
建立了相应的实验装置和计算机数据采集系统。
分别成功地完成了露点蒸发淡化基本流程与参数相关性实验以及强化传热/传质淡化实验。
9、水电联产
水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。
由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。
国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。
10、热膜联产
热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式（即MED-RO或MSF-RO方式），满足不同用水需求，降低海水淡化成本。
目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为45.4万立方米，其中，MSF日产水28.4万立方米，RO日产水17万立方米。
其优点是：
投资成本低，可共用海水取水口。
RO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。
此外，以上方法的其他组合也日益受到重视。
在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝对的，要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。
实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。
就主要工艺过程来说，包括海水预处理、淡化（脱盐）、淡化水后处理等。
其中预处理是指在海水进入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、除掉悬浮物（对反渗透法），或脱气（对蒸馏法），添加必要的药剂等；
脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分，是整个淡化系统的核心部分，这一过程除要求高效脱盐外，往往需要解决设备的防腐与防垢问题，有些工艺中还要求有相应的能量回收措施；
后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮运等处理。
海水淡化过程无论采用哪种淡化方法，都存在着能量的优化利用与回收，设备防垢和防腐，以及浓盐水的正确排放等问题。
海水淡化技术的发展与工业应用，已有半个世纪的历史，在此期间形成了以多级闪蒸、反渗透和多效蒸发为主要代表的工业技术。
专家普遍认为，今后三、四十年在工业应用上，仍将是这三项技术“唱主角”，但反渗透的比重将越来越大。
从地区上来讲，中东海湾国家仍将以多级闪蒸为首选，因为它具有大型化和超大型化（单台设备产水量目前已高达日产淡水4～5万吨）、适应于污染重的海湾水以及预处理费用低的优势；
然而在中东以外地区将以反渗透或膜法为首选，因为膜法的能耗和成本都具有优势，以北美地区为例，近期的发展已经表明，在淡化和水处理方面都将以膜法为主。
三、部分国家海水淡化发展现状概述
海水淡化是解决淡水资源短缺的重要途径。
海水淡化技术，经过半个多世纪的发展，其技术已经成熟。
目前，反渗透法（RO）和多级闪蒸法（MSF）是两种用得最多的方法，MSF技术最为成熟，在海湾国家采用较多，RO的技术发展速度最快，是一种高效节能的技术。
目前，世界上已有40多个国家和地区开展了海水淡化工作，海水淡化已经成为或正在规划成为日本、美国、以色列、新加坡、西班牙、加勒比海各岛国等水资源的重要组成部分。
1、美国
美国政府于1950年代成立盐水局（OfficeofSalineWater），进行淡化技术应用研究，1974年后转为资源技术局，不断推进水资源和脱盐技术的进步。
美国已兴建与规划兴建的代表性海水淡化厂列表1如下。
表1、美国已兴建与规划兴建的代表性海水淡化厂
地点
厂名
产量（吨/天）
供水年份
供水价格（新台币/吨）
Tempa,Florida
TempaBayWater
94,500
2005
18.2
HuntingtonBeach,CA
PoseidonResources
189,000
2006
－
Freeport,Texas
BrazosRiverAuthority
95,000
Carlsbad,CA
SanDiegoCountyWaterAuthority
2007
24.4
LosAngeles,CA
L.A.Dept.ofWater&
Power
45,000
2008
27.7
WestBasinMunicipalWaterDistrict
75,600
24.0
LeeCounty,Florida
SouthFloridaWaterManagementDistrict
37,800～113,400
资料来源：
2、日本
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。
日本海水淡化厂主要应用在工业用水（以发电厂和锅炉用水为主）及离岛地区生活用水。
1968年，日本建造了第一座民用海淡厂，至2001年，日本共有369座日产量500吨以上的海水淡化厂，每日可供应777,967吨的淡化水，其中347座供应工业用水，占总厂数的94%，供应民用水的仅22座，约占总厂数的6%。
在投资金额方面，工业用淡化厂总投资金额占总额的77.8%。
位于冲绳岛的日产40,000吨淡水的逆渗透式海水淡化厂是目前日本最大规模的民用海水淡化厂，该厂总投资金额约347亿日元，由中央政府补助85%，每日供水40,000吨。
福冈市1978年及1994年曾遭遇干旱缺水，加上人口及用水量持续增加，福冈市水道局为寻求可靠且有效的水源，决定建造海水淡化设施。
水道局于1997年完成规划，决定以逆渗透淡化方式，兴建日产5万吨的海水淡化厂。
1999年，厚生省批准兴建计划，2000年，福冈大林海水淡化厂以统包方式开始兴建，于2005年6月1日开始供水。
3、新加坡
新加坡由于自然水资源短缺，一半以上的水源来自马来西亚西部地区。
新加坡早在20世纪70年代就研究海水淡化科技，但因为成本太高，直到1990年代初期，新加坡公共事业委员会（PUB）才开始规划由民间企业供应淡化水项目，决定以BOO方式（建设－拥有－运营）兴建1座日产13.6万吨的海水淡化厂。
2003年6月，新加坡斥资两亿新元兴建首座海水淡化厂新泉（SingSpring），由星泉公司以每吨0.78元新币的售价，每天提供13.6万吨的淡化水给PUB。
该厂采用反向逆渗透薄膜科技，生产可靠安全且符合世界卫生组织和PUB食用水安全标准的淡水。
该厂已于2005年9月开始供水，可满足新加坡10%的用水需求。
4、以色列
以色列是一个干旱少雨、水资源极度缺乏的国家，沙漠地区约占国土总面积的2/3，集中在南部地区。
根据以色列水资源委员会的“以色列水资源供需预测（1998-2020）”（表2），到2020年，以色列的咸水和海水淡化都要有显着增加，其中海水淡化量相对1998年水平更是增加20倍，达到年产淡水2亿吨的水平，占总供水能力的近8%。
表2、1998～2020年以色列水资源供需预测
年份
人口（百万）
地表水
地下水
地下咸水
污水处理再利用
海水淡化
合计
1998
6.0
640
1050
140
260
10
2100
2010
7.4
645
165
470
100
2430
2020
8.6
660
1075
180
565
200
2680
以色列水资源委员会,1998
以色列年用水需求量约20亿吨，但水资源供给仅有16亿吨，不足部分则以污水回收再利用及海水淡化补充。
按以色列水资源委员会的规划，将在20年内再建8个海水淡化厂，以供应民用及工业用水。
在兴办方式上，多采用BOOT（兴建-营运-拥有-移转）或BOO（兴建-营运-拥有）模式，承包商往往是私人企业家。
政府对初期投资给予支持并在合同中确定工厂生产后由政府保证的最低购买量，以降低投资者的风险。
5、西班牙
西班牙是欧洲最干旱的国家之一，每逢夏季，数百万游客云集在西班牙沿海度假胜地避暑消夏，消费了大量的水资源，是世界上第五大水消费国。
由于气候和自然等多方面的原因，水在西班牙一直是稀缺资源。
西班牙1965年就建成了第一家海水淡化厂，目前有3000家海水淡化厂在运转，700家日产量超过800.000m3，占世界市场的25%。
现在，西班牙在废水再利用、工业用水处理和海水淡化等领域有技术优势和实践经验，而且是反渗透海水淡化装置第二大国。
最近，西班牙又在地中海沿岸陆续推出三座节能型大规模海水淡化厂，提供该地区生活、工业及农业用水，详见表3。
表3、西班牙在地中海的三座海水淡化厂情况
产量（m3/天）
单位产水整厂用电量（Kwh/m3）
Carboneras
120,000
4.08
SanPedrodelPinatar
85,000
4.30
CampodeCartagena
140,000
3.13
根据2001年西班牙的水资源计划，西班牙在2001年后的8年投资了200亿欧元，新建41家海水淡化厂。
到2015年，海水淡化日产量将达1,300,000m3。
四、国外海水淡化技术的发展及启示
1、现状
海水淡化是解决淡水资源短缺的重要途径，愈来愈得到一些沿海国家的高度重视，因此海水淡化技术的发展也是十分迅速的。
尤其在中东地区和一些岛屿地区，淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用。
以色列70%的饮用水源来自于海水淡化水，2005年日产海水淡化水量达73.8万立方米；
阿联酋饮用水主要依赖海水淡化水，2003年日产海水淡化水量达546.6万立方米；
意大利西西里岛有500万居民，2005年日产海水淡化水量为13.5万立方米，约占全部可饮用水源的15%～20%。
目前全球海水淡化市场的年成交额已达到数十亿美元。
着名的海水淡化公司有：
法国Sidem公司、英国Weir热能公司、韩国斗山重工公司、以色列IDE公司、意大利Fisia公司等。
截止到2003年12月，全球已有130多个国家应用海水淡化技术，海水淡化日产水量约3775万立方米。
其中，80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。
多级闪蒸、低温多效和反渗透是当今海水淡化三大主流技术。
伴随海水淡化技术的发展和社会需求量加大，海水淡化工厂的淡化规模不断扩大。
其规模从最初的日产几百立方米，发展到现在的日产几十万立方米。
目前，世界上最大的多级闪蒸海水淡化厂是沙特阿拉伯的shuaiba海水淡化厂，日产淡水46万立方米；
世界上最大的低温多效海水淡化厂是阿联酋TaweelahA1海水淡化厂，日产淡水24万立方米；
世界最大的反渗透海水淡化厂是以色列南部地中海岸工业区的阿什凯隆海水淡化厂，日产淡水33万立方米。
不久前，韩国斗山公司签约承建了世界上最大的沙特阿拉伯热膜耦合海水淡化厂，计划2009年建成，日产淡水88万立方米。
在海水淡化规模不断扩大的同时，成本也逐渐降低。
其中，典型的大规模反渗透海水淡化吨水成本已从1985年的1.02美元降至2005年的48美分。
且在成本的组成上，运行及维护、能源消费和投资成本均逐年下降。
目前，国外每吨淡化水出厂价格一般为0.6美元～0.9美元。
2、海水淡化技术发展的趋势
水电联产、热膜联产等多种技术集成是目前世界上海水淡化技术主要的发展趋势。
热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式（即MED-R
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