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海水淡化技术以及我国发展现状
摘要：文章介绍了海水淡化方面各种技术方法以及我国海水淡化发展和现状。
关键词：海水淡化 技术方法 发展历程 现状
目前，淡水资源紧缺已发展为一个全球性的问题，联合国曾多次向世界发出警告:除非各国采取有力措施，否则到2025年世界将有大概三分之一的人口(约23亿)得不到安全的饮用水供应。 我国水资源丰富，但人均水资源较少。目前经济快速发展，人民生活水平不断提升，原有的水量已无法满足日益增长的生产和生活的需求，而且人们对水质的要求越来越严格，加之国内水资源存在开采无度、空间分布不均、污染及浪费严重的问题，水资源供需出现了严重的不平衡，淡水资源短缺已在很大程度上对我国经济及社会发展造成了不利影响。
鉴于此，我国开始致力于海水资源的开发和利用。我国拥有310×106km2的海洋面积，海岸线范围在1180×104km左右，所以通过海水淡化技术把海水资源转化成人们生产、生活中所需的淡水资源，从而使我国水资源短缺的状况得以缓解，尤其应该确保岛屿及沿海城镇的淡水充足。通过常年的实践发现，海水淡化是经济可行的。
1 海水淡化技术
海水淡化又称海水脱盐，是从海水中获取淡水的技术和过程。将海1·水中的盐分去除或从海水中提取淡水，都能使海水淡化。
可利用反渗透法、冷冻法、电渗析和蒸馏法[1～3]等从海水中提取淡水。若是商业用途，则利用蒸馏法和反渗透将海水淡化。 1.1 冷冻法
冷冻法即在海水结冰时，盐分被排除在冰晶之外，冰晶经洗涤、分离和融化等处理就能转化为淡水，通过上述原理完成海水淡化。冷冻法涵盖了冰晶的形成、洗涤、分离、融化等环节。其中，可通过人工冷冻法及天然冷冻法形成冰晶，人工冷冻法又包括直接冷冻法及间接冷冻法。间接冷冻法的传热面积较大，且不具备较高的传热效率，因此，在实践中应用面较窄。 1.1.1 天然冷冻法
纬度高的地区，可利用冬天低温的有力条件达到海水冷冻结冰的效果，取冰融化而获取淡水。即使海水在结冰后会将很多盐分排除在冰晶之外，但形成海冰时仍有一部分海水掺杂其中，经过简单分离便可以用于工农业生产及生活饮用。我国环渤海地区地处较高纬度区域，在重冰年可采海冰作为淡水资源，可缓解环渤海地区缺水的现况。
1.1.2 人工冷冻法
人工冷冻法是采用人工降温方法使得海水冷冻结冰，再融化得到海水的方法。其中包括直接冷冻法及间接冷冻法。按照所用冷冻剂的种类，直接冷冻法又包括真空蒸发式直接冷冻法及冷媒直接接触冷冻法，这里就不一一介绍。 1.2 蒸馏法
蒸馏法就是把水蒸发留下盐，再使水蒸气冷凝为液态淡水。蒸馏法相似于海水制盐的过程，为宜不同的是蒸馏后最终的目的是淡水。蒸馏法海水淡化技术是把海水通过热能转化为优质淡水，它包括的技术有压汽蒸馏、低温多效和多级闪蒸。蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡化技术。 1.2.1 低温多效蒸馏法
低温多效蒸馏海水淡化技术，指的是盐水的最高蒸发温度不超过70℃的海水淡化技术，其特点是将一系列的垂直管降膜蒸发器或水平管降膜蒸发器串联起来，将其分成多个效组，用一定量的蒸汽输入通过多次的冷凝及蒸发，得到超过加热蒸汽量的蒸馏水几倍的海水淡化技术。 1.2.2 多级闪蒸法
多级闪蒸[4]海水淡化技术，是通过闪蒸原理将海水淡化的工艺过程，在本世纪60年代初已趋于成熟，是当前主流的淡化技术。所谓的闪蒸是使热原料水引入到一个压力较低的空间内，由于环境压力低于受热原料水的温度所对应的饱和蒸汽压，此时原料水过热水而急速地部分汽化，产生蒸汽，经冷凝而变成淡水。通过该原理可做成多级闪蒸海水淡化装置。可扩大该淡化装置的规模，使其成为大型海水淡化工厂，也可毗邻热电厂，通过热电厂的余热对海水加热，这种水电联产的模式在很大程度上可节约大量生产成本，目前多数大型海水淡化厂均使用了该方法。 1.2.3 压汽蒸馏法
压汽蒸馏海水淡化技术，指的是海水经预热环节进入蒸发器，在蒸发器内部分蒸发，压缩机将由此产生的二次蒸汽压缩，使压力提高后引入蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，从而达到循环利用热能的目的。 1.3 反渗透法
反渗透海水淡化法是二十世纪六十年代后期发展起来的一项新技术。渗透属一种物理现象，若用一张“半透膜”将含盐类浓度不同的两种水隔开，只允许淡水通过而阻止盐分通过，就会发现盐含量较少的水分会透过膜渗到盐含量较高的水中，但所含的盐分并未渗透，直到两方含盐浓度相同为止。但这个过程需要的时间较长，也将这个过程叫做自然渗透。若在盐含量较高的水的一侧，施加一定的压力，可阻止渗透，而这个压力叫做渗透压力。若再加大施压，水就会出现反方向渗透，而剩下盐分。所以，反渗透淡化法就是在原水等含盐的水中，施加大于自然渗透压力的压力，产生反方向渗透，将原水中的水分子压至膜的另一边转化为洁净的水，将水中含的盐分去掉，以上为反渗透淡化法的原理。
反渗透膜、高压泵和能量回收三部分构成了反渗透的主体设施。若压力够大，除水分子外，几乎可以将水中有机物质、其他矿物质和各种离子拒之膜外，再通过高压水流将其冲出，最后渗透至另一面的就是纯净、卫生、安全的水。节约能源是反渗透法的一大特点，若生产同等质量的淡水，使用反渗透法的能源消耗只达到蒸馏法的1/40。所以自1974年以后，许多发达国家都将反渗透法作为海水