前言：中文期刊网精心挑选了海水淡化的化学方法范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
海水淡化的化学方法范文1
水资源短缺是当今全球面临的最大的挑战之一。在下一世纪，人类所面临的水危机将比能源匮乏对人类活动的影响更大。据估计，世界上有五分之一的人口没有获得安全饮用水，而有超过三分之一的人口居住在供水紧张的国家；由于相对于水资源的人口迅速增长，这一比例仍将会增加，预计到2025年，这一数字会上升到三分之二。那些生活在沿海社区、干旱地区、以及其他供水有问题地区的人们正在寻找解决其水资源短缺问题的办法。地球表面有70%被海水覆盖，有前景的饮用水来源之一正是世界上几乎取之不尽的海水，而海水淡化也正在证明其自身是一个日益可行的解决方案。
海水淡化（脱盐）是指一种过程，该过程去除盐水或半盐水中的盐及其他矿物质，以生产饮用水，或者是用于灌溉和工业用的水。在过去十年，全球海水淡化市场呈现出上升趋势，水资源紧张国家的海水淡化设施建设大幅增长。Visiongain公司确认2012年全球海水淡化市场的价值达到了183.7亿美元。而GBI research公司预测，2010到2020年间，全球海水淡化累积合同市场容量有10.5%的年复合增长率，预计到2020年，全球海水淡化技术市场将超过520亿美元。
本文将从全球海水淡化市场的现状、先进技术和材料、所用能源以及对环境的影响等方面，探讨海水淡化技术未来的发展。
当前海水淡化市场及常用技术
海水淡化在亚洲和太平洋国家被广泛接受，如中国、印度和澳大利亚，在那里有大量人口居住在淡水资源有限的沿海地区。在北美地区海水淡化也有抬头，美国几乎所有的州都有海水淡化厂，其中大多数专门为工业用途设计。在欧洲，海水淡化主要用于市政目的，但在工业上的应用也在增加。西班牙是世界上顶尖的五个海水淡化国家之一。在欧洲，特别是西班牙的旅游业的增长，也推动了其提高海水淡化能力的需求。
2012年年中，全球饮用水的生产能力为8千万m3/天，而其中多数是在中东和北非地区。到2016年，全球通过海水淡化生产的水预计将超过380亿m3每年。目前全球产能的三分之二处理海水，另三分之一使用淡盐自流水。
中东地区在海水淡化市场占主导地位，并有望继续扩大其在海水淡化方面的种种努力。全球主要海水淡化国家包括沙特阿拉伯、美国、阿联酋、西班牙、科威特、阿尔及利亚、中国、卡塔尔、日本、澳大利亚和印度。世界上最大的海水淡化厂是位于阿拉伯联合酋长国的Jebel Ali海水淡化厂二期，其生产能力为94.8万m3/天。
当前主要的海水淡化技术有反向和正向渗透、多效蒸馏（MED）、多级闪蒸（MSF）、电渗析（ED）、电渗析逆转（EDR）和去离子（EDI）、替代和混合海水淡化。目前全球有超过14000个海水淡化厂，反向渗透厂主导市场，它占2011年全球产能的60%；在这之前最突出的是使用蒸汽的多级闪蒸热过程，2011年，多级闪蒸占全球产能的26%。就地区而言，反向渗透仍然在北美地区占主导地位，欧洲、澳大利亚和大洋洲都青睐反向渗透技术，但亚洲更倾向于使用反向渗透和多级闪蒸技术，并且多级闪蒸技术主导非洲。
至今为止，反向渗透是最节能的海水淡化技术，也是任何新的海水淡化技术的比较基准，其过程的核心是半透膜，它具有从海水中分离出纯净水的能力。业内人士预计反向渗透技术细分市场有望最具成长性，到2020年将达到394.6亿美元。以色列Hadera的海水淡化厂是世界上最大的反向渗透海水淡化厂。
海水淡化的新技术、新材料
新技术和新材料不断涌现，导致海水淡化更环保、更具成本效益。过去，海水淡化的高成本（主要是由于能源的集约使用）以及对与行业相关的环境问题的关注抑制了海水淡化市场的增长。但最近有些障碍已经，或者至少是轻微地被破除了，从而有助于海水淡化市场的业务增长。
新技术 2013年6月，美国得克萨斯大学奥斯汀分校（UTA）和德国马尔堡大学的化学家们发表了他们开发的一项技术，可以进行电化学介导的海水淡化，被称为是“无膜”海水淡化。到目前为止，该技术可以达到25%淡化，化学家们坚信他们可以达到99%淡化，从而满足饮用水的要求。目前大多数海水淡化方法依赖于昂贵且不易沾的膜，虽然新开发的无膜方法仍需加以完善和扩大规模，但如果成功，将能大规模地使用一个简单的，甚至是便携式的系统提供饮用水。
2012年10月，麻省理工的研究人员使用一种能研究液体在固体表面行为细节的新技术设计了一种表面，使水滴可以高速移动。这有可能会增加海水淡化厂生产淡水的速率，并且提高电力生产中的能源利用效率。
2012年3月，西班牙瓦伦西亚大学的研究人员领导了一个350万欧元的项目，通过使用新的无线细菌传感器，他们要设计可以优化污水处理和海水淡化厂运作的智能网络。使用该技术，可以将淡化水成本减少45%，能源消耗降低74%。这个为期三年的项目的目的是开发世界上第一个相互连接的生物传感器无线网络，它可以通过确定理想的注入水中的杀菌剂量来控制细菌的活动，而其最终目标是要从根本上提高生产力并降低净化水的成本。
传统的海水淡化过程——如反向渗透和电渗析——要消耗大量的能源。2010年4月，新墨西哥州立大学（NMSU）的研究人员开发了一种新的蒸发海水淡化系统，不仅能二十四小时不停地运作将盐水转换为纯净饮用水，而且其能源需求非常低，仅用太阳能就足以支持其运作。
同样应用太阳能，2010年10月，麻省理工学院领域和空间机器人实验室（FSRL）的一个团队设计了一个便携式海水淡化系统。该系统采用反向渗透的原理，可以在危机情况下用于生产饮用水，也可以被用于在能源和洁净水供给相对复杂和昂贵的偏远地区生产饮用水，如沙漠地区或发展中国家的农场或小村庄。
一种类似太阳能蒸发器工作，但是是在工业蒸发池规模上的新方法，叫做集成生物技术系统。它可以被视为“完全淡化”，因为它将所有摄入的盐水转换为蒸馏水。这种类型的太阳能供电的海水淡化的独特优势之一是内陆操作可行性。标准的优势还包括海水淡化厂没有空气污染，电厂的冷却水排放不会造成濒危的天然水体的温度升高。另一个重要优势是生产的海盐能有工业和其他用途。
新材料 2013年3月底，芬兰赫尔辛基Arcada大学的能源与材料科学系宣布，它们开发出一种制造纳米多孔膜的技术，能显著降低生产成本。这项新开发的技术生产的膜可以根据水中物质的大小和化学性质来过滤它们，能大大降低膜的价格，从而扩大膜技术在未来的应用。将可能被大量用于洁净水的生产和工业水处理，因为这些过程的目的是要分离出水中有价值的或者有害的物质。
2012年，麻省理工学院的研究人员提出了一种新方法，采用石墨烯（碳元素的只有一个原子厚的形式）作为过滤材料，可以比现有的海水淡化系统更有效率，而且可能成本更低。反向渗透使用膜从水中过滤出盐，膜越好，淡化过程中消耗的能源就越少；膜越薄，通过的淡水就越多。与当前基于聚酰胺的过滤器相比，石墨烯过滤器能大大减少水中的含盐量。同时，现有系统中使用的厚膜的厚度足有石墨烯的一千倍，因而需要极高的压力（因此能源消耗巨大）才能迫使水通过膜。而新的基于石墨烯的系统在相同的压力下，比当前的技术快数百倍；或者说，在相似的速度下，该系统可以在低得多的压力下运行，这有助于提高海水淡化厂的效率，因此成本远低于一般的净化水技术。加之石墨烯是一种已知的最强的材料，因此它比那些目前用于反渗透技术的膜更耐用。而由于海水淡化所需的材料不用像电子或光学方面那样要求几乎是纯净的，因此其获取也相对容易、经济。
海水淡化的新能源
海水淡化一直由于其巨大的能源消耗而遭到批评。目前大多数的海水淡化使用化石燃料，其热电能源——反向渗透海水淡化厂的主要能源来源——会造成空气污染和温室气体排放，进一步加剧气候变化。为了最大限度地减少温室气体排放，可以用可再生能源直接为海水淡化厂供电。另外，也有一些间接补偿或弥补措施，比如安装可再生能源发电厂将能源加入国家电网，也能用于海水淡化工厂，这同时可以解决风能和太阳能的间歇性和可变强度的问题。
为满足日益增长的饮用水需求，利用核能进行海水淡化也是一种可行的选择。最近由国际原子能机构协调进行的研究项目中的案例表明，利用核能进行海水淡化是解决水资源匮乏地区的水需求和短缺问题的一个真正的选择。虽然在受水资源紧缺问题的国家大规模部署核能海水淡化所面临的主要挑战是缺乏基础设施和资源，然而，这些国家对利用核能淡化海水来获得可持续的水资源相当感兴趣。
现代阿联酋自创建以来，大部分的用水需求已经通过海水淡化得到满足。如果海水淡化工厂可以与核电厂相连，那将是对阿联酋的水和能源安全的一个重大推动。Masdar科学与技术研究所的学术院长、Youssef Shatilla教授指出，核能海水淡化是一项众所周知的技术，目前在世界各地运行的工厂显示了其优势。核能海水淡化与传统淡化基本相同，只是能源的来源是核电厂。在世界各地都已经部署了核能海水淡化厂，从发达国家到发展中国家，并已取得巨大的成功。这些能给人信心的事实表明，如果实施的话，必定是对阿联酋的水和能源安全的巨大补充。
在澳大利亚，用水量的增加和低降雨量/干旱相结合，使得其州政府转向海水淡化。虽然海水淡化能帮助安全供水，但由于澳大利亚以煤炭为基础的能源供应，导致海水淡化的能源密集和高碳足迹。为此，澳大利亚一直致力于寻找可再生能源进行海水淡化。
在澳大利亚西海岸的花园岛上，正在开始建设一个利用波浪能的海水淡化示范试点工厂。Ceto海水淡化试点与Carnegie珀斯的波浪能项目（PWEP）共同位于花园岛上，将现成的反渗透海水淡化技术与PWEP的基础设施相结合。该工厂将直接由Carnegie Ceto波浪能系统的液压能量离岸供电。项目的目的是要证明Ceto海水淡化技术有显著并可持续地减少能耗的潜力，因此也能大大减少与海水淡化厂相关的温室气体排放的产生。
在澳大利亚的Perth的一个海水淡化厂的能源供给有一部分来源于由Emu Downs风电厂提供的可再生能源。而在新南威尔士州Bungendore的风电场是专门为悉尼海水淡化厂建造的，能为其提供足够的可再生能源，以抵消海水淡化的能源使用，从而缓解对有害温室气体排放的关注。
2012年6月6日，西澳大利亚大学（UWA）宣布其研究人员将调查在西澳大利亚利用地热能来淡化地下水。该项目将为西澳大利亚州政府和工业界提供地热能和水生产的经济、技术和市场分析，并确定在该州可以最佳应用此技术区域。
海水淡化对环境的影响及解决方案
除了温室气体的排放，海水淡化还对环境造成其他方面的影响，比如对海洋生物的影响、对海洋生态的影响等。
与海水摄入相关联的一个主要问题是对海洋生物的撞击和夹带。美国法院于2011年裁决了《清洁水法》，规定如果不将海洋中的浮游生物、鱼卵和幼鱼的死亡率降低90%的话，就不能再取海水。虽然海洋系统中幼虫的自然死亡率很高，夹带对海洋生物问题的影响并不清楚，但无可否认，夹带可以杀死大批青少年阶段的鱼。表面开放摄入是大型海水淡化厂常用的解决方法，它可以通过适当的筛选与低摄入速度相结合来减小对大的有机体的撞击。通过将摄入口定位在远离生物生产区，比如定位在离岸更远的更深的海里，或者是使用地下海滩井，可以极大地减少或消除对小浮游生物（如幼虫、卵）的夹带。
所有的海水淡化过程都会产生大量的浓缩物，而且可能随着温度的增加而增加，这包含预处理和清洁化学品的残留物、它们反应的副产品和一些由于腐蚀产生的重金属。当反向渗透海水淡化后的高盐度海水（约是海水的两倍）和预处理及膜清洗中使用的化学品被排放到的海洋环境时，会对环境构成风险。由于溶质浓度较高，所以这些高浓度盐水比海水的密度高。因为盐水下沉并会保持很长的时间，因此足以破坏海洋底部的生态环境。
谨慎地放归可以将这一问题最小化。例如，对从2007年底开始在悉尼建造的海水淡化厂和海洋出口结构，水务当局表示，海洋出口将会设置在海底，从而最大限度地分散浓缩的海水，以确保在出口处50米到75米处无差别。典型的外海海洋条件可以迅速稀释这些浓缩的副产品，从而尽量减少对环境的危害。
若要限制这些高浓度盐水流回海洋对环境造成的影响，也可以将其与另一股水一起流入海洋从而达到稀释的作用，比如废水处理或火力发电厂的排污。另一种减少海水盐度增加的方法是在混合区域通过扩散器混合盐水。海滩水井也是一种解决方案，但问题是这需要更多的能源，而且成本较高，加之底层含水层的渗水性限制了吸水率，使得输出量受限，因此很难在大规模的海水淡化厂实施。
当然，更有效的方法是消除预处理阶段或降低预处理要求，因为这将大幅减少能源消耗、资本成本以及海水淡化厂对环境的影响，但这需要开发具有特定表面性质的耐污染的膜，并且需要与改进的流体动力混合的膜模块。
海水淡化的未来发展
除去人口和水资源供应因素，城市化的快速发展、工业扩张、旅游产业的增长以及含水层中盐水侵入的增加，都驱动全球海水淡化能力不断增长。但到目前为止，要广泛使用的话，海水淡化技术还是过于昂贵，因此现在的大多数兴趣专注于开发具有成本效益的方式提供淡水为人类所用。海水淡化技术才出现50年左右，有大量的可改进空间。比如反渗透膜系统通常比热蒸馏使用的能量少，这导致过去十年中海水淡化整体成本的降低。
对一些供水紧张的地区，淡化海水可能是一个解决方案，但这可能并不适用于那些穷困、在大陆内部深处、或者是海拔高的地方。然而不幸的是，这包括了一些地方水问题最为严重的地区。在离海远的地方（比如印度的新德里），或者海拔高的地方（如墨西哥城），高昂的运输成本会添加到已经很高的海水淡化成本中。在相对离海较远同时相对较高的地方（比如利雅得），淡化的水也很昂贵。
海水淡化的化学方法范文2
一、境外海水利用现状
境外海水利用已有近百年的历史，海水已成为沿海城市和地区水资源的重要组成部分。海水利用包括海水直接利用、海水淡化和海水化学资源综合利用。本文所指的海水利用主要包括海水直接利用和海水淡化两个方面。
（一）海水直接利用
海水直接利用是以海水为原水，直接代替淡水作为工业用水、生活用水和农业用水，如海水冷却、海水脱硫、海水冲厕、海水冲灰、洗涤、消防、制冰、印染等。
海水直接用于工业冷却水已有近百年的历史，有关设备、管道防腐和防海洋生物附着的技术已经成熟。日本在这方面处于世界领先地位，早在1995年日本电力工业直接用海水量就超过1200亿m3，现在日本工业冷却水用水总量的60％是利用海水，每年用海水作为冷却水的用量高达3000亿m3。美国大约25％的工业冷却用水是直接使用海水，海水作为冷却用水量每年约1000亿m3。
海水脱硫技术始于20世纪70年代，是利用海水脱除烟气中SO2的一种湿式烟气脱硫方法。具有投资少、脱硫效率高、运行费用低等优点，可广泛应用于电力、化工等行业。
海水作为生活用水方面。香港利用海水作为居民冲厕用水已有40多年的历史。目前香港已有76％的人口采用海水冲厕，海水用水达2亿m3／年，平均每天使用海水量达58万吨，约占日均耗水量的18％。
海水作为农业用水方面。美国培育出海水灌溉的SOS―7、SOS―11号可作为饲料的海蓬子；印度用海水灌溉860万公顷海滨沙丘，收获了200―250万吨谷物。
（二）海水淡化
海水淡化是指通过处理脱除海水中的大部分盐类，使处理后的海水达到生活用水或工业纯净水标准，作为居民饮用水和工业生产用水。
目前工业化的海水淡化工艺主要有多级闪蒸法（MSF）、多效蒸馏法（MED）、反渗透膜法（RO）三大类。从海水淡化的发展历程看，20世纪30年代主要采用多效蒸发法，50年代至80年代中期主要是多极闪蒸法，至今利用该方法淡化水量仍占相当大的比重；20世纪50年代中期出现的电渗析法（ED）、70年代的反渗透法和低温多效蒸发法（LT―MED）逐步发展，特别是反渗透膜法海水淡化已成为目前发展速度最快的技术。大型多级闪蒸海水淡化技术已经成熟，日产5万吨以上的大型海水淡化厂约80％集中在严重缺水的中东地区。
目前，世界上已有40多个国家和地区相继开展了海水淡化工作，建立了约1．1万家海水淡化厂。据国际脱盐协会统计，到2001年底，全世界海水淡化日产淡水量达3250万m3，解决了1亿多人的用水问题，海水淡化在国际上已成为一门新兴产业，以每年10％―30％的速度增长。沙特阿拉伯是世界上海水淡化厂和产水量最多的国家，20世纪80年代建立了第一个大型海水淡化联合企业，现已建成25个大型现代化海水厂，日产淡水总量近200万m3。欧洲海水淡化应用也较为广泛，如地中海沿岸的希腊、意大利、西班牙等国家。几十年的实践证明，海水淡化技术日趋成熟，可以安全、稳定地提供供水水源，而且不受降水季节限制，为解决淡水资源危机提供了广阔的前景。
二、天津市海水利用情况
天津市位于海河下游，是淡水资源严重短缺的特大城市。东临渤海，有大陆岸线100多公里，有利用海水资源的天然条件。多年来在海水淡化技术攻关和产业化方面进行了大量的工作，也取得了一定的成效。
（一）大港电厂海水利用取得较好的效益
大港电厂在应用海水作冷却水的基础上，于1986年引进了两套日产3000吨的多级闪蒸海水淡化装置，分别在1989年和1990年投入运行。13年来累计生产淡化水2500万m3，保证了电厂的稳定运行，取得了较为显著的社会经济效益。
（二）近期拟建海水淡化示范工程
近期拟在天津经济技术开发区建设海水淡化示范工程。利用开发区热源五厂的低品位蒸汽和廉价电能，采用低温多效与反渗透工艺，建设10000吨／日的海水淡化示范工程。淡化水作工业用水，浓盐水供碱厂化盐制碱，实现综合利用。
（三）筹划建设10万吨／日的海水淡化工程
拟在滨海地区建设一座10万吨／日的海水淡化示范工程，淡化水供石化、化工、制盐、电力等大型企业。正在开展海水淡化热源研究（利用电厂低品位蒸汽或低温核供热反应堆）、海水淡化工艺（多效蒸发与反渗透混合流程）对比选择；浓盐水供盐场制盐综合利用研究，预计利用浓盐水可节省晒盐占用的土地面积70―80平方公里。
（四）天津具有海水淡化的技术优势
1984年天津市政府与国家海洋局合作在天津组建了国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，是目前国内海水淡化与综合利用领域惟一的国家级研究机构。多年来，该所在海水淡化、海水直接利用、海水化学资源提取及深加工方面的科学研究、技术开发、工程设计等，均发挥了重要作用。如完成长岛县1500吨／日的反渗透海水淡化工程设计，沧州18000吨／日的高浓度苦咸水淡化的可行性研究和工程咨询，参与威海、厦门、大连、青岛等城市海水淡化工程的前期工作等。
三、山东省海水利用情况
山东省是我国沿海地区严重缺水的省份之一。全省年用水量约255亿m3，其中，每年用黄河水70多亿m3，当地水资源利用率已达58％以上（其中地表水26％，地下水78％）。据山东有关部门分析现状水平年的缺水率，平水年约10％，75％的偏枯年为20％，95％的枯水年在30％以上。山东濒临渤海、黄海，具备利用海水资源的有利条件。为了利用海水缓解淡水的供需矛盾进行了多方面的尝试，近10年来已取得较为明显的成效，有些经验值得其他沿海城市借鉴。
（一）青岛市
青岛市位于山东半岛南端，濒临黄海，海岸线长度占全省的1／4。青岛是我国重要的对外贸易口岸，也是全国重要的工业生产基地。由于淡水资源严重不足，青岛市对海水利用比较重视，海水利用量由上世纪90年代初的60多万m3／日，增加到目前的240多万m3／日，已有长足的发展。
1、海水利用起步早，替代了一定量的淡水资源。青岛市海水利用有较长的历史，青岛发电厂早在1936年就利用海水作冷却水；青岛碱业股份有限公司（青岛碱厂）、青岛海晶化工集团公司（青岛化工厂）等单位利用海水也有四、五十年的历史；沿海的棉纺织厂车间空调过去也曾经全部使用海水水膜制冷，利用海水的企业最多时超过30家。1982年山东大旱城市供水严重不足，青岛海水利用量达70万m3／日，对保证工业生产起到了重要作用。1997年青岛市利用海水8．37亿m3，折合淡水4185万m3，为同年城市供水的1／4。
近20多年来，青岛的海水利用发展较快，海水直接利用已涉及到电力、化工、煤制气、水产品加工等行业。2000年全市海水利用量达242万m3／日，其中电力行业用水占95％。
青岛电厂目前总装机66万千瓦，是山东主力电厂之一，也是青岛市最大的供热基地。该厂利用海水作为冷却水，需用海水48万m3／日，替代了淡水2．4万m3／日。该厂还用海水冷却的排水作为锅炉的冲渣和冲灰用水，1999年又将循环水泵的淡水冷却改为海水冷却。全厂每年利用海水替代淡水约17．8万m3，直接经济效益51．6万元。对2台300MW机组增建的海水脱硫装置正在建设中，预计在2004年底竣工，将成为我国第三家利用海水脱硫的电厂。电厂利用海水量将由目前的48万m3／日，增加到264万m3／日。
2、海水淡化试验装置投入运行。青岛市在海水淡化方面虽然起步较晚，但发展较快。除了为解决部分海岛人畜饮用水问题建设了小规模的海水淡化装置外，黄岛电厂与国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，合作开发以电厂低压蒸汽作为热源的低温多效闪蒸技术的日产60m3的海水淡化试验装置已投入运行，淡化水可用作锅炉用水或饮用纯净水。青岛华欧海水淡化有限责任公司投资建设的3000m3／日的海水淡化装置于2004年上半年投产，并拟结合黄岛电厂三期扩建在2005年建成3万m3／日的海水淡化装置，初步测算海水淡化成本约4元／m3。
3、海水冲厕示范小区建设纳入规划。由国家海洋局海水淡化与综合利用研究所承担的“九五”、“十五”重点科技攻关项目―――大生活海水技术研究取得一定进展，即将进入示范阶段，初步选定青岛市崂山区的一个生活小区作为示范区。规划2005年前在崂山区沙子口镇的南姜新小区开工建设规模1000m3／日左右的全国首例海水冲厕示范小区，在取得经验的基础上逐步在东部沿海区域建立海水冲厕系统，力争2010年青岛市冲厕海水利用量达到5万m3／日。
4、海水利用技术开发取得较大进展。青岛市在海水淡化技术开发已经积累了不少成功的经验，产业化前景广阔。前面提到的黄岛电厂与国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，合作开发以电厂低压蒸汽作为热源的低温多效闪蒸技术日产60m3的海水淡化试验装置已投入运行，日产3000m3的低温多效闪蒸海水淡化装置设备正在制造，产业化前景较好。
青岛科瑞特集团有限公司在海水、苦咸水淡化技术设备研制及产业化方面取得突破性进展，成功研制出纳米陶瓷复合膜，应用这种新材料的50m3／日的海水淡化装置已建成投产，生产的淡化水经山东省卫生防疫站检测，各项指标均优于国家饮用水标准。该淡化技术设备自动化程度高，脱盐率达到99％，淡化出水率为40％―60％。该公司可制造出水能力50―3000m3／日的设备，已申请国家和国际发明专利。
（二）华能威海电厂
华能威海电厂濒临黄海，与威海新港毗邻。电厂规划装机容量2050MW，分三期建设，一期2台125MW于1994年投产；二期2台300MW于1998年投产。该厂现有装机容量850MW，年发电量55亿千瓦时，日耗水量15000吨，是威海市的用水大户。由于威海市是严重缺水城市，电厂为保证安全运行除采用海水作冷却水外，还于2000年开工建设海水淡化工程，并于2001年投产。海水淡化工程采用反渗透法工艺，日产淡水2500吨，淡化水质符合生活饮用水和锅炉用水标准。据厂领导介绍，锅炉供水使用淡化水比使用自来水软化处理的成本还要低，对沿海火电厂是值得推广的好办法。
（三）荣成海水淡化示范项目
我国拥有自主知识产权的万吨级反渗透海水淡化项目一期日产5000吨淡化水工程，在山东荣成市石岛镇投入使用，这对我国今后加快海水利用步伐有着重要的意义。首先，这一工程标志着我国已成功开发了万吨级反渗透海水淡化装置及工程技术软件，拥有大型反渗透海水淡化工程的自主知识产权；第二，日产5000吨反渗透海水淡化装置单机的设计和建造，为国内规模最大，尚属首例；第三，这一技术的突破，为我国今后建设日产10万吨以上的特大规模的反渗透海水淡化工程奠定了技术基础，同时也为我国竞争海水淡化国际市场创造了有利条件。
四、促进我国海水利用的几点建议
通过对天津市、山东省的调研，我们认为在我国淡水资源匮乏的沿海地区，利用海水补充淡水资源不足是必要的，也是可行的。为解决我国海水利用中存在的生产规模小、产业化进程慢的问题，促进我国海水利用产业的快速发展，提出以下几点建议。
（一）提高利用海洋资源意识，促进海水利用快速发展
近20多年来，我国海洋资源开发利用有了长足的发展，海洋增加值以年均20％左右的速度增长，在海水养殖、海洋油气资源开发、海洋运输业等方面得到了快速发展。但在海水利用方面发展很慢，究其原因主要有：一是从主观上认为海水淡化成本高，技术复杂，缺乏海水利用的积极性，对海水淡化产业发展不重视；二是缺乏海水利用的法规、优惠政策和相应的管理体制，海水利用长期处于各自为政、行业分散的状态；三是国家对海水淡化的投入主要在科研领域，产业领域投入严重不足；四是政府对自来水长期实行财政补贴，并以公益性投入方式兴建水利工程，而海水淡化从一开始就要求按市场化运作，将取水、设备、运营等费用全部计入成本，这种不平等的竞争在一定程度上影响了海水淡化产业化的发展。
我国北方地区和许多沿海城市严重缺水，为缓解淡水资源的供需矛盾，除了全面节水、提高用水效率、兴建必要的跨流域调水工程外，应充分考虑利用丰富的海水替代淡水。沿海工业和滨海城市直接利用海水、利用淡化水在国内外已经积累了丰富的经验，实践证明技术上是成熟的、经济上也是可行的。应提高利用海洋资源的意识，积极创造条件利用海水，如调整和改善工业布局，将大耗水的火电厂、石油化工厂、钢铁厂尽量建设在滨海区，充分利用海水替代淡水；沿海城市集中新建的居民小区尽可能近海布局，以便配套建立大型海水处理厂，利用海水作为大生活用水。
（二）降低海水淡化成本，促进海水淡化产业化
海水淡化成本的高低与淡化技术方法和工艺、生产规模，海水水质和水温，厂址的地形和气候条件，能源价格、淡化水的水质要求，投资来源、利率和税收等多种因素有关。海水淡化成本高是我国海水淡化产业化发展最主要的制约因素。
据国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所对青岛市黄岛发电厂利用海水淡化作为锅炉用水，采用不同生产工艺的技术经济指标比较结果：吨水费用，低温多效蒸馏法为5．478元，海水反渗透法为 5．878元，多级闪蒸法为7．03元，低温压汽蒸馏为6．607元。与美国海水淡化吨水成本0．55―0．7美元相比，我国尚存在一定差距。
近年来，海水淡化技术研究开发在国内外都有新的进展和突破，用核能替代常规能源进行海水淡化的技术已基本可行，与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已掌握了低品位核燃料的高效利用技术核供热海水淡化技术，利用核供热堆与多效蒸馏（MED）淡化工艺相耦合，使能耗降低、效率提高。清华大学已研究开发了20万千瓦商用供热堆用于海水淡化的技术，于2002年在烟成了建设热功率20万千瓦核供热堆、日产16万m3的淡化厂的可研报告，吨水成本不超过4元，为海水利用加速发展提供了依据。如果按完全成本计算，那么海水淡化并不比大型远距离调水工程高出很多，且海水淡化的供水保证程度高。加上开展海水淡化副产品的综合利用，把浓缩水用来制盐和提取化学元素，海水淡化分摊的成本还将降低。我国海水淡化产业发展的条件已基本具备，为推动海水利用的快速发展，建议国家主管部门可选择海水利用有一定基础的沿海城市，给予一定的扶持，建立海水利用示范城市；结合海水利用的不同特点和用途，建设几个海水利用典型示范区。通过示范城市和典型示范区的实践，实现技术、经济和政策的有机结合，降低投资与市场风险，推动海水利用产业化。
（三）国家对海水资源利用应给予扶持和优惠政策
海水资源的开发利用是解决淡水紧缺的长远战略措施，对确保国民经济的可持续发展有着重大的作用，应给予足够的重视。
海水利用技术产业属于新兴产业，在技术、市场开发以及关键设备制造方面存在一定难度，国家应给予政策方面的扶持和相应的优惠措施，促进海水利用及其产业的快速发展。建议对海水淡化生产企业购置设备和技术改造给予贴息贷款，并适当降低营业税，海水淡化企业生产的淡水要参照自来水给予同等补贴，经检验合格的淡水可以直接进入城市自来水管网；对利用海水作冷却水和淡化水作为锅炉用水的生产企业，实行税收奖励政策，每年由公共财政返还给企业一定的所得税；对海水淡化生产厂、海水淡化技术开发兼专业设备生产的企业给予3―5年的免收所得税的优惠政策。
（四）积极促进海水淡化设备制造业发展
海水淡化的化学方法范文3
【关键词】 化学工程 绿色化学技术 环境保护 绿色化学
1 绿色化学技术促使温室气体排放量减少
我们所谓的温室气体，主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产，还是现阶段科技含量高，日趋现代化、国际化的社会化大生产，这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳。这些二氧化碳气体的排放，成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内，造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用。
2 海水淡化工程的预处理过程中运用绿色化学技术
每个人的生活都不能离开水，水对于每个人的生命和整个社会的发展而言是绝对不能缺少的资源。而这种重要的资源，又具有这有限性、不可再生性等特点。随着社会和经济的迅猛发展，淡水的危机成为了世界性的环境难题。而我们中国，又是世界上最缺乏淡水资源的国家之一。因此，海水淡化技术的应用，就成了缓解我国淡水资源匮乏现状的一种有效的途径。随着近年来科技的快速发展，海水淡化所必须的成本也在逐渐的趋于大众化，使这一技术不再是那些经济发达的国家才使用的起得奢侈的技术。许多发展中国家也引进并采用了这一技术。
海水淡化技术指的就是一种利用物理上的或者化学上的方法将海水里面的盐和水进行分离的技术。在进行海水淡化技术的预处理进程中，任何影响环境状况的不良影响都没有产生。并且在获取海水资源的过程中，并没有继续对生态环境构成伤害。我们的党所提倡的可持续发展战略的思想，就是指要在满足自身生存发展的需要的同时，为子孙后代留下了可以继续发展的环境状况。因此，将绿色的化学工艺运用于海水淡化的过程中的这一举措至关重要。因此，将绿色的科学理念与化工产品的生产过程联系在一起，便成为了现代世界化的化工生产中的主要方向之一。在海水淡化构成的预处理过程中产生了一些氢氧化镁，成为了环保领域新的宠儿，这种物质具有成本低廉，工艺简单、不产生二次污染，处理效果良好的特点，具有非常广阔的发展前景。
3 绿色化学技术在我国传统香精香料工业中的应用
在日常化学产品的生产中，香精香料是不可缺少的添加剂之一。我国的香精香料产品在国际市场上的出口，是我国进出口贸易的一项重要组成部分。但是由于经济危机的影响逐渐加深，及全球性经济萧条的状况逐渐加剧，我国的香精香料出口产业收到了很大的打击，产品订单大幅度减少。
4 绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进
传统的化工生产，给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢，又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中，存在着大量的有毒有害物质，这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样，就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪，面对严峻的环境污染所提出的挑战，可持续发展战略这种道路的选择，成为了历史的必然。
实现社会经济的可持续发展，已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业，在这一基本国策的指导之下，最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学，不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理，或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中，最大程度地充分利用资源，使原材料转化为产品，尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。
参考文献：
海水淡化的化学方法范文4
关键词：反渗透，海水淡化，浓差极化
中图分类号： TV213文献标识码：A 文章编号：
1前言
众所周知，我国淡水资源的形势是十分严峻的，尤其是占国土一半的北方地区，缺水问题已严重地影响到国民经济发展和人民的生活质量。解决的办法包括多项措施，如调水、合理开采地下水、废水回用等，然而以高科技为基础，大规模地开辟稳定可靠的水源，则首推海水淡化，包括对西北地区的苦咸水淡化。
海水淡化在新世纪的加速发展一方面是由于水资源的持续短缺,另一方面得益于淡化技术的持续进步。热法和膜法两种淡化技术的进步方式有所不同,相比较而言,反渗透技术的进步更为明显。从海水淡化的技术种类来说，目前主要的还是蒸馏法，但是，反渗透海水淡化技术由于其设备投资省、能量消耗低、建造周期短等诸多优点，近10年来发展速度很快，目前最大的反渗透海水淡化厂产水规模已经达到11×104立方米/天，在21世纪将与蒸馏法一起成为海水淡化的主导技术［1］。反渗透过滤工艺由于不发生相变化和不需要酸碱再生，在能源紧张的今天具有非常重要的意义；并且，反渗透工艺生产过程中不使用酸、碱等对环境有害物。因此，在环境污染日益严重和人们的环保意识日益增强的今天，反渗透过滤工艺有着广阔的应用前景［2］。
2反渗透海水淡化运行
工艺流程如下图1所示。反渗透法的主要设备有取水设备、调整设备(预处理及后处理)、反渗透主体设备(主要由高压泵、反渗透膜、能量回收装置三部分组成)、排放设备、药品注入设备、受变电设备、电器仪表设备。反渗透法具有操作方便、建设周期短，工程一次性投资低等优点［3］。
图1反渗透（RO）流程示意图
反渗透海水淡化技术有很多成功的工程实例，下面我以一些工程实例来对反渗透海水淡化技术的运行进行阐述。
3.1威海某电厂海水淡化
威海某电厂海水淡化装置是利用反渗透技术制取淡水的。海水淡化系统主要包括海水取水、预处理、一级反渗透、二级反渗透等部分。海水经过2级反渗透处理后，可使含盐量33000mg/L的海水淡化为含盐量仅6mg/L的淡水，再经过离子交换处理，制得除盐水用作锅炉的补给水。整个系统采用PLC程序控制，系统的启动、停止、过滤器的反洗和预处理加药等过程也采用程序自动控制。
(1)工艺流程。海水淡化系统的工艺流程:取水泵来海水加药(次氯酸钠和聚合氯化铝)双滤料过滤器活性碳过滤器加药(亚硫酸氢钠和阻垢剂)保安过滤器(5μm)一级高压给水泵和能量回收泵一级反渗透装置一级产水池二级高压泵二级反渗透装置二级产水池。取水泵来海水分2路，一路来自循环水泵出口母管；另一路来自凝汽器排水(提高了原海水温度)。
运行工况。在投产初期及工程保证期内，各项指标均达到了设计标准。经过一阶段的运行，目前，一级反渗透的出力为48-50立方米/时(25℃)，系统脱盐率为99%，产水电导率为350-670μs/cm，系统运行压力为4.9-5.4MPa。二级反渗透膜运行至今没有进行过化学清洗，二级反渗透的出水仍能达到设计标准。二级反渗透出力为40立方米/时(25℃)，系统回收率为75%，运行压力为1.0-1.4MPa，产水电导率为4.0-15.0μs/cm。
3.2大连某石化公司海水淡化
（1）工艺流程。大连某石化公司海水淡化装置采用常规预处理加三级反渗透膜分离技术生产锅炉除盐水。其中一级反渗透(RO)的产水量为5500t/d，三级反渗透的产水量为5000t/d。该套装置的原水取自四催化装置气轮机复水器冷却水出口的海水，在加入絮凝剂、杀菌剂等药品后经初滤、双滤料过滤、活性炭过滤等设施预处理后，再经高压泵、增压泵、能量回收系统将海水加压，进一级反渗透膜进行脱盐。产品水进入水箱后再进行二级反渗透处理，因为产水直接送至炼化装置电厂的中压锅炉，故设计了三级反渗透处理，以确保产出水的电导等其他参数满足锅炉用水的水质需求。每一级产水均设置中间水箱，其中一级反渗透装置分为三套，三套总产水量5652t/d，系统回收率45%，脱盐率99.5%；二级反渗透装置分为两套，两套共产水5568t/d，系统回收率90%，脱盐率97%；三级反渗透系统分为两套，两套总产水量为5040t/d，系统回收率90%脱盐率97%。海水淡化工艺流程见图2。
图2海水淡化工艺流程
（2）技术特点。1.原海水取自冷却水出口原海水为换热后的排放水，一是解决了冬季原水温度低的问题；二是利用了其装置的排放水，取此海水将不额外增加海水的取用量，节省了利用海水的资源费。2.能量回收系统在一级反渗透系统中“浓水”的剩余压力仍高达5.3MPa左右。为了更有效地利用这部分能量，使用ERI美国能源回收公司的能量回收装置。该装置不需要外部动力，只有单一活动组件，靠水流驱动使其旋转，将反渗透高压“浓水”的能量转换到低压的原料海水中［4］。
4存在问题及解决措施
同时，反渗透法对海水进行淡化处理也存在很多缺点，在运行过程中也出现了一些问题，针对这些缺点和问题，提出了一些解决措施。
4.1海水腐蚀及对策
海水对装置的腐蚀、锈蚀是非常严重的。这种现象在国内同类装置中也普遍存在。对此，采取了更换管道与设备的材质、采用新材料的方法解决。如低压部分管道采用孔网钢塑复合管，基本杜绝了这部分的腐蚀现象；高压部分采用2507双相钢，这种材质的钢材是目前耐海水腐蚀比较理想的材料。另外，对装置内的金属部分采取了喷涂保护层的方法来防止水气腐蚀。从目前运行状况来看，取得了较好的效果。
4.2微生物及防治
从生物污染的季节性和危害性来看，春季容易发生以猛水蚤大量滋生为特征的生物污染，夏季容易发生赤潮为标志的生物污染。根据几年的运行实际，逐渐摸索出一套解决方法，在春季微生物污染多发季节采取防范措施，如临时投加杀菌剂、增加预处理过滤器反洗频次、对预处理过滤器进行化学清洗等。
6结语
社会和经济的发展需要可持续的水资源支撑，从长远的观点来看，海水淡化是解决问题的重要途径。淡化技术，尤其是反渗透海水淡化技术在过去的半个世纪已经取得长足进步，但还有较大的发展空间。膜技术的最新进展为进一步降低海水淡化成本指明了方向。我国的海水淡化已经起步，目前需要关注和解决的问题包括淡化水进入城市管网的后处理技术储备、淡化技术用于苦咸水淡化以及城市污水的再生利用，同时还要及早应对废弃膜的污染问题。处理好这些问题，将会有力地促进我国水资源的可持续用［5］。
采用反渗透工艺比采用全离子交换法进行预脱盐在节能和减排方面具有明显的优势，而且大大降低了劳动强度。但该工艺在运行过程中需要高度重视预处理效果和浓差极化现象，以确保系统的稳定性和经济性。
7参考文献
[1]李崇超，刘庆江，李睿海水淡化技术浅析，锅炉制造.2009，（5）：58-61.
[2]邵正波，王振彬反渗透海水淡化运行.中国电力，2006，（8）:53~56.
[3]王世昌周清王志海水淡化与反渗透技术的发展形势,膜科学与技术.2003，8（4）:162～171.
[4]杨恒，徐金枝，王荣海反渗透膜法海水淡化技术在大连石化公司的应用.油气田环境保护.
[5]梁艳华，孙彦辉反渗透技术在纯水制备中的应用.聚氯乙烯，2002，5（5）:41～44.
海水淡化的化学方法范文5
摘 要：在化工科学技术不断发展的带动下，人们的生活也在不断的变化，在不断的进步着。纤维材料的出现，使我们的衣着服饰发生了改变，不再是只有麻、棉、毛等这些传统的材料；可替代能源的出现以及应用，在一定程度上缓解了现在越来越严峻的天然原料的短缺，比如像煤炭以及石油这些原料，都缓解了一定的压力。与此同时，化学化工科技的迅速发展给我们带来了一定的便利，促进了社会的进步，而负面的效果就是，化工废弃物造成的污染以及环境空气的日益恶化加剧。所以，如何运用绿色的科学技术这就成为了非常重要的问题，本论文主要是针对在化学工程中应用绿色科技进行简单的阐述。
关键词：化学工程；绿色科技；环境保护；绿色化学
1 通过合理运用绿色科技可以减少温室气体的排放量
一般来说，温室气体指的主要是二氧化碳。无论是在工业革命以及科技革命时期，还是在科技含量比较多的现代社会，发展日趋国际化和现代化，这些化工工厂所排放的二氧化碳量有的达到数万吨，有的每年甚至会向大气排放数十万吨。大量的二氧化碳的排放，是导致全球温室效应日益严峻的罪魁祸首。由于相关的法律规定还不算很健全，没有明确的法律处罚规定，所以在此之前，那些造成这一现象化工企业却没有为温室效应负担任何一点费用。
如今我们越来越重视环境气候，这种状况也有了明显的改进，越来越多的化工企业都在积极的应用以及开发新的技术，从而降低二氧化碳的排放量。还有一些新兴的企业，变废为宝，将二氧化碳利用到部分化工产品中，成为一种材料，只是这一项化工工艺，就可以使整个企业每年排放的二氧化碳量降低数十万吨。
2 在海水淡化工程的预处理过程中充分运用绿色科技
水是我们赖以生存不可缺少的，也是生活中的必需品，是社会发展稳步前进的重要资源。同时，占据如此重要位置的水资源，却有着不可再生以及有限性的特点。当今社会的经济发展飞速，淡水的日益减少，这种危机成为了全球性的一个环境难题。中国，是目前世界上淡水资源比较匮乏的国家之一。而新兴的海水淡化技术，随着它的广泛应用，成功而且有效的缓解了我们目前淡水资源相对比较缺乏的现状。早期此项技术的研发的不全面，成本也比较高，随着科技的不断更新，海水淡化的成本也在逐渐减低，成本的价格也能被大众接受，不再是那些经济发达国家才能使用的奢侈技术，在一部分发展中的国家也可以引进了。
海水淡化技术指的就是一种利用物理上或者化学上的方法将海水里面的盐和水进行分离的技术。在进行海水淡化技术的预处理进程中，任何影响环境状况的不良影响都没有产生。并且在获取海水资源的过程中，并没有继续对生态环境构成伤害。我们的党所提倡的可持续发展战略的思想，就是指要在满足自身生存发展的需要的同时，为子孙后代留下了可以继续发展的环境状况。因此，将绿色的化学工艺运用于海水淡化的过程中的这一举措至关重要。因此，将绿色的科学理念与化工产品的生产过程联系在一起，便成为了现代世界化的化工生产中的主要方向之一。在海水淡化构成的预处理过程中产生了一些氢氧化镁，成为了环保领域新的宠儿，这种物质具有成本低廉，工艺简单、不产生二次污染，处理效果良好的特点，具有非常广阔的发展前景。
3 将绿色化学技术广泛应用在我国传统香精香料制造中
在日常化学产品的生产中，香精香料是不可缺少的添加剂之一。我国的香精香料产品在国际市场上的出口，是我国进出口贸易的一项重要组成部分。但是由于经济危机的影响逐渐加深，及全球性经济萧条的状况逐渐加剧，我国的香精香料出口产业收到了很大的打击，产品订单大幅度减少。
在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后，不难发现，产品中有害杂质含量超标，是其最主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的时候在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中，提取原料在产品中的残留的问题，可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题，则应通过加强企业和工厂的监管力度，督促生产商家和企业反复试验，选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面，不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用，才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。
4 绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进
化工生产的改革，为人们的日常生活提供了必要的能源以及物质方面的基础。化学化工生产对于社会的进步发展方面的贡献显而易见。与此同时，大量的化工生产所产生的工业废渣中，具有很多有毒物质，未经处理合格而随意的排放，导致生态环境平衡失调，还会造成严重的污染问题。这些都会导致社会发展缓慢。新世纪，面对严峻的环境污染所提出的挑战，可持续发展战略这种道路的选择，成为了历史的必然。
实现社会经济的可持续发展，已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业，在这一基本国策的指导之下，最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学，不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理，或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中，最大程度地充分利用资源，使原材料转化为产品，尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。
参考文献：
[1]臧树良、关伟、李川等，清洁生产及绿色化学原理与实践[M].北京：化学工业出版社，2006（3）：228-232.
[2]刘森，罗泽鹏，都颖，刘思乐. 绿色化学工程工艺对化学工程节能的促进作用分析[J]. 黑龙江科技信息. 2016（02）
[3]李兴华，王增，王志营. 枣庄市煤矿绿色生态文明矿区建设综合技术研究与应用[J]. 山东煤炭科技. 2015（03）
[4]龙泽波，张大群，张万钦，张寿生，赵文喜，Fernando Javier，赵斌，张英峰. 渤海海水淡化反渗透法的预处理工艺[J]. 城市环境与城市生态. 2003（06）
[5]谢萍华，陆伟. 绿色化学与我国化工行业的可持续发展[J]. 杭州化工. 2008（02）
[6]房鼎业. 精选讲座内容 提高创新能力――博士生“化学工程进展（前沿讲座）”课程建设[J]. 化工高等教育. 2003（04）
海水淡化的化学方法范文6
关键词：海水 淡化 预处理
Abstract: the shortage of water resources is very serious, water resources has become the national economy, social development of the major issues, and global 97.2% of the water is sea water, therefore, seawater desalination and comprehensive utilization of them, is a realistic development of correct selection, is the key to solve the problem. This paper focuses on the study of seawater desalination pretreatment.
Key words: seawater desalination pretreatment,,
中图分类号 : P734.2文献标识码： A 文章编号：
相对世界平均水平而言，我国人均和亩均拥有量均不能达标，人均拥有量仅仅为平均水平的25%，亩均量也仅为平均水平的75%。据相关报道:我国六百个以上中大型城市中不同程度的缺水城市就占了总数的四分之三，这之中有三十多个城市缺水现象尤其明显，严重影响了正常的生产生活。
因此，水资源短缺形势十分严峻，水资源问题己经成为国家经济、社会发展的重大问题，而全球总水量的97.2%是海水，因此，淡化海水并加以综合利用，是现实发展的正确选择，是解决问题的关键。
1.海水水源情况
首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢铁厂海水淡化工程所需原海水由海水取水泵站取自内港池。渤海湾海水质指标见表1-1。
表1-1海水质指标表
2.海水淡化预处理的目的
目前，世界范围内，主要使用的海水淡化工艺为蒸馏法和膜法，对于不同的海水淡化工艺，预处理技术所要达到的目的各不相同。在多级闪蒸、低温多效蒸发等蒸馏法海水淡化工艺中，为了确保装置的成功运行以及满足不同的过程工艺及水质要求，必须进行不同程度的海水预处理。
海水是一个复杂的稀溶液体系，其总固溶物(TDS)高达34500mg/L(3.45%)。巨量的钙镁离子所形成的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物等又导致海水具有很高的硬度，在蒸发过程中，这些盐因受热分解，抑或转化成不同的形态而沉淀在传热面上就会形成水垢;海水中溶解氧的存在将对蒸馏法装置产生两方面的不良影响:一是氧气作为腐蚀电极的氧电极，使设备的金属材料溶解腐蚀，二是长期的氧化物积累，在传热管中会产生氧化物污垢，降低传热效率，并产生新的腐蚀区域;海水中溶解的以及蒸发过程中产生的二氧化碳等不凝气体，会在传热面上积累而形成气膜，降低传热速度。反渗透海水淡化工艺的核心技术是反渗透膜。海水中悬浮物、胶体物质和可溶性有机高分子聚集在膜表面会使膜受到污染;微生物和细菌会使膜受到侵袭;微生物和细菌的残体还会以固体形式析出，使膜性能变坏;水的温度、pH值、余氯含量、压力等参数的劣化会引起膜水解、氯化;由溶质引起的膜结构变化还会导致膜的透水率下降。此外，海水中存在的悬浮物、胶体、细菌和藻类也会沉积在传热管表面，降低传热速度，缩短清洗周期，增加能耗，提高运行成本。造成的结果便是严重降低了膜的使用寿命，增加了清洗次数，提高了造水成本。可见，针对海水淡化预处理技术研究的不断发展正是解决这些问题的关键所在。
3.软垢的成因及控制方法
海水中主要盐类组成为Nael(2.68%)、MgCi(0.32%)、MgSo(0.22%)、CaSo4(0.12%)、KCi(0.07%)和NaBr(0.008%)，这既意味着海水中含有丰富的化学资源，也同时意味着这将导致海水含有很高的硬度。在蒸馏法海水淡化过程中，这些碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐等受热分解或者转化成不同形态的沉淀物，造成传热面上结构现象。水垢分为软垢(碱性垢)和硬垢(硫酸钙垢)，碱性垢由海水中碳酸氢盐分解而成以上两种沉淀物的溶解度均随温度的升高而降低。针对以上两种碱性垢的处理方法主要有PH控制法和水质稳定法。PH控制法是向海水中投加硫酸或者盐酸，预先分解海水中存在的碳酸氢盐，使得碳酸氢钙在传热过程中不会受热分解，进而形成碳酸钙和氢氧化镁沉淀。由于此法成本低，操作方便，在蒸馏海水淡化法中得到了广泛的使用。
水质稳定剂法也就是我们所说的药剂法，通过向海水中加入水质稳定剂(阻垢剂)，是海水中的Ca2+、Mg2+不致形成盐类沉淀，此法同样易于操作，只是成本略高于PH控制法。
4.硬垢的成因及阻垢原理
由于从硫酸钙水合物向硫酸钙的转变时间，在现有的操作工况下，均进行缓慢。大概需要若干小时到若干天才能完成，所以，在CaSo4·1/2H2O还没来及转为CaSo4时，浓盐水便被替换排出。
海水预处理过程中，PH控制法(酸法)对硬垢的阻垢是没有作用的，成垢所需的清理费用相当昂贵。不过，针对硬垢的药剂法有效，对CaSO4而言，防垢措施主要是:温控法、浓度控制法和药剂法。
5.原水混凝沉降除浊技术
海水中悬浮的粗大颗粒(大于100微米)，在其自身重力作用下沉落下来;而其中的悬浮胶体颗粒，都带负电荷，通过絮凝剂(带正电性无机高聚物絮凝剂或阳离子高分子絮凝剂)的投加(通过降低胶体表面电势)使其凝结积聚成为大颗粒，即可沉降除去。常用的絮凝剂有:硫酸铝、三氯化铁、聚合氯化铁和聚丙烯酞胺等，其中，铁因易与腐殖质反应而不常使用。根据原水最大含砂量的不同，可以进行絮凝剂的选择。影响絮凝剂絮凝效果的因素主要有:原水悬浮物的特性、原水酸碱度以及原水温度。
6.原水脱气技术
对水中的二氧化碳和氧气等气体的去除过程称为脱气处理。海水中溶氧量与海域、温度有关，范围在每升5至8毫克。对蒸馏法而言，溶解氧在中性和碱性环境下对蒸馏法装置氧腐蚀以及传热效率产生影响。
由于水中溶解氧的存在，氢氧化亚铁很快被氧化为氢氧化铁沉淀，对输水管道和设备造成腐蚀的同时，产生的沉淀在管路积累，堵塞管道，从而降低了传热效率。而水中以游离状态存在的二氧化碳遇到钙、镁离子会生成对应的碳酸盐沉淀，形成的垢样。因此，在海水淡化技术中需进行脱气预处理。
参考文献：
[1]樊雄，张维润.膜法与蒸馏法海水淡化方法的技术经济分析[J].电力设备，2007，8(7):44一47.
[2]陈明玉，袁建军.膜蒸馏海水淡化研究进展及发展趋势[J1.天津化工，2007，21(3):1一4.
