第一节
一、海水淡化技术的主要进展
中国海水淡化技术是在政府支持和国家重点攻关项目驱动下发展起来的，电渗析、反渗 透和蒸馏法（多级闪蒸、压气蒸馏和低温多效蒸馏）等海水淡化技术的研究
国际海水淡化技术概况
开发，都取得相
当大的进展。1958
究，1967－1969 年国家科委和国家海洋
研究，为海水淡化事业的发展奠定了基础。 1965 反渗透
年代进行了中空纤维和卷式
年，山东海洋学院化学系在国内最先进行CA 不对称膜的研究；上世纪 70
RO 膜及元件的研究，并初步工业化。“七五”以来，反渗透海
年首先开展电渗析海水淡化的研
局共同组织了全国海水淡化会战，同时开展电渗析、反渗透、蒸馏法等多种海水淡化方法的
水淡化技术的开发研究一直列入国家重点攻关项目，“七五”期间完成了中、低盐度反渗透 膜和组件的研制，建立了海岛苦咸水淡化示范工程；“八五”期间，在中盐度
反渗透膜的研 制方面取得了很大进展；“九五”攻关使新型的聚酰胺复合膜中试放大成功，结合关键技术
和设备引进，现已生产聚酰胺复合膜产品。1997 镇建造了 500 水平。目前我国已建和在建的海水淡化装置 渗透
海水淡化工程为 浙江玉环电厂
类工程。
上世纪 60 年代原船舶工业部上海 704 研究所开发了 级的压汽蒸馏淡化装置和利
5
m3/d
5000 m3/d
10
年在浙江舟山市嵊山立方米/
多个, 以反渗透法为主，已建成最大反
NF-RO 集成海水淡化的研究。
日反渗透海水淡化示范工程，吨水耗电 5.5 度以下，技术经济指标具有同等容量的世界先进
。另外，还开展了
30000吨/日双膜法海水淡化工程已完成招标合同，建成后将成为国内最大的海水淡化同
用柴油机缸套水余热的闪蒸淡化装置装备舰船使用。 持了
洋局天津海水淡化与综合利用研究所进行了 30 m3/d 究
内容包括 30 m3/d竖管常压压汽蒸馏装置和 管负压压汽蒸馏装置（操作温度 72 ℃）以及 题为后期
70 年代-80 年代初，天津市科委支
年代以后，国家海
日产淡水百吨级的多级闪蒸中试研究，取得一定的设计参数和经验。80
规模的压汽蒸馏装置开发工作，其研
30m3/d 水平
30m3/dOTE/VC 淡化装置。以上研究工作取得的成果和过程中遇到的问
研究积累了丰富的经验，对于我国蒸馏法海水淡化技术的发展起到了重要的推进作用。
1987 年大港电厂从美国 ESCO 公司引进两套 3000 m3/dMSF
海水淡化装置，与离子交
1994
换法结合，解决锅炉补给水的供应，运转至今取得了显著的经济和社会效益，自
年开
始参照引进的多级闪蒸海水淡化装置，开发生产出日产 1200 m3 淡水的多级闪蒸系统原型中 间试验装置。1998 s/cm 之间,产水量最大约
年完成安装，此设备出水电导率在 2.7～7μ
45
m3/h，尚需进一步进行改进工作。
国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所研制的 试
60 m3/d
低温双效压汽蒸馏工业
验装置于 2003 年 3 多效
月投入运行，并装瓶销售。此举不仅解决了海水淡化装置从单效变
/冷凝的传热系数和污
的效间接口问题，而且在工业规模上验证了蒸发 垢系数[2， 3]，为工业
规模的多效蒸馏装置的设计和制造奠定了技术基础。 2004 年
津海水淡化与综合利用研究所设计的
6 月由国家海洋局天3000 m3/d 的低温多
个多月的运行考验。该装置
99%。该装置
10000
效蒸馏海水淡化工程在山东黄岛发电厂一次试车成功并通过 9 系
国内第一台完全自主知识产权的多效蒸馏海水淡化装置，装置的国产化率达
的建设完成表明我国已初步掌握大型低温多效蒸馏海水淡化的成套技术。另外， m3/d
的多效蒸馏示范工程已完成设计，近期将开工建设。 除了自主设计建造的蒸馏淡化工程外，2003 约从法国 Sidem
年河北黄骅发电厂签
公司
热压缩多效蒸馏海水淡化装置，将于2004 年，
10000
m3/d
引进 2 10000 m3/d
2006 年下半年投入运行。
天津经济技术开发区签约从美国 WEIR 热能公司引进
低温多效装置，计划于 2005
年底投入运行。
二、美国研制薄膜蒸馏法淡化海水技术
美国新泽西理工学院薄膜分离技术领域的一位化学工程师兼杰出教授研发出一种突破 性的海水淡化的方法。这位化学工程师在薄膜分离领域已经拥有了 务局提供资金支持的。
研究人员表示，目前利用反渗透技术能够处理海水的含盐浓度最高为 5.5%，这种淡化 海水新技术能出色地处理含盐浓度超过 5.5%的海水，而且这种新方法只需廉价的低等燃料 提供热能，并且效能极高。
20 多项专利，他表示，
利用这种海水淡化新技术，可以将含盐浓度高的海水进行淡化。这项研究是由美国内政部垦
这种淡化海水新技术利用的是薄膜蒸馏法，处理过程也很简单，即利用廉价的燃料对盐 水溶液加热，迫使水从盐溶液中蒸发，纯净的水蒸气从薄膜上一个纳米级的
小孔中穿过，然 后在薄膜另一侧的冷却中凝结。研究人员表示，薄膜分离技术的基本原理已经是众所周知。 人和动物体内的肠道就可以被视为半渗透的薄膜，科学家对薄膜分离技术的早期研究就是利
用动物的这些组织来进行的。
薄膜分离技术大多应用在生物医学、生物工艺学、化学、食品、石化、制药和水处理工 业领域，来进行分离、净化和浓缩液体溶液或是气体。目前的薄膜分离技术
主要依赖于对薄 膜和薄膜组件的设计能力。其中薄膜上小孔的尺寸是重点考虑的因素，它将决定液体或气体 中的哪种分子能够穿过薄膜，特别是在分子从一个高浓度的环境流向一个低浓度的环境时。
薄膜两边压力和浓度的不同就会引起分离现象的发生，而且当薄膜上小孔的
尺寸缩小时，薄
膜的有效性和选择性都会增加，如这种海水淡化技术中分离薄膜小孔的尺寸还不足几纳米。
研究人员表示，这种淡化海水的新技术在未来有广阔的应用前景，如通过淡化海水来净 化出适合饮用的水有广大的用户，并刺激经济发展。 三、日本积极研发合成纤维膜海水淡化技术 日本《FujiSankeiBusinessi.》2008 年 5 外海
月 23 日报道，化学纤维生产厂家致力于海
水淡化和排水处理等水处理业务。在经济持续增长的新兴国家，许多因为水资源不足而苦恼， 加上生活水平的提高和环境意识的高涨，预测相关市场急剧扩大。日本
厂家的优势是以合成
纤维等开发培育的“膜”技术应用。跳出“只有水”意识留传的日本，在世界寻求业务机会。
在位于地中海沿岸另一方的内陆部几乎没有水资源的阿尔及利亚，非洲最大的海水淡水
1 月开始运转。制造能力高达每天 20 万立方米。在中东的
15 万立方米
化装置 沙特阿拉伯，
的装置也将从来年开始运行。
两个装置订货了东丽从使用的海水除去盐分和杂质的“反渗透（ 中精力使“水处理事业的销售额从 2007 年度的
1000 亿日
RO）膜”。该公司正集
420 亿日元，在 2015 年度增长到
元以上”。
在所谓“水比油贵”的中东各国，迄今，是燃烧丰富的石油使海水蒸发分离盐分的“蒸 发法”为主流，但是，由于原油价格的高涨等费用上升， RO 法在急剧扩大。在沙特阿拉伯， 2005 RO 微小到
年的造水量中，已增长到占 15％。
膜以将类似于尼龙的合成物质可以伸展到0.2 微米薄度的超微细孔除去离子
等分子级的杂质。与涤纶非织造布等粘贴使用，以提高强度，是对将膜在内部卷成伞状的管 子用高压通水，分离成超纯水和含杂质水的结构。是比由将膜重叠过滤
器的“过滤法”进展
最高度的水处理技术。而且，设备费用是蒸发法的大约一半，而淡水化率为4 倍，能源消费 量为五分之一。每单位的淡水化费用便宜 2 日本厂家自豪在 份额。原来， RO 膜的开发在
RO
60
成左右，由于原油贵，其差正在扩大。
膜的世界市场占约 7 年代
成的压倒
美国作为国策先行，杜邦公司等一直在进行。受水资源恩惠的日本虽然开始晚了，但在 80
年代使用超纯水的半导体制造用的需求扩大，使生产正式化，积蓄了技术。
在海外，不仅是海水，处理生活排水确保饮用水的动向活跃化。除去比海水盐分更大的
病毒和杂菌的“纳米过滤（NF）膜”和“限外过滤（UF）膜”等的需求也正在扩大，日本 产品很受欢迎。
进而，在日本生产厂家之间，以合作的相乘效果对技术精益求精，增强优
势的动向活跃
化。
可乐丽
野村 microscience
2 月与亲手培育工业用超纯水设备的合作，开始组合可乐丽膜
年销
技术和野村设备技术的排水回收再生事业。可乐丽的伊藤文大社长期待“预定 2015 售
额从 150
亿日元提高到
200 亿日元，以最快的增长实现”。
三菱人造丝与日东电工也在去年携手，以“膜”合作的互相补充等寻求竞争力的强化。
三菱将水处理事业置于与采用碳纤维的汽车相关事业等并驾齐驱的下一代核心事
业，镰原正
直社长称，努力“推进合作，扩大向亚洲和欧洲等的事业展开”。
支撑日本制造业的生产厂家的高技术能力随着贡献消除水不足，正在席卷世界市场。 世界严重的水不足正在进行，2007 年
个国家和地区的代
12 月，亚洲太平洋地区约 40
表集中在日本大分县别府市，在首次召开的“亚洲太平洋水首脑会议”上，提出了在该地区
得不到安全水的人超过 7 亿以上的严重问题。
65 亿人中，以赤道为中24 亿人，得 亿人。据世界卫生组织（
进而，全世界人口
心没有下排水等卫生设备的人为
不到含生活用水在内的饮料水的人超过 11
WTO）等介绍，为了得
1天必要的 20 水的疾病而死亡
升水，11 亿人要强行 30 分钟以上的徒步跋涉。因为关于
340
万人，其几乎都是儿童。
97％是海水，淡水只有3％。而且其多数以冰河
0.01％。海水淡水化是消除水
的人数每年达
另一方面，地球上的水约 等形式存在，
人类能够使用的淡水仅仅是 不足的王牌。
联合国提出了到 2015
饮料水的人的比例控制在半数的方针。 横滨市召开的第 4
的饮料水将成为主要议题，政府表明了技术合作援助的方针。
年将不能利用安全28 日在
届非洲开发会议（TICADIV）上也预测，确保为提高贫困阶层生活水平
所谓受水恩惠国家的日本，但由于澳洲的干旱陷入了饲料用谷物不足，世界的乳制品的 价格高涨。国内也产生了黄油缺乏等，世界的水不足对于日本人的生活来说也
不是没有关系。
要求日本在技术和资金方面做出进一步的贡献。 四、德国海水淡化技术取得新成就
世界著名的泵阀制造商德国 KSB
集团，最近推出了一种用于逆渗透海水淡化过程的新
”的新技术
技术。这一被称为“ SalTec
解决方案，能够有效降低海水淡化过程中的能源消耗。
在海水淡化工程方面，使用纯机械脱盐方式、无需依赖发电厂及其废热资源的逆渗透加工厂，在全世界正变得越来越重要。 KSB 研制的新技术，能够使浓缩盐水的能量直接转移
到尚未处理的海水那里，而不需要再经过机械变换，由此避免了损耗，达到降低每立方米淡
化海水的单位能源消耗目的。
德国 KSB
三大泵阀制造公司之一，目前在我国上海和大连也建有生产基地
集团是全球,
已成为中国泵阀市场的一个主要厂家。在海水淡化方面，它是世界上第一家为逆渗透海水淡
化处理提供这种全套解决方案的厂商，并已在埃及和马耳他等国安装使用，有着极佳的表现。