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摘要:中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件,但研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。本文以青岛百发海水淡化有限公司为实例,对海水淡化产业的特点和优势进行了分析,并对有关于海水淡化的定义及方法进行了论述,对百姓对海水淡化中的疑问给予了解释。
关键词:海水淡化;特点;优势
中图分类号:P747文献标识码: A
1.案例介绍
青岛百发海水淡化有限公司由由西班牙Befesa CTA Qingdao S.l与青岛碱业股份有限公司、青岛海润自来水集团有限公司于2008年10月共同投资1.09亿欧元(约1.51亿美元)成立,将采用国际先进的海水淡化技术为岛城供水。公司现有员工600多人,其中技术员工120人。2011年正在建设的百发海水淡化项目是青岛百發海水淡化有限公司负责,也是我国目前最大的中外合资项目,该项目建成后,每天将有10万吨淡化海水通过市政管网直接进入市民家庭,占到青岛市区供水量的15%到20%。到2015年,青岛海水淡化能力将达到40万立方米/日,海水淡化产业总产值达到120亿元,带动相关行业产值增加400亿元
2.有关于海水淡化的定义及方法
2.1关于海水淡化的定义。海水淡化是指通过物理或化学方法脱除原水中的大部分盐类,使处理后的原水变为符合规定用水标准的淡水的技术总称。海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。
2.2海水淡化方法。主要包括蒸馏法、冷冻法、反渗透法、电渗析法等几大类,大规模应用的以蒸馏法、反渗透法为主。
2.2.1蒸馏法是指将海水加热汽化,再使蒸汽冷凝得到淡水,目前中东、美洲等大型海水淡化厂大多采用此技术,黄岛发电厂3000立方米/日的海水淡化装置也采用蒸馏法。但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。
2.2.2冷冻法即冷冻海水使之结冰,在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。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。与蒸馏法相比,冷冻海水淡化法腐蚀、结垢轻,预处理简单,设备投资小,并可处理高含盐量的海水,但冷冻法同样要消耗不少的能源,而且得到的淡水味道却不佳,因此难以使用。
2.2.3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。
2.2.4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。
3.海水淡化的特点和优势
3.1从土地占用方面来看,传统供水设施占用农田较大,长距离的输水管网更要占用大量土地,而海水淡化设施一般不需要建长距离输水管网,可以直接连接城市管网。
3.2从资金占用来看,水库建设基本靠财力投资,而且建成后需每年投入大量资金维护,而淡化设施则可采用项目融资等市场方式,只需投入部分财力。
3.3从资源占用方面来看,淡水可利用资源有限,传统供水方式仅可改变淡水资源空间分布,不能增加淡水资源总量,而海水资源则取之不尽用之不竭,可促进资源再生。
3.4从生态影响方面来看,传统水方式会加剧生态用水短缺,发展海水淡化则意味着还淡水于自然,有良好的生态效益。
3.5从可操作度来看,大型的供水设施前期工作复杂,而淡化设施规模和布局灵活,对环境影响小,项目操作简单。由此可见,海水淡化的产业拓展空间巨大。
专家认为,依托环境资源优势大力发展海水淡化产业对于缓解淡水资源紧张,实现生态资源可持续发展,建设节约型社会具有重要的意义。
4.加强海水淡化,提升核心竞争力。
4.1是提高认识水平,准确把握海水淡化是水资源的重要补充和战略储备的战略定位。未来20年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机,中国应占有充分份额。根据全国海水利用专项规划,到2010年,中国海水淡化规模将达到每日80万至100万吨,2020年中国海水淡化能力达到每日250万至300万吨,尤其是国家积极支持海水淡化产业,中国海水淡化产业发展前景广阔。
4.2是强化政策宣传引导。相比于专家们的信心满怀,喝惯了黄河水的普通市民们却有着自己的担心。市民担心经过淡化的海水是否能达到相关标准,因为淡化海水的PH值呈弱酸性,长期饮用是否会破坏体内的酸碱平衡。另外,淡化海水属于软水,缺乏必要的矿物质和营养成分,长期饮用是否会对人体的健康造成不利。专家称技术可保证淡化海水的水质。例如青岛百发海水海水淡化项目采用双膜法,就是将加压后的海水通过半透膜进行分离,水分可以通过半透膜,而其他物质不能通过薄膜,经过一级甚至二级反渗透,从而获得淡水,此时水中所有的污染物质全部去除掉,水中矿物质含量少、碱度低,的确不能直接饮用。但经过淡化的水在进入市政管网之前,还要进行调节,通过加入二氧化碳和一些离子,把它调节到跟地表水所取的相接近的水质条件,最终经过处理的淡化海水水质完全符合我国《生活饮用水卫生标准》的106项指标要求,从而保证对水质进行了保证。
4.3是采取多项措施提高市场竞争力。加强关键技术和装备研发,提高海水淡化关键设备、成套装置研制能力和技术集成水平;提高工程技术水平,积极研究开发海水淡化各环节的工程技术和成套装置;培育海水淡化产业基地,造就一批具有国际竞争力的海水淡化装备制造企业和工程设计建设企业;组建海水淡化产业联盟,使分散的各类资源和能力形成合力参与市场竞争,形成完善的产业链,积极推广应用,提升我国海水淡化产业发展的整体水平。
4.4是健全法律法规。从资源开发、环境保护、安全供给和产业发展等方面对海水淡化产业发展进行引导和规范。建立保障支撑体系,保障海水淡化产业健康快速发展。
结语:综上,本文通过对海水淡化产业的特点和优势进行了分析,并对有关于海水淡化的定义及方法进行了论述,最后给出了加强海水淡化,提升核心竞争力的措施。
参考文献:
[1] 秦天玲,严登华,宋新山.我国水资源管理及其关键问题初探[j].中国水利,2011.
[2] 吕荣胜,王潇雨.天津水资源危机及其对策探讨[j].长春理工大学学报(社会科学
[3] 冯厚军.海水淡化的技术路径[j].高科技与产业化,2011.
关键词:海水淡化;特点;优势
中图分类号:P747文献标识码: A
1.案例介绍
青岛百发海水淡化有限公司由由西班牙Befesa CTA Qingdao S.l与青岛碱业股份有限公司、青岛海润自来水集团有限公司于2008年10月共同投资1.09亿欧元(约1.51亿美元)成立,将采用国际先进的海水淡化技术为岛城供水。公司现有员工600多人,其中技术员工120人。2011年正在建设的百发海水淡化项目是青岛百發海水淡化有限公司负责,也是我国目前最大的中外合资项目,该项目建成后,每天将有10万吨淡化海水通过市政管网直接进入市民家庭,占到青岛市区供水量的15%到20%。到2015年,青岛海水淡化能力将达到40万立方米/日,海水淡化产业总产值达到120亿元,带动相关行业产值增加400亿元
2.有关于海水淡化的定义及方法
2.1关于海水淡化的定义。海水淡化是指通过物理或化学方法脱除原水中的大部分盐类,使处理后的原水变为符合规定用水标准的淡水的技术总称。海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。
2.2海水淡化方法。主要包括蒸馏法、冷冻法、反渗透法、电渗析法等几大类,大规模应用的以蒸馏法、反渗透法为主。
2.2.1蒸馏法是指将海水加热汽化,再使蒸汽冷凝得到淡水,目前中东、美洲等大型海水淡化厂大多采用此技术,黄岛发电厂3000立方米/日的海水淡化装置也采用蒸馏法。但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。
2.2.2冷冻法即冷冻海水使之结冰,在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。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。与蒸馏法相比,冷冻海水淡化法腐蚀、结垢轻,预处理简单,设备投资小,并可处理高含盐量的海水,但冷冻法同样要消耗不少的能源,而且得到的淡水味道却不佳,因此难以使用。
2.2.3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。
2.2.4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。
3.海水淡化的特点和优势
3.1从土地占用方面来看,传统供水设施占用农田较大,长距离的输水管网更要占用大量土地,而海水淡化设施一般不需要建长距离输水管网,可以直接连接城市管网。
3.2从资金占用来看,水库建设基本靠财力投资,而且建成后需每年投入大量资金维护,而淡化设施则可采用项目融资等市场方式,只需投入部分财力。
3.3从资源占用方面来看,淡水可利用资源有限,传统供水方式仅可改变淡水资源空间分布,不能增加淡水资源总量,而海水资源则取之不尽用之不竭,可促进资源再生。
3.4从生态影响方面来看,传统水方式会加剧生态用水短缺,发展海水淡化则意味着还淡水于自然,有良好的生态效益。
3.5从可操作度来看,大型的供水设施前期工作复杂,而淡化设施规模和布局灵活,对环境影响小,项目操作简单。由此可见,海水淡化的产业拓展空间巨大。
专家认为,依托环境资源优势大力发展海水淡化产业对于缓解淡水资源紧张,实现生态资源可持续发展,建设节约型社会具有重要的意义。
4.加强海水淡化,提升核心竞争力。
4.1是提高认识水平,准确把握海水淡化是水资源的重要补充和战略储备的战略定位。未来20年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机,中国应占有充分份额。根据全国海水利用专项规划,到2010年,中国海水淡化规模将达到每日80万至100万吨,2020年中国海水淡化能力达到每日250万至300万吨,尤其是国家积极支持海水淡化产业,中国海水淡化产业发展前景广阔。
4.2是强化政策宣传引导。相比于专家们的信心满怀,喝惯了黄河水的普通市民们却有着自己的担心。市民担心经过淡化的海水是否能达到相关标准,因为淡化海水的PH值呈弱酸性,长期饮用是否会破坏体内的酸碱平衡。另外,淡化海水属于软水,缺乏必要的矿物质和营养成分,长期饮用是否会对人体的健康造成不利。专家称技术可保证淡化海水的水质。例如青岛百发海水海水淡化项目采用双膜法,就是将加压后的海水通过半透膜进行分离,水分可以通过半透膜,而其他物质不能通过薄膜,经过一级甚至二级反渗透,从而获得淡水,此时水中所有的污染物质全部去除掉,水中矿物质含量少、碱度低,的确不能直接饮用。但经过淡化的水在进入市政管网之前,还要进行调节,通过加入二氧化碳和一些离子,把它调节到跟地表水所取的相接近的水质条件,最终经过处理的淡化海水水质完全符合我国《生活饮用水卫生标准》的106项指标要求,从而保证对水质进行了保证。
4.3是采取多项措施提高市场竞争力。加强关键技术和装备研发,提高海水淡化关键设备、成套装置研制能力和技术集成水平;提高工程技术水平,积极研究开发海水淡化各环节的工程技术和成套装置;培育海水淡化产业基地,造就一批具有国际竞争力的海水淡化装备制造企业和工程设计建设企业;组建海水淡化产业联盟,使分散的各类资源和能力形成合力参与市场竞争,形成完善的产业链,积极推广应用,提升我国海水淡化产业发展的整体水平。
4.4是健全法律法规。从资源开发、环境保护、安全供给和产业发展等方面对海水淡化产业发展进行引导和规范。建立保障支撑体系,保障海水淡化产业健康快速发展。
结语:综上,本文通过对海水淡化产业的特点和优势进行了分析,并对有关于海水淡化的定义及方法进行了论述,最后给出了加强海水淡化,提升核心竞争力的措施。
参考文献:
[1] 秦天玲,严登华,宋新山.我国水资源管理及其关键问题初探[j].中国水利,2011.
[2] 吕荣胜,王潇雨.天津水资源危机及其对策探讨[j].长春理工大学学报(社会科学
[3] 冯厚军.海水淡化的技术路径[j].高科技与产业化,2011.