1前言

　　中國是水資源大國，同時也是人均水資源貧國，其人均水資源量為2220立方米，居世界第100位之后。近20年來中國沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位。但是沿海城市的缺水形勢極為嚴(yán)峻，沿海工業(yè)城市的人均水資源量大部分低于500立方米，處于極度缺水境況。

　　中國一方面淡水資源不足，而另一方面水污染非常嚴(yán)重。一般的城市污水可通過傳統(tǒng)的生化處理達標(biāo)排放，或進行深度處理之后實現(xiàn)資源回用，這方面國內(nèi)外都有眾多的工程實例，且研發(fā)活躍。而對于工業(yè)廢水特別是無機工業(yè)廢水，由于其無法生物降解，處理的難度較大，實現(xiàn)回用的實例更少，是廢（污）水處理的老大難問題。

　　海水淡化是解決沿海城市和地區(qū)淡水不足的有效措施之一，截止到2003年12月31日，全球范圍的淡化水產(chǎn)量已經(jīng)達到3775萬立方米/日，解決了1億多人的用水問題。歷經(jīng)50余年的發(fā)展，海水淡化成本大幅度降低，技術(shù)成熟程度顯著提高，不僅是沿海地區(qū)淡水供應(yīng)的有效選擇，而且利用海水淡化集成技術(shù)，還可以處理工業(yè)廢水，一方面從工業(yè)廢水中得到優(yōu)質(zhì)的淡水，實現(xiàn)水資源的高用途回用，同時對過程的濃縮水進一步處理，還可提取有用的物質(zhì)，實現(xiàn)環(huán)境與資源的雙贏。其產(chǎn)業(yè)化推廣不僅有望緩解我國沿海的淡水不足問題，在內(nèi)陸地區(qū)用于工業(yè)廢水處理，還可促進循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

　　2中國海水淡化技術(shù)的發(fā)展歷程

　　中國海水淡化技術(shù)是在政府支持和國家重點攻關(guān)項目驅(qū)動下發(fā)展起來的，電滲析、反滲透和蒸餾法（多級閃蒸、壓氣蒸餾和低溫多效蒸餾）等海水淡化技術(shù)的研究開發(fā)，都取得相當(dāng)大的進展。1958年首先開展電滲析海水淡化的研究，1967－1969年國家科委和國家海洋局共同組織了全國海水淡化會戰(zhàn)，同時開展電滲析、反滲透、蒸餾法等多種海水淡化方法的研究，為海水淡化事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　1965年，山東海洋學(xué)院化學(xué)系在國內(nèi)最先進行反滲透CA不對稱膜的研究；上世紀(jì)70年代進行了中空纖維和卷式RO膜及元件的研究，并初步工業(yè)化。“七五”以來，反滲透海水淡化技術(shù)的開發(fā)研究一直列入國家重點攻關(guān)項目，“七五”期間完成了中、低鹽度反滲透膜和組件的研制，建立了海島苦咸水淡化示范工程；“八五”期間，在中鹽度反滲透膜的研制方面取得了很大進展；“九五”攻關(guān)使新型的聚酰胺復(fù)合膜中試放大成功，結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備引進，現(xiàn)已生產(chǎn)聚酰胺復(fù)合膜產(chǎn)品。1997年在浙江舟山市嵊山鎮(zhèn)建造了500立方米/日反滲透海水淡化示范工程，噸水耗電5.5度以下，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)具有同等容量的世界先進水平。目前我國已建和在建的海水淡化裝置10多個, 以反滲透法為主，已建成最大反滲透海水淡化工程為5000 m3/d。另外，還開展了NF-RO集成海水淡化的研究。浙江玉環(huán)電廠的30000噸/日雙膜法海水淡化工程已完成招標(biāo)合同，建成后將成為國內(nèi)最大的海水淡化同類工程。

　　上世紀(jì)60年代原船舶工業(yè)部上海704研究所開發(fā)了5 m3/d級的壓汽蒸餾淡化裝置和利用柴油機缸套水余熱的閃蒸淡化裝置裝備艦船使用。70年代-80年代初，天津市科委支持了日產(chǎn)淡水百噸級的多級閃蒸中試研究，取得一定的設(shè)計參數(shù)和經(jīng)驗。80年代以后，國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所進行了30 m3/d規(guī)模的壓汽蒸餾裝置開發(fā)工作，其研究內(nèi)容包括30 m3/d豎管常壓壓汽蒸餾裝置和30m3/d水平管負(fù)壓壓汽蒸餾裝置（操作溫度72℃）以及30m3/dOTE/VC淡化裝置。以上研究工作取得的成果和過程中遇到的問題為后期研究積累了豐富的經(jīng)驗，對于我國蒸餾法海水淡化技術(shù)的發(fā)展起到了重要的推進作用。

　　1987年大港電廠從美國ESCO公司引進兩套3000 m3/dMSF海水淡化裝置，與離子交換法結(jié)合，解決鍋爐補給水的供應(yīng)，運轉(zhuǎn)至今取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益，自1994年開始參照引進的多級閃蒸海水淡化裝置，開發(fā)生產(chǎn)出日產(chǎn)1200 m3淡水的多級閃蒸系統(tǒng)原型中間試驗裝置。1998年完成安裝，此設(shè)備出水電導(dǎo)率在2.7～7μs/cm之間,產(chǎn)水量最大約45 m3/h，尚需進一步進行改進工作。

　　國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所研制的60 m3/d低溫雙效壓汽蒸餾工業(yè)試驗裝置于2003年3月投入運行，并裝瓶銷售。此舉不僅解決了海水淡化裝置從單效變多效的效間接口問題，而且在工業(yè)規(guī)模上驗證了蒸發(fā)/冷凝的傳熱系數(shù)和污垢系數(shù)[2，3]，為工業(yè)規(guī)模的多效蒸餾裝置的設(shè)計和制造奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　2004年6月由國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所設(shè)計的3000 m3/d的低溫多效蒸餾海水淡化工程在山東黃島發(fā)電廠一次試車成功并通過9個多月的運行考驗。該裝置系國內(nèi)第一臺完全自主知識產(chǎn)權(quán)的多效蒸餾海水淡化裝置，裝置的國產(chǎn)化率達99%。該裝置的建設(shè)完成表明我國已初步掌握大型低溫多效蒸餾海水淡化的成套技術(shù)。另外，10000 m3/d的多效蒸餾示范工程已完成設(shè)計，近期將開工建設(shè)。

　　除了自主設(shè)計建造的蒸餾淡化工程外，2003年河北黃驊發(fā)電廠簽約從法國Sidem公司引進2×10000 m3/d熱壓縮多效蒸餾海水淡化裝置，將于2006年下半年投入運行。2004年，天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)簽約從美國WEIR熱能公司引進10000 m3/d低溫多效裝置，計劃于2005年底投入運行。

　　3海水淡化典型案例

　　3.1 長?？h海水淡化工程

　　長?？h1000 m3/d反滲透海水淡化工程于1998年8月開始設(shè)計，同年10月底開始建設(shè)，于1999年6月正式運行，11月舉行了竣工典禮。

　　2001年縣政府決定對第一期工程進行擴容改造，使淡化水的總產(chǎn)量達到1500m3/d。在沒有增加廠房的前提下對首期工程進行了擴容，改造后的能量回收系統(tǒng)采用國際最先進的壓力交換回收裝置，高壓泵由過去的柱塞式變成離心式，使得淡化裝置的運行噪音從110分貝降

　　低到80分貝以下，改善了操作環(huán)境，工程改造和擴容的總投資470萬元，改造后系統(tǒng)的運行成本

 　　3.2 滄州化學(xué)工業(yè)股份公司高濃度苦咸水淡化工程

　　該項目包括：4套反滲透淡化系統(tǒng)，每一套系統(tǒng)的日產(chǎn)水量為4500m3，系統(tǒng)總產(chǎn)水量18000m3/d。預(yù)處理采用單級的細(xì)砂多介質(zhì)過濾，每一套系統(tǒng)由6個直徑3.2米的過濾器組成,運行中采用5用1備的模式。工程于2000年10月試運行，2001年3月舉行竣工典禮。有關(guān)該工程的投資和運行數(shù)據(jù)。

　　3.3 天津市1000m3/d海水淡化示范工程

　　該示范工程由天津市科委主導(dǎo)，國家海洋局天津海水淡化研究所進行技術(shù)集成，2003年底建成投產(chǎn)，有關(guān)技術(shù)指標(biāo)為：噸水動力消耗4kWh，運行成本（含加熱費用）低于5元。除了為天津港散貨物流碼頭提供用水外，示范工程還優(yōu)化高污染寒冷地區(qū)海水反滲透的工程技術(shù)，在此基礎(chǔ)上搭建技術(shù)平臺，為環(huán)渤海地區(qū)海水反滲透海水淡化提供標(biāo)準(zhǔn)工藝流程。有關(guān)工程的投資和運行數(shù)據(jù)。

　　3.4 黃島發(fā)電廠3000m3/dMED淡化工程

　　黃島發(fā)電廠3000m3/dMED海水淡化工程由國家海洋局天津海水淡化所提供施工圖設(shè)計，華歐電力工程公司負(fù)責(zé)設(shè)備加工和安裝，工程總投資2400萬元。該工程于2003年5月開始開工建設(shè)，2004年6月竣工并開始試運行，2004年9月投入正式運行，電廠的鍋爐補水已全部由該淡化裝置的產(chǎn)品水所取代。

　　該裝置由九效蒸發(fā)/冷凝器及一效冷凝器（不含蒸發(fā)）組成，成一字形排列，裝置總長度67米，蒸發(fā)器直徑4米，裝置基礎(chǔ)占地64.6米×7米。日產(chǎn)淡水3000 m3，產(chǎn)品水含鹽量5mg/l,造水比約為10，噸水動力消耗1.65kWh(含取水耗電)，主要用于電廠鍋爐補水。該工程的有關(guān)技術(shù)參數(shù)和運行成本。