（一）现状和趋势

海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。早在20世纪50年代，为解决“水的危机”，美国从1952年起专设盐水局，1974年后转为资源技术局，不断推进水资源和脱盐的技术进步。1973年日本通产省下设造水促进中心，专门研究节能的脱盐技术。欧洲则在尤里卡等计划下推动海水淡化的发展。目前主要的技术是蒸馏法和膜法，蒸馏法是30年代开始的，现在以多级闪蒸（MSF）为主，膜法是50年代开始的，现在以反渗透法（RO）为主。

目前世界上脱盐水产量达2270万m3/d，主要解决饮用水，其中海水淡化为1337万m3/d，海水淡化中MSF法占76%，主要在中东地区，但呈下降趋势（1989年占84.4%），RO法占14%，呈迅速上升趋势（1989年仅占5.6%）。基于反渗透膜的进步和能量回收技术的高效，RO法海水淡化能耗已降到3kW·h/m3，所以具有极强的竞争力和扩大的应用潜力。

我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。1958年，首先开展电渗析海水淡化的研究。1967～1969年，国家科委和国家海洋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研究，为海水淡化事业的发展奠定了基础。1974年，经国务院批准，中科院和国家海洋局共同组织召开了全国首届海水淡化科技工作会议，制定了发展规划，促进了西沙永兴岛200m3/d电渗析海水淡化站的建设，标志着电渗析海水淡化技术已经成熟。从“七五”以来，反渗透海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器的研制，建立了海岛苦咸水淡化示范工程。“八五”期间，在海水淡化用反渗透膜的研制方面取得了很大进展，中空纤维膜脱盐率可达到99%，反渗透复合膜也接近海水淡化的使用要求。1997年，在浙江嵊山镇建造了500m3/d反渗透海水淡化示范工程，填补了我国空白，出水水质优于自来水，吨水耗电5.5kW·h以下，技术经济指标具世界先进水平，正着力推广应用，推进反渗透海水淡化技术的产业化。

蒸馏法海水淡化技术也已进行几十年的研究。压气蒸馏是近20年来国内发展最快的蒸馏技术，日产数吨水的装置多装在船上，日产数十吨水的装置多用于蒸馏水制造。“低温压汽蒸馏海水淡化技术研究”列为“九五”攻关项目，取得较大进展。引进的两台3000m3/d的多级闪蒸海水淡化装置，于1990年运转，在技术的消化吸收方面已作了许多工作。“低温多效蒸馏技术”已列入“九五”国家攻关项目，计划于2001年引进2×3000/m3/d的低温多效海水淡化装置。

随着沿海岛屿和地区经济的发展，水资源的严重短缺，以及海水淡化成本的降低，对海水淡化的需求越来越大，近年来有迅速增长的势头。仅舟山和长岛近几年内将逐步建成总容量近2万t/d的数个海水淡化站。滨海电厂和缺水城镇也在考虑海水淡化。2010年，滨海电厂将新增电力3500万kW，日需锅炉优质水18万m3，为发展海水淡化创造了需求条件。华北、东北和华东部分地区的缺水城市也可以考虑以海水淡化解决某些情况下的应急用水。

（二）技术问题

RO法海水淡化厂最大规模达20万m3/d，由海水提取系统、预处理系统、反渗透系统、后处理系统、能量回收系统、供电系统和控制监测系统等构成。由于膜脱盐率高，单级即可将海水淡化为饮用水，这可解决城市用水问题。反渗透中型淡化厂200～2000m3/d很适于岛屿用水的供应，也有的地区造一淡化船，可交替地给不同岛屿供水，岛上只设蓄水系统即可。日产1～20m3的小型RO器适于舰船、渔船、海上钻井平台和岛屿上的个体用户，满足船、台等长期海上工作的需求。

多级闪蒸由预处理、盐水加热、热回收和排热四单元组成。适用于大型海水淡化，但设备动力耗电高，易腐蚀和结垢。现代的多效蒸发通常在低温段操作，腐蚀和结垢较轻，可利用废热造水以降低成本，适于热电与水联产。下面是海水淡化的两个实例。

1.日本冲绳县大规模海水淡化设施概要

（1）设施概要。

建筑面积　　约9000m2

设施规模　　4000m3/d（生产水量）

淡化方式　　反渗透法（RO法）

回收率　　　40%

预处理设备　直接凝集2级过滤方式

高压泵设备　多级漩涡

膜的种类　卷式，交联芳香族聚酰胺系复合膜

膜单元　　　500m3/（d×台）

取水方式　　海底取水管方式

排放方式　　水中扩散排放方式

总事业费　　约347亿日元

（2）流程图。

（3）造水成本。造水成本的预算，因设施规模、现场条件、资金计划和运转条件等因素，建设费用和运转费用有很大差异，很难按一般的标准预算。造水成本是按①总事业费约347亿日元，②设施规模4万m3/d，③运转率90%，④回收率40%，⑤年限20年，⑥国家补助率85%这6条计算的。

如按上述6条计算，估计每立方米淡水约170日元，如果没有补助金，其成本约344日元。特别明显的是在约170日元成本中，动力费占整个成本比例最大约33%，其次为投资折旧费。如果从维修管理费用方面来看，膜更换费用和药品费比率较高。

2.天津大港电厂的海水淡化

该厂用海水淡化生产热力系统补充水，两套从美国ESCO公司引进的多级闪蒸海水淡化装置，每套产水量为3000m3/d。装置共39级，37～39级为热排放段，1～36级为热回收段。每套装置运行时需750m3/h海水，其中进入热回收段为300m3/h，产淡水125m3/h，其他（175m3/h）作为浓海水排放；其余的在热排放段排放。海水（含盐量为35000～40000mg/L）进入该装置先作为冷却介质，然后大部分被排放，其他的进入热回收段，使各级闪蒸出来的蒸汽冷凝成水，本身也逐级被加热，再经盐水加热器将其温度加热到106～110℃，然后进入闪蒸室蒸发，产生的蒸汽被冷凝成水，即得到所谓的淡化水，含盐量在3～7mg/L。再经离子交换器处理，即制得高纯度的除盐水，作为热力系统的补充水。

（三）经济分析和预测(www.daowen.com)

表7-5和表7-6分别给出海水淡化方案的投资和运行费用比较。

表7-5　几种海水淡化方案比较

表7-6　MSF和RO的投资费用和运行费用

下面是长岛1000m3/SWRO示范工程的投资的成本概要：

（1）总投资（万元）。

取水设备　　　　　　　　　　13.6

预处理设备　　　　　　　　　63.9

高压泵　　　　　　　　　　　38.7

反渗透装置　　　　　　　　　337.6

产品水后处理设备　　　　　　5.0

中央监控设备　　　　　　　　36.9

仪表、阀门和药剂等　　　　　61.0

土建厂房　　　　　　　　　　173.6

设备运输、设计、安装和调试　34.0

合计　　　　　　　　　　　　732.6

（2）制水成本（元/m3淡水）。

膜更换费　　　　　　　　　　　　　　　0.28

维修费　　　　　　　　　　　　　　　　0.23

试剂费用　　　　　　　　　　　　　　　0.40

电费（用电5.0kW·h/m3）　2.40［0.35元/（kW·h）］

折旧费　　　　　　　　　　　　　　　　1.68

劳力　　　　　　　　　　　　　　　　　0.41

合计　　　　　　　　　　　　　　　　　5.13

据海水淡化技术的进步和国民经济发展的需求，对海水淡化预测如表7-7所示。

表7-7　海水淡化初步预测