海水淡化技术集成的研究进展

海水淡化技术集成的研究进展（精选4篇）

篇1：海水淡化技术集成的研究进展

创新海水淡化技术 领跑海水淡化产业

访以色列IDE海水淡化技术有限公司总裁Avshalom Felber与北京代表处总经理王双成先生

IDE自1965年成立以来，一直专注于海水淡化领域，是世界海水淡化的先驱者和领导者。四十多年来在40多个国家和地区建立了400多家水厂，它的代表作——以色列阿什克隆、海德拉和索莱克海水淡化工厂这些世界最大的海水淡化水厂在全球反渗透领域具有里程碑的意义。2005年IDE进驻中国市场，并建成中国最大的热法海水淡化工厂——天津北疆电厂海水淡化厂（每日20万立方米），为中国的海水淡化事业添上浓墨重彩的一笔。IDE目前的发展情况如何？面对竞争日益激烈的中国海水淡化市场，IDE怎样从容应对？对于未来，IDE又是如何布局和规划？为此，《水工业市场》杂志采访了以色列IDE海水淡化技术有限公司总裁Avshalom Felber先生与北京代表处总经理王双成先生。

水工业市场：请简单介绍一下天津北疆电厂海水淡化项目一期工程目前的运行状况，二期工程目前的建设情况如何？此外，IDE在中国还取得了哪些业绩？

Avshalom Felber：天津北疆电厂是IDE的低温多效LT-MED技术在中国的首次运用，这其中有很多优势体现在项目中，低温多效最主要的特点之一是高效率、低耗能，北疆电厂的造水比为1吨蒸汽可以制造淡水13-15吨，而通常在同行间一般为1吨蒸汽只能制造淡水7-9吨；吨水耗电量为1度左右，而行业内的吨水耗电量为1-1.5度。北疆电厂海水淡化装置有机地与电厂本身进行整合，电厂的余热蒸汽通过低温多效技术得以调控，达到水电联产。

王双成：天津北疆电厂二期工程基本已经安装结束，马上进入调试阶段，一期项目运行状况良好。从技术层面上看，该工程采用的都是IDE当今最新的技术。从2009年开始运行至今，第一期10万吨/天的淡化装置运行非常良好，第二期10万吨/天的项目在今年下半年也将投入运行，天津国投北疆电厂低温多效淡化项目对推动我国热法海水淡化技术在工业领域里的应用起到一个非常好的示范作用。目前，国家陆续出台了一系列海水淡化的规划政策，相信在天津市政府的引导下，该电厂高纯度的水送出将缓解天津市缺水的困境。

由于国内海水淡化市场处于培育期，除了天津北疆电厂之外，其他一些项目都还在早期准备和招投标阶段，包括电力、化工冶金行业的一些项目。

水工业市场：中国海水淡化市场的现状和趋势如何？IDE在中国的海水淡化市场发展情况如何？随着我国政府对海水淡化产业的重视和支持，众多国内企业纷纷崛起以及国外企业的进入，对IDE在中国的海水淡化市场发展带来怎样的挑战？

王双成：中国是一个严重缺水的国家，开源节流应为缓解缺水问题的唯一举措。为达到这一目的，海水淡化是一种快速、有效的方法，对缓解我国水资源严重紧缺是一个非常有力的补充。在政府的引导下，沿海各地纷纷提出建立海淡水厂的需要，相信在不久的将来海水淡化水将进入千家万户。诚然，这也带来一个新的海水淡化产业的浮现，尽管海水淡化项目各异性极强，不少参差不齐的海淡装置供应商蜂拥而至。就目前而言，我国的海水淡化市场依然在积极的培育期中，诸多项目还不成熟，另一方面，海水淡化市场的需求潜力与淡化装置供应不平衡。按照经济规律，应该在市场需求的策动下决定供求关系，通过政府协调和鼓励，解决水资源短缺应是首要解决的问题，但从实际情况来看，却是一方面国家大力推广海水淡化设备、技术，导致众多海水淡化公司一拥而上；而另一方面由于国家鼓励使用淡化水的政策不到位，导致海水淡化市场依然不成熟抑或在孕育中，供需矛盾突出。

以色列为常年干旱地区，全国每年饮用水需求量7.5亿立方米以上，在过去的10年里，共建有5个海水淡化厂，IDE建造了其中三个世界上最大的海水淡化厂，到2015年，以色列全国将有70%的饮用水来自海水淡化水。以色列政府非常自豪地宣称：“我们将彻底摆脱水短缺的困境！”短短十年以色列解决了中东地区最大的缺水问题，这是一个很好的解决水资源短缺的先例。但在我国却要首先解决市场机制问题，只有在国家相关配套政策的鼓舞下，才能大力开展海水淡化水的应用和市场运行，根据市场需求有机地发展海水淡化行业。

面对主要缺水的矛盾，国内很多人把对解决水资源短缺的海水淡化开发，当成是对海水淡化技术的研发，从而将解决缺水的实际现状滞后，存在“市场冷而供应热”这种衔接不紧密的情况。当前，海水淡化应用市场仍在等待优惠政策推广中，即便技术已成熟，何时才能将价格合理的淡化水与应用市场挂钩，也是一个非常棘手的问题。

在海水淡化市场孕育期，IDE公司十分乐于和国内海水淡化的投资者合作。通过合作，将国际上最先进的技术和经验引进到国内建造的水厂里，使得国际上成功的经验体现在水厂高效的运营和低廉的水价上！

至于竞争，我认为目前国内的海水淡化无论是从设备造价、技术水平还是产水水质上，与国外相比还有相当大的差距，对国际海淡公司而言，要做到技术与市场结合、与国内企业合作，从而达到高技术装备和低水价的理想结合，水价是衡量海水淡化高科技的标准。

随着近几年进入海水淡化行业的企业逐渐增多，相信我国海水淡化市场的潜力很大，但要完善这个机制还需很长一段时间。很多人对海水淡化这个行业并不了解，随着市场的推广，可以使人们逐渐了解海水淡化，投资海水淡化行业，打造解决我国水源不足的另外一个渠道，为海水淡化市场创造一个繁荣的景象。

众所周知，IDE海水淡化技术在世界上处于领头羊地位，IDE愿意联手国内同行为海水淡化行业做出自己的贡献。

水工业市场：热法和膜法脱盐淡化技术是IDE的核心优势，但传统的热法和膜法脱盐都无法避免高能耗的问题，导致海水淡化水的成本很高，IDE在海水淡化工程运行中如何实现节能降耗、降低成本？在中国工程的投建、运营过程中遇到过哪些难题？如何解决？

王双成：良好的热法和膜法技术能耗都不高，任何海水淡化技术都是以消耗能源来制水的。IDE在40多年前就已考虑应该如何降低成本：第一，由于热法的成本中几乎50%来自于能源成本，设备成本仅占水价的47%，因此IDE采用70℃的蒸汽，作为热法装置的驱动力，廉价的能源来源可以减少很大一部分的能源开销；第二，提高造水比，天津北疆电厂的项目1吨高压蒸汽可以生产15吨水，达到世界之最。尽管高压蒸汽的价格较高一些，但相应的高造水比能够抵消蒸汽的价格成本，也从技术上解决了水价成本高的问题，从而使水价降低；第三，膜法技术靠电能驱动，行业内制吨水一般为4度以上的耗电，而IDE的索莱克项目通过专利的能量回收系统、压力中心、在线冲洗技术以及加入自己研制的化学药剂等方法，各种优势优化结合，从而达到世界上海水淡化膜法最先进的技术水平，吨水能耗只有3.4-3.6度电，水价仅57美分/吨左右。可以说，IDE已经走出了低耗能、高产水的路子，而且这些技术随时可以在中国随着海淡项目的推广而使用。

海水淡化是一个系统工程，是技术综合整合优化的过程而不是装置部件的简单组合。国内很多人一谈到海水淡化就是膜、UF等等简单的名词，其实这是一个误区，我们必须要有一个整体的概念来审视海水淡化。建造一个海水淡化项目，首先要考虑出水的用途、海水水质、能源来源等情况，来决定项目的预处理、采用的优化技术种类等，然后是进行场地选址、工程设计等，过程繁复、细节琐碎。但国内业界却在这方面的关注并不多，而对其中的膜部件生产、研究热法部件流程感兴趣，我认为这是对海水淡化的误解。比如采用膜法的项目，膜对海水环境温度很敏感，一般必须保持在20℃左右，但我国北方沿海地区在冬季并不适合采用膜法海水淡化技术。

Avshalom Felber：我们采用IDE的技术在中国制造装置，同时为满足项目需要，基于中国的制造技术，把产品出口到智利、印度等国。我们认为中国有很大的国产化的潜能，大到大型工厂的建造，小到玻璃管道的生产，中国都可以提供。在中国生产设备对IDE而言是一个很大的挑战过程，从设计到转化为实体的细节，不同国家都有不同的水平标准，但我们都能把这些不同转变成通用。当遇到问题时，IDE通常派出专家到国内制造厂，与工厂人员一起携手完成技术转换，并完成产品的制造。从长期来看，IDE将按照中国的政策要求趋势进行扩大国产化措施，使以色列的项目技术在中国达到项目集成，按照要求完成。

水工业市场：为降低能耗，海水淡化技术集成成为趋势，尤其对于特大型海水淡化项目而言，热膜耦合工艺成为一种选择。介绍一下关于热膜耦合工艺的特点、应用现状与发展趋势，以及IDE对于此工艺的应用情况？

Avshalom Felber：无论热法还是膜法，IDE都处于世界领先的地位，两种技术在降低能耗、降低化学品的运用方面，是世界上最先进的。需根据当地的项目条件、水质情况来决定采用哪种海水淡化工艺，根据工业用水还是民居用水等用途和项目条件的不同，考虑采用反渗透或者低温多效的技术，工艺要与项目条件结合起来，IDE可以在一个水厂里采用这两种不同的工艺进行海水淡化装置。就这两种技术而言，IDE拥有世界上最大的两个海水淡化项目。在以色列的索莱克地区，IDE建造了世界上最大的反渗透海水淡化工厂，通过16英尺膜的运用，节省了大量的土地和辅助的装置设施，这个项目使IDE奠定了世界上建造海水淡化最低水价项目的企业地位，产品水作为市政和居民用水。独特的立式布局使整套设备运行、维修更加方便。

热膜耦合技术适合运用于大型和超大型海水淡化项目，根据用水需求的不同，采用热膜耦合能量平衡工艺使项目达到要求。IDE也正在对热膜耦合工艺进行初步的运用，在前期设计中，根据要求运用该工艺。下一步会集中精力在这方面有所突破。

水工业市场：在IDE以色列索莱克项目中，将16英尺的膜组件以垂直的方式布局以及独特的除硼系统，是全球首创的、唯一的技术。那么IDE下一步的技术研发重点将有哪些？

Avshalom Felber：IDE开发了一种集装箱式的小型海水淡化装置，运用于海岛的海水淡化饮用水，产水规模可以达到300-20000吨/天。“麻雀虽小但五脏俱全”，这种装置浓缩了IDE大型海水淡化装置的所有技术成果，拔插式的装置使用起来非常方便。该设备最大的特点是：第一，无需任何化学药剂，无论是在预处理阶段，还是对膜的处理，都不需要添加任何化学药剂，达到完全绿色生产。第二，安装、操作运行简单，并能进行远程控制。该装置最初是运用在海岛小型海水淡化上，实现了全球首例无需化学药剂的技术成果，现在将这一技术反过来运用在大型海水淡化装置中，逐渐使IDE所有的海水淡化项目都实现不添加化学药剂。

在研发方面，IDE主要集中在三个方面来面对整个全球市场：第一，强化热法工艺的高效，主要体现在材料运用，更进一步降低能源消耗；第二，在膜法方面拥有了一系列的专利技术，包括进一步降低能耗，在预处理方面采用一些新的技术，达到无化学药品预处理的方案，这些都是IDE最新的技术。通过项目实施开发一种绿色环保的膜法海水淡化设备，无需化学药品，产水规模为小型装置，这项技术为世界环保打开一条新的出路，使IDE在环保海水淡化方面走在了世界最前列；第三，通过膜工艺的概念设计，产生能源，从而随意调整海水淡化出水的浓度。此外，还利用太阳能、风能等新能源与IDE的装置相结合，向低耗能挑战，达到最好的结果。

王双成：IDE始终坚持技术研发，在建的索莱克海水淡化项目产水规模为65万吨/天，使用了世界上最先进的海水淡化技术：第一，使用16英尺的膜组件，与8英尺的膜组件相比，多了4.3倍的制水面积，优点主要有：

1、在原有的膜面积上提高了制水比；

2、减少了膜组件数量（与阿什克隆水厂比，节省了12万支膜组件），后期维护小，降低成本；

3、采用立式布局，利用重力作用使制水能耗更少，同时减少昂贵主管道的长度和口径，减少投资。第二，提出“三中心理论”，将项目的膜中心、泵中心、冷暖回收中心分离开来，独立实施，互不影响，可以单独进行修理维护。第三，独立研发出拥有技术专利的能量回收系统，使能量回收率达到96%，大大降低能耗，整个项目运行40%的能量来自自我系统循环，从而降低成本。

此外，还有一些项目施工和运行经验也是值得推广的，比如在海水淡化的预处理阶段采用混凝土预制，而不是现场制造。在索莱克项目中，每天大约有140万立方米的海水进入到预处理池中，而这个预处理池只用了一个星期就建设完成！IDE一面在工程建设前做场地准备，另一面在工厂中定制所需的配件，两者同时进行，通过工隙时间控制好预算，掌握全局。所以说，IDE项目中的每一步都包含着高科技的研发。

为使海水淡化项目更为灵活，IDE在2011年9月研发出世界上首例无化学药剂的小型海水淡化装置，叫“ProGreen”——绿色能源集装箱式海水淡化装置，规模从300-20000吨/天不等，无需添加任何化学药剂。该装置最大的特点是通过生物法替代化学法进行海水淡化预处理。因为在海水淡化过程中难免有杂质附着在膜表面上，通常做法是当膜表面的杂质达到一定厚度时，用化学药剂进行清洗，这对膜是有损害的。IDE首创“DOC”在线清洗系统，在海水淡化项目运行过程中，当膜表面略微有些附着物时，会产生压力差，通过自身压力将附着物推出去，能使膜的寿命延长7-10年，提高设备利用率，降低水价成本。这样的小型装置也可以在中国使用，主要运用在工业、海岛，无需建造厂房，灵活性好。

水工业市场：IDE拥有先进的海水淡化技术和丰富的经验，在如何适应中国市场、实现本土化方面，IDE做了哪些努力？未来IDE在中国市场有何新的布局与具体的计划？

Avshalom Felber：IDE从1997年开始就在中国推广海水淡化，从那个时候起IDE就开始关注中国海水淡化的政策实施、项目进展等情况，可以很自豪地说：IDE是为中国海水淡化行业贡献最大的企业之一，尤其是天津北疆电厂项目的实施。我们相信随着生活水平的提高、社会工业的发展，海水淡化的市场会越来越大。所以我们计划在中国进行长时期的海水淡化推广，也愿意与中国的同行公司进行合作，以取得更大的成果。我们相信以IDE优秀的海水淡化技术为背景与国内合作伙伴强大的资金市场做支持，再结合IDE技术与国内设备的制造，可以提供一个非常经济并且有竞争性的海水淡化项目装置，使制作的成本更低。

王双成：IDE在适应中国市场本土化方面做了很多工作，如在中国建立企业代表处，无论是国外项目还是国内项目，超过70%的设备都在中国采购等等。

对于在中国市场未来的发展，IDE坚持“两条腿走路”，一是积极与国内用户交流对海水淡化的合作，满足用户对海水淡化的需求；二是与行业内的企业联合，共同开拓中国海水淡化市场，无论是EPC还是BOT都可以参与。以前IDE只是关注于沿海一带的工业企业用户，现在随着国家政策推广，相信中国的海水淡化机制终会完善，我们期待大的招商引资项目，也愿意独资或者与国内企业联合参与项目。

水工业市场：作为一个国际企业，IDE有哪些经营和管理经验值得中国的同行们借鉴和学习？

王双成：IDE是一个国际公司，在世界许多国家都设有分公司和办事处，由国际财团进行管理，企业管理设有董事会。IDE是一个高科技企业，其中的科技研发人员占全部工作人员的70%，同时有国家和高校的技术支持，他们尊重知识产权，讲求创新，希望国内同行同样可以潜心之至地开拓思路，走出自己的技术特色。

IDE有很强的研发队伍，有总体设计部门、项目实施部门、膜法技术研发部门、热法技术研发部门、市场推广部门和渠道，可谓“一条龙服务”，企业管理很规范，市场机制也很规范，企业有超过80%的市场业绩都是来自于海外。IDE从上世纪80年代就开始进行膜法技术的研究，技术积淀久远，管理体制灵活，专业过硬，注重细节，经验丰富，许多员工都是在IDE工作30多年。

我国的海水淡化产业发展也有多年，但列举国内企业承办的运行稳定、效果好的海水淡化项目却是屈指可数。建议国内的同行企业发展海水淡化技术必须要“走出去”，与国际上技术成熟的海水淡化集成公司合作，以缩短闭门摸索的时间，尊重知识产权，使得我国的海水淡化行业健康发展。

篇2：反渗透海水淡化膜分离技术研究

一、反渗透膜发展现状与趋势

(一) 膜材料

从20世纪60年代初至今, 反渗透膜材料从最初的醋酸纤维素膜研究到现已占市场份额超90%的非对称聚酰胺复合膜, 技术发展迅速。从80年代开始, 陶氏公司将FT-30膜进行产业化后, 商品化的海水淡化膜在5.5MPa压力下, 脱盐率由早期的99.1%提高到现在的99.75%, 标准8040型膜元件的产水量也由早期的19m3/d提高到现今的34m3/d。

(二) 研究方法

1969-1985年, 为寻找合适膜材料和成膜过程的研究。为了寻找合适的材料, 这一阶段进行了大量的试验, 通过产水量和脱盐率两大指标的测试来表征膜性能。1985年后, 为提高膜分离性和耐污染性进行的结构控制研究。先进的分析技术介入到复合膜研究领域, 通过反应物的扩散系数、反应时间、溶剂的溶解能力等指标测试, 来获得不同分离性能的膜产品并予以应用。

(三) 产业技术水平

1980-2000年, 界面聚合技术应用到产业化生产, 这一时期的代表产品是FT-30。海水淡化膜的脱盐性能在5.5MPa压力下由原来的99.1%提高到99.5%。纳滤膜产品包括了NF40和NF70两种, 都是采用哌嗪和均苯三甲酰氯反应生产的聚哌嗪酰胺材料。2000年至今, 以DOW公司为代表的制造商, 将涂布技术和自动化生产技术应用到膜与膜元件的生产过程中, 并改进了过程控制, 使海水淡化膜产品的脱盐性能达到99.75%以上。

(四) 复合膜发展趋势

越来越多的研究者相信, 因纳米材料具有独一无二的孔结构及窄的孔径分布, 纳米技术将对反渗透膜的发展产生革命性影响。目前研究最多的纳米材料主要有沸石分子筛、碳纳米管、二氧化钛、二氧化硅、纳米银等。例如:型沸石 (Na A) 改性聚酰胺复合膜是热门研究方向, 目前只有它被用作反渗透复合膜共混改性并取得了很好的效果。最近研究表明:碳纳米管由于孔壁光滑、具有高疏水性, 可以快速传递水分子, 因此可用于研发新型的高通量反渗透膜。

国外大量研究结果也表明, 纳米颗粒的引入可以降低膜表面粗糙度, 同时将材料的亲水性、荷电性以及杀菌性引入, 从而提高膜的综合性能。此外, 也可同时引入多种纳米颗粒材料来改善复合膜的分离性能。目前纳米材料改性聚酰胺复合膜仍处于实验研发阶段, 但因其巨大潜力已得到诸多关注。

二、国内外海水淡化膜技术存在的差距

(一) 产品性能

脱盐率:国外海水淡化膜产品的脱盐率最高达到99.75%, 而国内基本在99.6%。产水量:国外海水淡化膜产品单支8040型元件的产水量达到34m3/d, 而国内基本在26-28m3/d。分辨率:国外纳滤膜产品对氯化钠和硫酸钠的脱除率差距大于50%, 而国内产品差距在30%左右, 相对较差。

(二) 膜材料

我国膜与膜材料的研发基本是仿制国外产品, 膜与膜材料性能偏低、品种少, 目前基本还是单一的聚酰胺材料, 产品开发和制备缺乏先进技术理论的支持。高性能膜与膜材料依然依赖进口。国外海水淡化膜元件以聚酰胺材料为主, 包含了其他聚酰胺类以及有机-无机共混材料。

(三) 研究方式

国外已经进入到为实现目标产品进行材料改性和工艺改进的靶向式研究。国内依然处于性能评价式的研究, 尚未建立膜分离性能与膜形态的关联。

(四) 生产设备

国外膜制造中的聚砜涂布和有机相涂布均采用预定量的涂布技术;膜元件卷制工艺也完全实现了自动化, 降低了人为因素的影响。国内属于反渗透膜制备的第一代设备, 聚砜涂布采用刮刀式涂布、有机相采用单面浸涂的方式, 元件卷制也是以手工为主, 干扰因素较多。

三、国内海水淡化膜的发展及现状

国内海水淡化膜的研究是从醋酸纤维素膜材料开始, 后发展为聚酰胺复合膜。2000年, 我国建立了两条复合膜生产线, 开始元件产业化生产, 制备出高性能的苦咸水、低压膜元件, 并逐渐替代同类进口产品。同时, 对反渗透海水淡化膜元件的产业化研究也正式开始。

“十一五”期间, 杭州水处理技术研发中心研发出脱盐率达99.6%、产水量为28t/d的海水淡化膜元件, 并在舟山六横建立了国内首个单机万吨级的国产膜应用示范工程, 迈出了国产海水淡化膜在大型系统上应用的第一步。

四、海水淡化反渗透膜技术展望

在某种程度上, 反渗透海水淡化技术基本上可代表一个国家膜技术应用的发展水平。反渗透海水淡化技术包含着很多膜应用的共性技术和基础性技术, 其产业关联度大。通过对海水淡化中所需的反渗透膜元件和纳滤膜元件的开发和产业化, 其成果也可广泛应用于地表水净化处理、特种分离、废水处理、城市中水或污水再生回用等领域, 影响范围远比海水淡化要广阔得多, 市场需求量也更大。

反渗透海水淡化膜的发展方向是高水通量、高脱盐、脱硼率和低能耗, 复合膜具有巨大的发展潜力, 是未来反渗透膜的研究热点和重点发展方向。经过10多年的技术消化、吸收和再创新, 我国目前已培养了一批具有实际生产经验的专业技术人员, 为我国膜材料的后续发展积累了宝贵经验。相信未来的技术实践过程中, 我国会逐步吸纳国内外先进生产经验, 在海水淡化膜技术研发中打造出属于自己的科技领域。

摘要：海水淡化膜分离技术作为一项高新技术, 已成为新世纪解决水资源、能源和环境等领域重大问题的共性技术之一。本文通过对海水淡化膜分离技术发展与现状进行研究, 找准技术核心, 为我国未来反渗透膜的技术研究指明方向。

关键词：海水淡化,膜分离技术,研究

参考文献

[1]崔迎, 顾玲, 吴国旭.正向渗透膜分离技术在水处理中的应用研究进展[J].中国给水排水, 2010 (14) .

[2]刘仁庆, 孙伟, 刘晓鹏.膜分离技术在工业水处理中的应用[J].科技创新导报, 2010 (03) .

篇3：海水淡化技术集成的研究进展

1相关定义概述

1.1超滤技术

超滤作为一种膜分离技术过程，是目前世界水处理领域研究的热点之一。主要由筛除机理去除水中杂质，在压力作用下，水从高压侧透过膜到低压侧，水中大分子及微粒组分被膜阻挡，水逐渐浓缩后以液体的形式排出。

1.2反渗透预处理技术

预处理在反渗透海水淡化程序中是一个至关重要步骤。预处理的目的是通过混凝沉淀工艺除去海水中的悬浮生物、有毒物质和细菌，调节原水酸碱值和水温，防止金属氧化物和微溶盐的沉淀等，使进水达到超滤进水要求，随后通过超滤系统的处理，再达到反渗透的进水要求。反渗透法原理，如图1-1

图1-1 反渗透法原理

1.3海水淡化

海水淡化即利用海水脱盐，是分离海水中盐和水的工程。从海水中取出盐，或者说除去海水中的盐，都可以达到淡化的目的。如图1-2 海水淡化系统工艺流程

图1-2 海水淡化系统工艺流程

2超滤的技术优点

（1）超滤是一种绿色物理分离技术，其分离机理主要是筛分和扩散作用。

（2）超滤技术可有效去除几乎全部致病微生物。

（3）超滤可以较有效地去除原水中的有机物。

（4）超滤是通过膜孔直接筛除去除水中污染物，对污染物的去除有极好的稳定性。

（5）超滤采用的操作压力为0.1～0.4MPa，小于纳滤膜的操作压力，能耗较低。

（6）水通过超滤膜的过滤时间很短，超滤膜设备的容积很小。

（7））超滤设备可实现工业化生产和自动化控制，日常运行和维护管理较方便。

3超滤技术预处理工艺

3.1超滤技术预处理的必要性

由于反渗透膜不能直接对原水进行操作处理，原水中的成分会对渗透膜造成损害，缩短其使用寿命。各种细微颗粒、多种多价阳离子及微生物还会对膜造成污染和淤堵。反渗透膜的进水水质要求如图1.3所示。

图1-3反渗透进水水质要求

由此可见，只有达到规定标准的进水水质才能使用反渗透膜进行操作。为了满足这一要求，必须采取适当的预处理工艺，完善的预处理流程是保证超滤技术反渗透长期有效顺利进行的关键。

3.2确定预处理工艺

通过SDI或FMI两种指数来表示预处理的效果。原水水质的好坏程度和变化特点决定了预处理的工艺系统是否复杂，所以，在选择预处理工艺系统之前有必要对原水水质进行分析，在操作过程中要检测水质的各种数据指标。

3.2.1常规预处理工艺

典型的常规预处理流程主要有：絮凝、沉淀、过滤、消毒等。如图1-4 反渗透常规预处理流程

图1-4 反渗透常规预处理流程

常规预处理方法被广泛应用于海水淡化程序之中，特点是：花费高，占地大，过滤过程繁琐复杂。更重要的是，常规预处理方法无法对细和胶体颗粒形成天然屏障，起到保护RO膜、延长其寿命的作用，而且出水量和出水水质受原水水质影响极大，不能满足RO进水水质对稳定性的要求。

3.2.2非常规预处理工艺

超滤作为RO的预处理工艺，可构成UF/RO集成技术，新型的毛细管型UF膜可以处理高度污染的浅层海水。过滤过程是以膜两侧压差为原动力，以机械筛分原理为基础的一种海水分离过程，使用压力通常为0.03～

0.6MPa，筛分孔径为0.005～0.1微米，截留分子量为1000～500000道尔顿，可确保RO在高通量和高截留率下操作。作为反渗透的前端处理工艺，超滤能够使水的品质快速打到反渗透进水要求，为反渗透长期有效的运行创造必要的条件，但同时也要注意超滤膜化学清洗时残留的氯根的处理，氯根会导致反渗透膜的氧化，降低处理效果，因此使用时要格外注意。

3.3超滤用作反渗透预处理的优势

①超滤技术可以降低投资成本。超滤可以明显改善进水的预处理水质，从而降低对反渗透膜的污染和伤害，提升其运行流速，降低投资费用。预处理效果较差导致的微粒沉积就是导致反渗透膜的受到污染的重要原因之一，用SDI指标可以显示发生这类污染的概率。从浊度和SDI上看，UF的过滤效果更好更稳定。如图1-5 SDI指数对反渗透膜性能的影响。

篇4：反渗透海水淡化技术应用研究

1 反渗透海水淡化技术的概念

反渗透海水淡化是将经过预处理后的海水注入到“半透膜”处理系统, 运用“半透膜”只允许纯水通过的特性, 在海水一侧施加压力, 帮助海水中的纯水穿过“半透膜”进入淡水一侧, 将纯水从海水中分离出来, 实现海水的淡化处理。

2 反渗透海水淡化的应用现状

在我国, 利用反渗透技术进行海水淡化处理与国外相比起步较晚。反渗透装置的设计和应用以及“半透膜”材质的研究等都还在进一步探索和研发阶段。虽然, 就目前而言, 已经投入使用的每天产水量在一百立方米以上的设施总数已超过500台, 并在海水淡化领域拥有了一定的规模, 且取得了一定的成果。但对于满足大规模运作的工程设施和高回收率等要求的技术依然处于较落后的现实状态。在装置的研究水平和技能的创新上还有明显的差距, 反渗透装置的核心技术还无法实现国产化, 对于能够处理较大规模海水量的设备, 依然需要从国外进口。而在从国外引进较高级别的设备时, 又产生了难以满足技术水平要求的尴尬局面。

3 反渗透海水淡化的优点

反渗透海水淡化具有能耗较低的优点, 在运用“半透膜”作为处理核心时, 对热敏感性的各种物质具有很好的分离效果。而且“半透膜”的孔径非常小, 能够将细菌、病毒等微生物从纯水中分离出来, 对于水中的绝大多数有机物以及微小颗粒都有着很好的分离效果。反渗透海水淡化的适用范围比之蒸馏法、电渗析法较为广泛。且经过反渗透法处理后得到的淡水的水质很高, 甚至达到了饮用水的水质要求。在给海水一侧提供压力进行反渗透的过程中, 对于设备的要求较为简单。反渗透海水淡化的设备体积较小, 由于各组成部分排列紧密, 使其能够占用较小的空间, 而在相同体积内产出水的数量相对于其他方法也较为丰富。设备的灵便能力较强, 对于管理运营的要求也较低, 易于操作也方便维修, 且具有较高的自动化能力和较强的自控能力, 为产业化生产提供了便利。

4 反渗透海水淡化的缺点

反渗透海水淡化的缺点主要也都是针对于“半透膜”的特点产生的。由于“半透膜”的孔径较小, 因此对于经由“半透膜”处理的原水的要求就较高, 进入渗透膜的原水需要经过一定程度的预处理, 在达到渗透膜要求后方可进行海水淡化处理, 否则容易造成渗透膜的污染和膜孔堵塞, 使处理设备处于瘫痪状态。反渗透海水淡化过程中会产生较大的噪声污染, 其运行组件也极易受损, 需要经常更换, 从而增加了运营费用。在长期使用过程中, 反渗透装置需要利用适宜的清洁剂对膜结构进行经常性的清理工作, 以防止处理过程中产生的污垢对渗透膜膜孔的堵塞, 使膜结构能够保持通透性。而由于海水中含有大量的细菌等微生物, 即使不能够穿透渗透膜, 却能够吸附在渗透膜上, 造成污染, 因此, 非常有必要定期地对渗透膜进行消毒处理, 避免渗透膜上细菌的污染滋生。

目前, 沿海地区的海水淡化规模较国际而言依然很小, 海水淡化的技术水平依然很低, 利用海水淡化来获得淡水的成本偏高, 使得人们即使有条件利用海水资源也并不热衷。而对于大规模的海水淡化工程还不够成熟, 在技术和设备以及管理上都存在欠缺, 因而利用反渗透法进行海水淡化也仅局限于小规模的生产运营, 较之其他方法的海水淡化, 较为局限。

5 反渗透海水淡化应用前景

反渗透海水淡化拥有着鲜明的优点, 只是因为在设备、工程和膜材料的研究上还有着局限性。但是, 随着地球上淡水资源的逐步稀缺, 人们也紧急地将关注的目光投向较为无限的海水资源, 对于海水的利用率也就会随之剧增。在此背景的推动下, 将会有更多的技术人员更加深入地研究反渗透海水淡化。关于膜的研究, 新材料质地的发现探索, 也会为解决“半透膜”易受细菌污染, 易被污垢堵塞等弊端找到合适的解决之道, 使得反渗透设备中的精髓部件的使用寿命得到大大的增加, 从而降低了运营成本。海水淡化工程付诸实施势在必行, 也给了技术人员更多实践的机会。在与国际交流的同时, 提高了自身的技术水平, 对于扩大海水淡化的规模, 提高海水利用率和淡水回收率都有显著的优势。在改善反渗透设备自身的同时, 扩大了海水淡化的规模, 对于海水利用率的提高, 都为反渗透海水淡化的应用提供了很好的平台, 促进了反渗透海水淡化的应用和发展。

6 结语

水是生命之源。在环境污染日益严重, 人口基数日益增加的今天, 对于水资源的需求矛盾也日益突出。因此, 在解决水资源的矛盾时, 寻求对海水利用率的增加, 利用科技的力量提高反渗透海水淡化的能力, 增加淡水资源的回收率, 扩大海水淡化的工程规模已成为了应对水资源紧缺问题中一大重要课题。通过更多的实践积累, 增加海水淡化技术实用性能的同时, 也促进了反渗透法的发展和更为广泛的应用。

参考文献

[1]陈益棠, 陈波.高回收率反渗透海水淡化[J].水处理技术, 2004 (04) .