海水淡化的三种方法

海水淡化的三种方法有：蒸馏法，电渗析法，反渗透法。

1、蒸馏法。

实用的大规模蒸馏设备为多级闪急蒸馏和多效多级闪急蒸馏。所谓闪急蒸馏（以下简称闪蒸）是利用海水本身在降温时放出的显热来供给水蒸发时所需的热量。

闪蒸过程是在一个压力低于与水温相应的蒸汽压的室内实现的。若将闪蒸室一个个连接起来，且一个比一个压力低，则海水每从一个压力较高的闪蒸室流向压力较低的闪蒸室时就蒸发一部分水，而冷凝用的海水逆向上行，回收热量。这样就实现了多级闪蒸。在一个室中产生的蒸汽在下一个室中冷凝，其汽化潜热用作下一室加热的热源，那么每个室就叫做一效。

多效和多级相结合的海水淡化法就是多效多级闪蒸法。它既保留了闪蒸法结构简单的特点，同时也保留了多效法的高效率的优点。用太阳能作热源的蒸馏法适用于小型的供水。

2、电渗析法。

在电动势的作用下，通过离子选择性隔膜使溶质迁移的操作称为电渗析。它可用于制备淡水亦可用来浓缩盐水。阴、阳离子选择性膜有均相、异相、半均相三种。一般用于海水淡化用的离子选择性膜是强酸性的阳离子选择性膜和强碱性阴离子选择性膜。

电渗析是利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。 在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。

利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法，它是20世纪50年代发展起来的一种新技术，最初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业，尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视，例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。

3、反渗透法。

若用一半透膜将一浓溶液和一稀溶液隔开，则稀溶液的溶剂有向浓溶液渗透的倾向。其倾向的大小以渗透压来度量。渗透压的大小与二溶液的浓度有关。

若在浓溶液一侧施加一大于渗透压的压力，则浓溶液的溶剂能向稀溶液一侧渗透，即为反渗透。反渗透脱盐率与半透膜的性质有关，其淡水的透过速率和膜性质、操作压力等参数有关。用于海水淡化的半透膜材料通常是三醋酸纤维素。

为了得到较大的产水量，单位容积的淡化器中填充的膜面积必须尽量地大。实际使用时采用二种型式：一种是将膜做成中空的纤维；一种是将一长条膜卷成筒状。前者叫中空纤维式，后者叫卷式。

蒸馏法：蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。根据所用能源、设备、流程不同主要可分设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。 冷冻法：冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中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；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。 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。 太阳能法：人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。 低温多效：多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。低温多效蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率等。 多级闪蒸：所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗，提高传热效率等。 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05-10mm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。 压汽蒸馏：压汽蒸馏海水淡化技术，是海水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。 露点蒸发法：露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理，同时回收冷凝去湿的热量，传热效率受混合气侧的传热控制。 水电联产：水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。 热膜联产：热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式（即MED-RO或MSF-RO方式），满足不同用水需求，降低海水淡化成本。目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为454万立方米，其中，MSF日产水284万立方米，RO日产水17万立方米。其优点是：投资成本低，可共用海水取水口。RO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。

1、一种是蒸溜法。即把海水加热，变成蒸汽，然后使蒸汽冷却变成淡水。一次蒸馏不行，还可以蒸馏多次。蒸馏法的缺点是要消耗较多的能量。如果利用工业余热，特别是核电厂的高温余热来加热海水，就可以节省燃料，降低淡化的成本。

2、再一种是电渗析法。它依靠两种薄膜——阳离子膜和阴离子膜，经过通电把海水里的盐类分解成为阳离子和阴离子，并且分别通过薄膜迁移到另一边，剩下的便是不含盐的淡水。虽然电渗析法耗能相对较少，但是不能除去海水中不带电荷的杂质。

3、第三种是反渗透法。利用一种薄薄的具有多孔结构的反渗透膜作为核心部件，在加压条件下，薄膜只让水通过，而把盐类物质拒绝于薄膜外，这样淡水和盐类就分开了。反渗透法不仅分离效率高，能量消耗少，而且设备简单，所以备受人们的欢迎，成为当今世界各国最广泛使用的海水淡化技术。据统计，1994年，世界上用此法日产淡水120万吨。我国也在舟山地区建造了用此法日产500吨淡水的示范工程。

①蒸馏法原理：根据海水里面各种物质不同沸点的原理，通过蒸汽的方法提取水。

②结晶法原理：根据海水里面各种物质不同结晶温度的原理，先将海水加热，然后通过降温，海水里面的nacl nabr等物质先结晶，剩下的不就是水了么。

③膜法原理：通过高分子膜来提取海水，因为高分子膜具有憎水性或亲水性，通过亲水性高分子膜可以使水从膜的一边渗透到另一边，但是海水中的盐分却不可以通过，以这样的方法进行海水淡化。

求给分，纯手打不易。

海水淡化的方法，基本上分为两大类：（1）从海水中取淡水，有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。（2）除去海水中的盐分，有电渗拆法、离子交换法和压渗法。目前应用第一类方法为主。

在已经开发的20几种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法达到了工业规模的生产应用。

电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下，海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；负离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。

反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了，因此叫做反渗透，或逆渗透。

蒸馏法的原理很简单，就是我们在实验室里制备蒸馏水的原理。把海水烧到沸腾，淡水蒸发为蒸汽，盐留在锅底，蒸汽冷凝为蒸馏水，即是淡水。这种古老的海水淡化方法，消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水。现代多级闪急蒸馏淡化使古老的蒸馏法焕发了青春。水在常规气压下，加热到100℃才沸腾成为蒸汽。如果使适当加温的海水，进入真空或接近真空的蒸馏室，便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。利用这一原理，做成多级闪急蒸馏海水淡化装置。此种淡化装置可以造得比较大，真空蒸发室可以造得比较多，连接起来，成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂，可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水。水电联产，可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂，大多采用此法。如果太阳能蒸发淡化法能够投入实用，古老的蒸馏淡化技术又上一个节能的新台阶。

目前，海水淡化基本上也已经形成新兴产业部门。1975年，全世界海水淡化日产量达200万吨。此后，以每两年翻一番的速度增长。 1975年，香港建成一个日产18万吨的海水淡化厂，在当时属于世界先进的淡化厂。1983年，沙特阿拉伯吉达港建成日产30万吨海水淡化厂。科威特海水淡化能力日产100多万吨。中东盛产石油的富国，人民生活用水基本上已可完全依靠海水淡化来供应。现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。沙特阿拉伯的海水淡化厂占全球海水淡化能力的24%。阿拉伯联合酋长国的杰贝勒阿里海水淡化厂是全球最大的海水淡化厂，每年可产生3亿立方米淡水。到2003年，世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂，其生产能力达到日产淡水3600万吨。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区，淡化水大约养活世界5%的人口。海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题，普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。

中国是世界上第四个掌握自主反渗透膜海水淡化技术的国家。杭州北斗星膜制品有限公司是全球八家自主反渗透膜生产厂家之一。也称为RO膜。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。

到2006年，世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术，全球海水淡化日产量约3775万吨，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题。“向海洋要淡水”已经形成了方兴未艾的产业。截至2006年底，中国日淡化海水能力接近15万吨，中国海水淡化成本逐步下降，已接近5元/立方米。

我国已建海水淡化规模达80万吨/日, 以反渗透法为主，已建成最大反渗透海水淡化工程为杭州水处理中心承建的河北曹妃甸50000m3/d海水淡化工程。另外，还开展了NF-RO集成海水淡化的研究。浙江六横水务的100000吨/日海水淡化工程已完成一期建设，建成后将成为国内最大的海水淡化同类工程。

截止2010年底，我国已建成海水淡化装置70多套，设计产能60万立方米/日，年均增长率超过60%；具有自主知识产权的技术取得突破性进展，反渗透海水膜、高压泵、能量回收装置等取得明显进步，脱盐率由992%提高到997%以上；产业发展已具备条件，海水淡化市场已基本形成；

海水淡化是水资源的重要补充和战略储备。统筹规划，加快发展海水淡化产业是十分必要和紧迫的重要任务。根据《意见》精神，在充分调研和广泛听取各方意见的基础上，国家发展改革委组织编制了《海水淡化产业发展“十二五”规划》（发改环资[2012]3867号）。

随着水资源紧缺问题突显以及国家的重视，海水淡化发展前景广阔。据预测，“十二五”时期，我国海水淡化产能将达到200万至300万吨/天，投资规模将达200亿元。

对于海水淡化，能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来，随着技术的提高，海水淡化的能耗指标降低了90%左右（从264kwh/m3降到29kwh/m3），成本随之大为降低。目前我国海水淡化的成本已经降至4-7元/立方米，苦咸水淡化的成本则降至2-4元/立方米，如天津大港电厂的海水淡化成本为5元/立方米左右，河北省沧州市的苦咸水淡化成本为25元/立方米左右。如果进一步综合利用，把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等，则其淡化成本还可以大大降低。

海水淡化的关键水脱盐的效率和环境、能源的关系，无论哪种方法评价的指标不可能离开环境冲击和能源的消耗。目前的水的回收率在35-55%，海水淡化过程也是海水浓缩过程，所以如果提高淡水的收率，浓海水中的有价元素富集程度提高，为化学资源回收提供良好的条件，提高海水淡化的综合效益。

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。海水淡化大有可为。

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