盘点我国海水淡化百年发展史.docx

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1、盘点我国海水淡化百年发展史海水淡化成为淡水重要补充来源，盘点我国海水淡化百年发展史目录1 .前言12 .水资源缺乏一一中国的难题23 .中国海水淡化的发展历程34 .海水淡化技术64.1.低温多效蒸镭工艺(1T-MED)64.2.多级闪蒸工艺(MSF)64.3.反渗透法(Ro)65 .中国海水淡化的现状76 .海水淡化存在的问题87 .海水淡化发展的应对措施91 .前言我国水资源总量为2.8万亿立方米，可以说是很丰富了，但人均水资源量只是世界平均水平的四分之一，每亩耕地水量也只有世界平均值的三分之二，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。对资源丰富的海水加以开发和利用，使之变成淡水，一直是多

2、国探索的方向，海水淡化则成为沙特阿拉伯、以色列等内陆国家淡水的重要来源，伴随着全球气候变化、人口增长、材料科学的进步等因素，海水淡化利用将在人类发展中扮演更加重要的角色。根据政府间气候变化专门委员会(IPCe)的说法，大量证据表明气候系统变暖是毫无疑问的。目前全球平均温度比一个世纪前高了074C而这个微小的变化足以改变世界的许多地区降雨强度和持续时间，引发更多的干旱。随着全球气温升高，饮用水和灌溉用水的需求量都将增加。在20世纪，人类对淡水的消耗增加了9倍，而以前由雨水自然灌溉的农作物则需要采用人工灌溉。据世界卫生组织估计，目前有超过20亿人得不到生活所需的干净淡水，这也是导致每年200万人死

3、亡的间接原因，而这些人很多却都生活在具有漫长海岸线的国家。中国水资源的时空分布很不均匀，就空间分布来说，长江流域及其以南地区，水资源约占全国水资源总量的80%,但耕地面积仅为全国的36%左右，黄河、淮河、海河流域，水资源只有全国的8%,而耕地则占全国的40%。中国用全球7%的水资源养活了占全球18%的人口，据有关部门预测，中国缺水的高峰将在2030年出现，那时人口将达到16亿，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大，若不采取有效措施，届时因缺水造成的损失将更加巨大。2 .水资源缺乏一一中国的难题根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的说法，大量证据表明气候系统变暖是亳

4、无疑问的。目前全球平均温度比一个世纪前高了074C而这个微小的变化足以改变世界的许多地区降雨强度和持续时间，引发更多的干旱。随着全球气温升高，饮用水和灌溉用水的需求量都将增加。在20世纪，人类对淡水的消耗增加了9倍，而以前由雨水自然灌溉的农作物则需要采用人工灌溉。据世界卫生组织估计，目前有超过20亿人得不到生活所需的干净淡水，这也是导致每年200万人死亡的间接原因，而这些人很多却都生活在具有漫长海岸线的国家。中国水资源的时空分布很不均匀，就空间分布来说，长江流域及其以南地区，水资源约占全国水资源总量的80%,但耕地面积仅为全国的36%左右，黄河、淮河、海河流域，水资源只有全国的8%,而耕地则占

5、全国的40%。分区当地供水/亿立立米可供水/亿立立米利用、亿立立米K水/亿立立米利用率、I缺水、亿立立米缺水率、松江河流域片74674672137.4759131.8海深河流域片35213548731173.8539529.7淮河流域片64413077460062.4815415.1黄河流域片443853052844359.653571.3长江流域片23403202340264727.5234110.0珠江流域片1005100598921.0100610.1东南诸河流域片34434432816.734510.2西南诸河流域片1261261262.212710.6内陆河流域片6406406354

6、8.7652121.8北方5片2825350303175271050.633001253.8南方4片38153203815409018.5381940.1全国66403503506990680024.771191291.8图22030年我国各流域水资源供需预测3,中国海水淡化的发展历程W容:弹：设备运行IB问的照片,可见痛炉烟囹如取水管道.囹片来我：节水与水处也1)1920年前后，中国在山东省威海市刘公岛上已有了一座海水淡化蒸谯塔。蒸储塔占地612平方米，与1560年突尼斯陆基海水淡化厂和1872年智利出现的世界上第一台太阳能海水淡化装置隶属同原理基础蒸馀海水淡化项目。图3山东省威海市刘公岛上

7、已有了一座海水淡化蒸播塔2)1958年，国家海洋局第二海洋研究所首先在我国开展离子交换膜电渗析海水淡化的研究。3)1965年，山东海洋学院在国内最先进行反渗透CA不对称膜的研究。图4山东海洋学院在国内最先进行反渗透CA不对称膜的研究4)1970年，海水淡化会战主力汇集杭州，组织了全国第一个海水淡化研究室。5)1981年，第一个日产200吨的电渗析海水淡化站在西沙群岛建成。6)1982年，中国海水淡化与水再利用学会经中科协学会部批准在杭州水处理技术研究开发中心成立。图5杭州水处理技术研究开发中心7)1984年，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所成立，开始蒸储法海水淡化装置研究。图6国家海洋局

8、天津海水淡化与综合利用研究所8)1985年1月16日，我国第一座海水淡化工厂在西沙群岛永兴岛建成投产。图7我国第一座海水淡化工厂在西沙群岛永兴岛建成投产9)1987年，大港电厂从美国引进2套3000m3dMSF海水淡化装置，与离子交换法结合，解决锅炉补给水的供应。10)1997年，我国第一套500m3/d反渗透海水淡化装置在浙江舟山竦山县投产建成，开创了国内海水淡化规模化应用的历史先河。11)2000年，河北沧州建设18000m3d反渗透苦咸水淡化厂。12)2003年，山东荣成建成万吨级反渗透海水淡化示范工程；同年，河北黄烽发电厂引进20000m3/d多效蒸储海水淡化装置。13)2004年，我

9、国首台我国自主知识产权的3000m3/d低温多效蒸储海水淡化工程在山东黄岛。14)2005年，海水利用专项规划作为第一个指导性纲领文件正式发布。15)2016年12月28日国家发展改革委、国家海洋局共同出台全国海水利用“十三五”规划，规划中明确提出：“以水定产、以水定城”和“推动海水淡化规模化应用”，推动海水利用技术应用于西部苦咸水地区，促进海水利用走进“一带一路”沿线国家。到2023年，全国海水淡化总规模达到220万吨/日以上，沿海城市新增海水淡化规模105万吨/日以上，海岛地区新增海水淡化规模14万吨/日以上。4 .海水淡化技术目前，海水淡化常用的技术分成2大类：膜法海水淡化(主要是反渗透

10、RO技术)和热法海水淡化(多效蒸储MED技术、多级闪蒸MSF技术)。4. 1低温多效蒸播工艺(1TMED多效蒸饵(MED)通过串联多个蒸发器以节省热量。上世纪60年代出现的低温多效蒸储(1TMED)技术解决了多效蒸储技术的结垢和腐蚀两大难题，让该技术得以继续发展。温多效蒸储(1T-MED)技术具有如下的优点：系统操作弹性较大、出水水质较好、结垢情况得以减轻。但低温余热不稳定、效率低等因素使其运行成本较高。因此，1T-MED更适于大规模项目，与电厂、市政结合，提高综合效率。5. 2.多级闪蒸工艺(MSF)多级闪蒸系统同样是由多个蒸发容器串联而成，串联的容器内压递减，从而实现闪蒸汽化，它的到来进一

11、步解决了多级闪蒸技术的结垢问题。MSF技术的主要特点是操作灵活性低，难以适应水量的变化、初期建设工程量大、产水水质高，且由于大量海水的循环消耗大量动力，因此多级闪蒸海水淡化工艺多与发电站等相邻建立，为工业企业提供优质淡化水。4.3.反渗透法(Ro)热法淡化技术虽然发展较早，但是其存在如易结垢、高能耗、高成本等诸多问题。21世纪以来，反渗透海水淡化技术的市场占比不断增高。反渗透即利用半透膜将淡水与其他物质进行分离，将它应用于海水淡化技术中有如下的优点：装置紧凑，占地较少，操作简单。然而，反渗透技术消耗较大能量且产生大量浓盐废水。为此，还需开发更加高效环保的海水淡化膜集成技术。在产业规模上，我国目

12、前的海水淡化产能保有量约为全球产能的2%左右，占比较低.我国海水淡化规模化应用起步较晚，此时RO技术在成本和工艺上已经表现出明显的优势，所以我国海水淡化工程主要以膜法为主，热法淡化技术方面也主要是采用能源利用效率更高的MED,这一情况与全球除中东地区以外的其他区域情况类似.在用途上，我国海水淡化水用于市政饮用的比例较低.随着我国海洋强国建设推进和社会经济发展，未来我国海水淡化产业将进一步增长。5 .中国海水淡化的现状自然资源部2019年12月30日发布2018年全国海水利用报告。截至2018年底，全国已建成海水淡化工程142个，工程规模1201741吨/日（图8）。其中，2018年，全国新建成

13、海水淡化工程5个，新增海水淡化工程规模12536吨/日，分布在浙江和广东，主要用于海岛生活用水和沿海城市工业用水。图8全国海水淡化工程规模增长图全国已建成万吨级及以上海水淡化工程36个，工程规模1059600吨/日；千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程41个，工程规模129500吨/日；千吨级以下海水淡化工程65个，工程规模12641吨/日。全国已建成的海水淡化工程最大单体规模为200000吨/日。截至2018年底，全国海水淡化工程分布在沿海9个省市水资源严重短缺的城市和海岛。北部海洋经济圈以大规模的工业用海水淡化工程为主，主要集中在天津、山东、河北等地的电力、钢铁等高耗水行业；东部、南部海洋

14、经济圈以民用海岛海水淡化工程居多，主要分布在浙江、广东等地，以百吨级和千吨级工程为主。截至2018年底，全国应用反渗透(RO)技术的工程121个，工程规模825641吨/日，占总工程规模的68.70%；应用低温多效(MED)技术的工程16个，工程规模369150吨/日，占总工程规模的30.72%；应用多级闪蒸(MSF)技术的工程1个，占总工程规模的0.50%；应用正渗透(FO)技术的工程1个，占总工程规模的0.04%；应用电渗析(ED)技术的工程3个，占总工程规模的0.04%。2018年，沿海地区不断提高海水淡化产能利用率，重点监测的6个5万吨/日以上规模的海水淡化工程总产水量约9000万吨，

15、为保障沿海缺水地区水资源供给发挥了重要作用。此外，我国企业积极承揽海外海水淡化工程，服务“一带一路”建设。上海电气电站集团、杭州水处理技术研究开发中心有限公司、自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所助力文莱、越南、委内瑞拉、巴基斯坦、吉布提的海水淡化建设。6 .海水淡化存在的问题我国的海水淡化不仅有规模开发、技术应用方面的问题，还有一些制约海水淡化发展及利用的因素存在。(1)海水淡化厂供水范围较小，技术自主创新能力较低。由于关键技术和设备国产化率较低，我国淡化海水民用供给较少，多数仅限企业自用。(2)相比自来水，淡化水水价运作机制不科学，结构体系不完整。造成海水淡化成本高的原因往往还有运输距离远、工程规模小、国产化率低等。(3)海水淡化水消纳问题及产水过程对环境产生负面影响。产品水消纳、长距离输水管道建设等问题，导致一些项目进展较为缓慢