1.2　海水淡化工艺概述

从国际范围来看，海水淡化主要使用两种工艺，一个是热法（蒸馏法），一个是膜法（反渗透法）。热法有多级闪蒸和低温多效技术。多级闪蒸技术，由于使用得早，目前在热法海水淡化市场中占主要地位，从投资、材料、能耗、运行管理等方面考虑，难以适合我国国情。低温多效技术相对多级闪蒸技术具有一定的经济性，所以目前此技术发展比较迅速。膜法相比热法起步较晚，热法是20世纪四五十年代逐渐开始发展起来，膜法起步于20世纪六七十年代，膜技术较大规模用在海水淡化产业则是自20世纪80年代才开始的，是近10多年来发展最快的淡化方法。1990年后，随着反渗透膜性能的提高，价格的下降，高压泵和能量回收效率的提高，反渗透法成为投资最省、成本最低的海水淡化技术。目前反渗透法的制水成本为4～5元/t，蒸馏法制水成本6～8元/t。

膜技术的优点主要体现在：常温下选择性好，无化学变化，适应性强且能耗低。膜技术就好像是信息产业的芯片，谁掌握了膜技术，谁就掌握了21世纪化工的未来。在国际上，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了快速发展，在已经开发的10多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用，膜分离技术在其中占据着不可替代的地位。海水淡化的大规模普及应用，未来水资源的可持续发展都离不开海水淡化以及膜分离技术的提高，国家应对膜分离给予充分的重视，政府要提倡和引导淡化水的使用，对于水资源耗费量大的企业要限制淡水的使用量，在政策法规上要明确鼓励用海水淡化水，对从事海水淡化的企业给予优惠待遇和产业政策扶持。同时，加快科研平台的建设和人员的培育，提高技术研发能力，加强企业竞争力，使得海水淡化产业健康快速地发展。

把含聚合物的成膜溶液倒到玻璃板上，然后刮一层薄膜，在控制的湿度和温度下，蒸发一定的时间，然后放到水里面，成膜溶液里的溶剂扩散到水里，留下的聚合物就形成一层薄膜，即反渗透膜。反渗透膜是整个海水淡化系统的核心，有选择透过（半透过）性的功能，以压力差为推动力，可使水分子不断地透过膜，将水中的杂质，如可溶性盐分、离子、有机物、细菌、病毒等物质截留，从而达到淡化净化的目的；最后将淡化的海水进行后矿化处理，使水质达到饮用水的要求。

与传统的电渗析、蒸馏法相比，反渗透膜技术最大的特点就是节能，生产同等质量的淡水，它的能源消耗仅为蒸馏法的1/3。世界上最早开始研究反渗透膜技术的是美国，1953年就把反渗透膜法海水淡化列到国家计划中。1967年，我国组织多个科研机构进行海水淡化会战，国外当时就报道了醋酸纤维素膜可以进行海水淡化，但是这个膜用什么样的醋酸纤维素好，用什么样的溶剂好，用什么样的添加剂好，在什么条件下能够做出来，很多都是保密的。从材料到配方，再到生产条件，每一个环节，都要经历上千次的实验和失败，经过不断的改良和分析。1968年初终于取得了重大突破，做出的膜脱盐率达到96%以上，水通量也达到了预期指标，实现了我国海水淡化的反渗透膜从无到有的目标。

1967—1969年的全国海水淡化会战，为醋酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础；到20世纪70年代，我国主要对中空纤维和卷式反渗透膜组件进行了研究开发；80年代和90年代主要对反渗透复合膜进行研究开发，并开始在我国水处理行业得到应用。反渗透膜有个非常重要的指标——脱盐率，它从90%到95.0%，从99.0%到99.5%，再到目前的99.75%，不断取得突破。

目前我国反渗透技术在材料、设备、工艺及集成技术和应用方面取得了一定的进展，但同时也有很大的发展进步空间。首先，反渗透复合膜技术将向着更节能、耐氯、耐热、耐污方向发展；其次，膜组器技术从板式、管式、中空纤维式向卷式发展，进一步优化结构和大型化；再者，关键设备不断改进，高压泵和能量回收装置得到了快速进步，向大型化和低能耗的方向发展；最后，工艺过程持续开发，产业链向集成工艺发展，将充分利用核能、太阳能、风能等可再生能源，同时实现浓海水资源的综合利用等。