海水淡化的几种主要工艺

　　海水淡化(又称海水脱盐)是分离海水中盐和水的过程。从海水中取出水,或除去海水中的盐,都可以达到淡化目的。海水淡化的方法,基本上也分为这两大类。

　　其中得到大规模商业应用的是反渗透法、电渗析法和蒸馏法。

①反渗透法(Reverse osmosis, RO)

　　在压力驱动下,海水中的淡水通过半透膜进入膜的低压侧,而海水中的其他组分(如盐)被阻挡在膜的高压侧并随浓缩海水排出,从而达到有效的分离。海水淡化时,在海水一侧施加大于海水渗透压的外压,则海水中的纯水将反向渗透至淡水中,此即反渗透海水淡化原理(图1) 。为了取得必要的淡化速率,实际操作压力大于5.5MPa。

图1 反渗透脱盐过程

②电渗析法( Electrodialysis,ED)

　　在直流电场的作用下,离子透过选择性离子交换膜而迁移,从而使电解质离子自溶液中部分分离出来的过程称为电渗析(图2) 。

图2 电渗透脱盐过程

③蒸馏法

　　蒸馏法的海水淡化原理简单,即将海水加热,待水蒸汽冷凝后得到淡水。蒸馏法依据所用能源、设备及流程的不同,分为多级闪蒸(Multi- stage flash distillation,MSF) 、低温多效(Multip leeffect distillation,MED)和蒸汽压缩蒸馏(Vaporcom-pression,VC)等。其中,低温多效在70℃以下进行操作,远低于多级闪蒸110℃左右的蒸汽温度,有效地避免了无机盐的结垢,是目前最为适用的蒸发技术之一。同时,它可利用各种形式的低位热源,如与火电厂或核电厂结合,利用蒸汽轮机的背压0.02～0.04MPa (绝对压力)抽气造水,减少发电损失,提高发电机组的效率(图3)。

图3 利用蒸汽轮机背压蒸汽的MED工艺流程