關(guān)鍵詞：海水淡化技術(shù)；研究進展；發(fā)展趨勢

前言：水資源對人類生存有著重要作用，雖然水資源將大部分地球表面覆蓋，然而96.5%屬于海水，無法直接使用，而僅有0.26%的地下水、湖水與河水等淡水資源可以被人們直接利用。在社會快速發(fā)展過程中，人們在水資源需求量方面日益增加，而基于無節(jié)制浪費、水生態(tài)污染以及超限度開采等影響，導(dǎo)致世界水資源出現(xiàn)短缺問題，對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生一定影響。因此，世界各國正在積極開展海水淡化研究，對此需要加大相關(guān)工作研究力度。

1 海水淡化技術(shù)現(xiàn)狀

1.1反滲透工藝

RO工藝屬于一種膜分離工藝，基于能量回收效率不斷提升與膜組件持續(xù)改進，促使反滲透技術(shù)得到快速發(fā)展。該技術(shù)，具有造水成本低、工程量小、能耗小、常溫操作、操作簡單以及占地少等特點。然而該工藝在進料海水水質(zhì)方面有著較高要求，因此預(yù)處理成本會有所增加?？梢酝ㄟ^氣浮或是超濾結(jié)合混凝和沉淀的方式，開展海水預(yù)處理工作，可以保證污染密度、水濁度以及化學(xué)需氧量等方面均滿足進水要求。

1.2多級閃蒸技術(shù)

MSF主要通過將海加熱至規(guī)定溫度，之后借助閃蒸器快速實現(xiàn)氣化，并通過蒸汽冷凝獲得淡水。在熱法中，MSF的應(yīng)用非常廣泛，具有維護量小與機容量大的特點。另外，其缺點也非常突出，比如能耗高、設(shè)備成本高、操作彈性小以及操作溫度高等。

1.3MED技術(shù)

對于該技術(shù)，主要在低于70℃的溫度條件中，通過蒸餾二次蒸汽加熱蒸發(fā)下一效海水，進而獲得純凈水。MED操作溫度較低，能夠降低設(shè)備結(jié)垢與腐蝕問題，借助廉價傳熱材料、工業(yè)廢熱等即可實現(xiàn)海水淡化，其具有操作彈性大、熱效率高以及動力消耗小等優(yōu)點。然而，由于地溫余熱缺少穩(wěn)定性，效率低等特點，導(dǎo)致裝置運行成本遠遠超出設(shè)計成本并且設(shè)備體積大，費用較高。

2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展

當(dāng)前，在海水淡化工藝研究方面持續(xù)發(fā)展，在熱法海水淡化工藝方面，低壓蒸汽方法借助引射器使蒸發(fā)器達到真空狀態(tài)，促使海水基于比常壓沸點低的條件下實現(xiàn)蒸發(fā)。低壓蒸汽系統(tǒng)主要受到給水口半徑、給水溫度以及流速等方面影響。高春林等人通過對淡化裝置液汽引射器展開實驗研究與數(shù)值模擬，借助實驗研究與數(shù)值計算手段，深入研究引射器參數(shù)與工作特性，并得出系數(shù)與工作流體和引射流體之間的關(guān)系。

3 新興海水淡化技術(shù)

3.1新能源淡化技術(shù)

（1）核能。以反應(yīng)堆所轉(zhuǎn)化的電能或是熱能為驅(qū)動能量，開展海水淡化工作。通過實踐表明，核能淡化技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在各個國家中有著廣泛利用。然而應(yīng)用核能過程中，需要對核廢料安全性與放射性進行充分考慮，需要保證核能具有良好可靠性，以保證淡水與周邊環(huán)境不會受到放射破壞。

（2）太陽能。太陽能淡化工藝主要為兩種，①對太陽能進行熱能轉(zhuǎn)化，促使海水出現(xiàn)蒸發(fā)現(xiàn)象，就是太陽能光熱淡化技術(shù)。②對太陽能進行電能轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)海水淡化，就是太陽能發(fā)電淡化技術(shù)。

在當(dāng)前發(fā)展中，仍然以太陽能的光熱轉(zhuǎn)換蒸餾工藝為主，其中，規(guī)模小、成本高、效率低與穩(wěn)定性差等對太陽能技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生較大影響，并且各個地區(qū)基于自身氣象條件與地質(zhì)位置等也會影響該技術(shù)使用，而通過太陽能開展海水淡化的優(yōu)勢也各不相同。要想有效促進太陽能利用效率，應(yīng)該積極促進觀點轉(zhuǎn)化與集熱等方面效率，另外，對海水淡化工藝不斷加以優(yōu)化，使太陽能實用性與經(jīng)濟性得到有效提升。

（3）風(fēng)能。此種淡化技術(shù)具有兩種形式。①借助風(fēng)力渦輪旋轉(zhuǎn)作用，使風(fēng)能可以實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)換，直接使海水淡化設(shè)備運行。②借助風(fēng)力發(fā)電機促使風(fēng)能實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化，之后為海水淡化設(shè)備提供動力。風(fēng)力能夠滿足電滲析以及用能設(shè)備運行需求，然而風(fēng)能缺少穩(wěn)定性，而RO有著良好操作性與適應(yīng)性，能夠和風(fēng)能實現(xiàn)互補。借助風(fēng)能開展海水淡化工作還有一定不足，比如穩(wěn)定性差與間歇性強等缺點非常明顯，對風(fēng)能與傳統(tǒng)技術(shù)進行有機結(jié)合，是當(dāng)前風(fēng)能淡化工藝發(fā)展的重要途徑。

3.2集成淡化工藝

（1）電滲析與RO集成。預(yù)脫鹽工段通過電滲析來實現(xiàn)，以控制海水含鹽量，之后借助反滲透膜實現(xiàn)海水淡化目標(biāo)。此集成技術(shù)使得海水在金屬管方面的腐蝕危害得到有效控制，并且是反滲透壓力得到充分降低，實現(xiàn)節(jié)約能耗目標(biāo)。

（2）膜蒸餾。此種技術(shù)通過蒸餾手段實現(xiàn)膜分離，需要借助熱源不斷海水，通過蒸發(fā)水蒸氣產(chǎn)生蒸汽分壓。并且基于膜兩側(cè)蒸汽分壓差，形成驅(qū)動力，保證水蒸氣能夠持續(xù)穿過疏水膜，在水分子完成氣化之后，穿過膜并展開冷凝處理，進而達到水鹽分離目的。該工藝融合了膜法與熱工藝的優(yōu)點，具有預(yù)處理要求較低、結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、操作條件良好以及分離效率較高等特點。然而，其還處于研發(fā)階段，并未滿足工業(yè)化要求，需要提高熱效率以及膜通量，促進膜蒸餾工藝發(fā)展。

（2）MSF和RO集成。RO具有水質(zhì)較差與產(chǎn)水效率高等特點，而FSM具有效率低、結(jié)垢問題明顯以及產(chǎn)水水質(zhì)好等特點，兩者通過優(yōu)勢互補，能夠有效減少產(chǎn)水成本，促進海水淡化效率。當(dāng)前兩種工藝已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展。

3.3MVR改進技術(shù)

MVR技術(shù)要借助壓縮機對低品位蒸汽進行壓縮，促使壓力與溫度快速升高，達到潛熱持續(xù)循環(huán)目的。此種工藝在西方國家得到廣泛應(yīng)用，而在我國研究時間較短。其主要具有工程量小、操作簡單以及節(jié)能環(huán)保等特點，在海水淡化方面需要選用低壓縮比、高性能壓縮機，并且保證換熱管具有良好耐腐蝕性，并且蒸發(fā)溫度適當(dāng)。對此，青島科技大學(xué)化工學(xué)院，在進行多年研究之后，構(gòu)建MVR蒸發(fā)過程計算模型，使得MVR模擬局限性與物性數(shù)據(jù)不足等問題得到有效解決，同時，提出設(shè)計整套MVR工藝裝置。主要針對以下方面進行改進：①對管路與設(shè)備材質(zhì)進行科學(xué)設(shè)計。②合理選擇壓縮機，以滿足MVR過程要求，是操作穩(wěn)定性得到有效提升。③引進高效換熱設(shè)施，使換熱條件得到充分強化。④對換熱設(shè)備壓力、溫度等操作條件進行合理設(shè)計。⑤對MVR凝氣排放效果差問題進行充分改進，使傳熱效果得到有效強化?；谠摴に囎詣踊潭攘己?、流程簡單以及工程量小等特點，使得在石油平臺、海島、艦船等方面具有重大應(yīng)用意義，并且有著良好的發(fā)展空間。

結(jié)語：綜上所述，在環(huán)境問題與能源問題持續(xù)加劇影響下，促使海水淡化工藝研究以及利用工作得到進一步發(fā)展。蒸餾法的經(jīng)濟性與能耗已經(jīng)成為重點研究方向，同時對核能、太陽能、電廠余熱以及風(fēng)能等方面進行積極研究，獲得更多研究成果，促進海水淡化工藝發(fā)展。膜法工藝在近年發(fā)展較為迅速，新膜材料研究以及應(yīng)用，同時解決配套問題，已經(jīng)成為膜法重點研究趨勢。