膜技术在非常规水资源开发利用中的应用

时间：2006-12-07 来源：天津市环境保护科学研究院，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 作者：

二、反渗透海水淡化技术

反渗透是60年代才发展起来的一项膜发离技术，至今已广泛应用于海水淡化；苦咸水淡化；工业用水除盐。软化、纯化。太空水的制备等等，有入预言，反渗透技术将是对21世纪海水淡化的主要方法反渗透主要利用反渗透膜，在膜的海水一侧加压后，膜的另一侧将得到淡水，其关键设备为反渗透膜和高压泵。

我国反渗透技术的研究始于1965年，已广泛应用于工业部门的纯水和超纯水制备，如医药工业和电子工业用纯水制备。锅炉用水制备、电力工业用水制备，太空水的制备，近几年已开始在海水和苦咸水淡化方面开始应用，取得良好的社会。环境和经济效益。

 海水淡化的主要方法有：蒸馏法、电渗析法和反渗透法，近几年由于性能优异。价格便宜的反渗透膜及其组件的开发成功，新型高压浓海水能量回收装置开发成功，使反渗透法的电能消耗大幅度下降，因此，其应用呈明显快速增长趋势。

反渗透海水淡化技术的特征：

 1．能量消耗少，反渗透是在没有相变的情况下，依靠大于渗透压的压力推动，通过膜的毛细管等作用得到淡水。由于海水浓度高，渗透压也高，因此，需把海水加压到5．6MPa左右。开发初期，一般海水利用率仅30％，大量（ 70％）高压浓水排放损失了很多能量，致使反渗透海水淡化的能耗很高。为了降低能耗，后来开发了涡轮式（水力透平式）能量回收装置，利用反渗透排放浓缩海水的压力使反渗透进水压力提升 30％，有效地降低了海水淡化的能耗。近几年一种新型能量回收装置—功能交换器已成功地得到应用，通过功能交换器，排放的高压浓水的压力能传给补给海水，其转换效率高达89％－96％。根据大型海水淡化工程（13600 rn3/d和5000 rn3/d）计算，海水淡化能耗仅为 2.6KWh／rn3，再加上预处理等耗能，海水淡化的总能耗约为2.83KWh／rn3（2）。

最近国内研究了一种人造水柱差压式海水淡化反渗透系统，海水淡化能耗仅为2。86KWh／rn3，加上预处理等能耗，海水淡化总能耗约为3．6KWh／m，且可不用高压泵和能量回收装置。冬季能保持反渗透的运行温度在10℃以上。

 2．由于反渗透膜的孔径很小，只有≤10 × 10— 10m，细菌、病毒。热源等都很难通过反渗透膜，因此用反渗透法制得的产品水可达到宜饮水的品质，因而其价值较高。

 3．设备结构紧凑、单位体积产水量高占地面积小，特别是我国自行研发的人造水柱差压式海水淡化反渗透系统。

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