文 献 综 述

1前言

淡水缺乏成为了21世纪的焦点。在地球表面5.1 亿 km² 的总面积中，海洋面积为 3.6 亿 km²，大约占地球表面积的 70.8%。海洋拥有地球总水量的95%，在全球淡水资源紧缺的形势下，海水淡化日益重要^[1] 。我国淡水资源总量虽世界第六，但水资源的分布很不均衡，人均占有量仅位于世界第109 位。于上世纪起，沙特、美国、以色列、新加坡等国家大力建设海水淡化厂，解决内地淡水资源缺乏的现状。目前我国有 110 个城市严重缺水，主要分布在华北、东北、西北和沿海地区。为保证我国经济的可持续发展，缓解当代水资源短缺，大力发展海水淡化技术产业来解决淡水资源问题已迫在眉睫。因此，发展海水淡化技术，向海洋索取淡水已成为现代社会的当务之急^[2]。

1.1研究背景

我国淡水资源既患贫，又患不均。人均水量既少，时间和地域分布上又很不均衡。近10年来各地经济增长迅速，再加上连续几年降雨偏少，以及许多水源严重污染，水的供需矛盾更显突出。根据本世纪初的统计，我国610个中等以上城市中，不同程度缺水的就达到400多个，其中32个百万人口以上的大城市中，有30个长期受缺水的困扰。北京的人均水资源不足200m³，仅为全国人均的1/8，世界人均水平的1/30。南方地区，包括浙江，福建和广东沿海，近年来淡水资源的短缺和污染，也已成为经济持续发展的重要障碍。环渤海经济圈，包括天津、沈阳等城市以及辽东半岛和山东半岛，人口高度集中，经济高速增长，缺水问题已经成了经济增长的制约因素。

1.2海水淡化的现状

海水淡化是一种能源密集型工业，消耗大。降低传统方法海水淡化过程的能耗或寻找可再生能源进行淡水生产是海水淡化技术发展的研究热点。太阳能法是利用太阳能热效应驱动的海水淡化方法，将收集到的太阳热能驱动海水发生相变进行分离。太阳能较之传统热源等更安全、更环保。蒸馏法中研究最多、技术上最成熟的是太阳能盘式蒸馏器，此外还有利用烟囱技术的太阳能海水淡化新技术[3]。膜分离具有高效节能、选择性好、无相态和化学变化及在常温下操作等优点，是继蒸馏法后的一项重要技术。太阳能与脱盐装置结合用于海水淡化得到的淡水纯度高；缺点是整个系统的效率低，系统复杂，造价高。膜法淡化海水，主要包括反渗透膜(RO)、电渗析法(ED)和纳滤膜法(NF)。[4]

1.3海水淡化的发展

海水淡化方法有蒸馏法和膜法：蒸馏法能耗大，操作成本高；反渗透法已被广泛运用于淡水生产中，但是反渗透法的操作压力较高以及膜组件污染问题会影响膜的寿命；纳滤膜法操作压力低，能耗低，符合未来海水淡化发展的趋势，但膜通量的高低和纳滤膜对NaCl 截留率的大小影响纳滤膜淡化海水的效率。水电联产、热膜联产等多种技术集成的海水淡化技术能提高海水淡化效率，降低能耗。可以预测未来提高海水淡化效率两种方法：(1) 发展具有抗污染性强、高膜通量和高Nacl截留率特性的膜淡化海水技术；(2)作为资源的最有效整合方式，集成海水淡化技术将是未来海水淡化技术发21 世纪, 水资源问题已成为困扰世界各国经济和社会发展的一个制约因素。目前全世界约有 80 多个国家和地区严重缺水, 占地球陆地面积的60% , 有15亿人缺少饮用水, 20亿人得不到安全的用水。众所周知, 地球上70.8%的面积为水所覆盖, 但是其中97.5% 的水为海水, 不能直接利用, 而在其余2.5%的淡水中, 可利用的淡水资源仅占地球总水量的0.26%。目前常用的局部地区缺水解决方案有远程调水、地下取水、建造水库等, 但是长期使用造成了水源枯竭、浪费土地、地面下沉和破坏生态等诸多弊端, 且均属于淡水存量调整, 不能从根本上解决淡水危机。另外雨水的收集利用、废水回用和加强水资源的立法管理等也可以缓解部分地区的淡水短缺。但是, 海水淡化作为一种开辟新水源的相对成熟的技术, 已成为世界上公认的解决缺水的最佳方案。

2海水淡化的各种技术