天津滨海新区海水淡化问题研究（寇小萱,孙艳丽）

时间：2021-01-17 08:04:06　来源：柠檬阅读网本文已影响人

一、海水淡化技术及滨海新区的海水淡化情况

（一）海水淡化技术

海水淡化方法按分离过程可分为蒸馏法、膜分离法、结晶法、溶剂萃取法和离子交换法等。其中蒸馏法又有多级闪蒸（MSF）、多效蒸发（ME）和压汽蒸馏（VC）之分，膜法海水淡化技术则包含了反渗透法（RO）和电渗析法（ED），结晶法则由冷冻法和水合物法构成。虽然淡化方法有许多种，但多年的实践表明，真正实用的海水淡化只有多级闪蒸（MSF）、多效蒸发（ME）、反渗透法（RO）、电渗析法（ED）等方法。目前MSF 法是海水淡化工业化装置的主要方法，据统计MSF 占世界淡化方法市场份额的62%、RO 法占31% 、ED 法占3%、其他方法占3%。我国海水淡化采用最多的是电渗析技术，其次是反渗透技术。

（二）滨海新区海水淡化技术现状

近几年来，滨海新区十分注重对海水淡化技术的研究和应用。2005 年底确定了滨海新区的海水淡化发展目标，即要创建国家级海水综合利用示范城市和海水利用产业化北方基地，到2010 年海水淡化产量达到20m3/d~ 25m3/d，2020 年实现40 万m3/d~50 万m3/d。目前，滨海新区海水淡化主要采用蒸馏法和反渗透法两种技术方式：

1.蒸馏法

大港电厂两台3 000t/d 的多极闪蒸（MSF）海水淡化装置；
开发区新水源公司10000t/d 的低温多效（MED）海水淡化装置；
规划在北疆电厂和大港电厂二站各建设200000t/d 低温多效海水淡化装置。

2.反渗透法

天津市科委1000t/d 反渗透（RO）海水淡化示范工程；
新加坡凯发公司在大港电厂附近动工建设15 万t/d 海水淡化厂；
规划在塘沽建设20 万t/d 海水淡化项目。

其中，蒸馏法不需要复杂的海水预处理，能适应各种海水条件的变化。其优点是具有较高可靠性和很强的适应性，冬季易运行，操作稳定。天津大港电厂两台3000t/d 的多级闪蒸海水淡化装置已运行17 年，生产运行比较稳定。缺点是耗能较大，防腐和防垢要求高，一次性投资大，产水成本较高。反渗透法耗能低，投资少，成本相对较低，是目前世界上大力推广应用的技术，广泛应用于海水淡化，工业水除盐以及不同级别的纯水生产。但是反渗透预处理要求高，气温（水温）对产水量影响大。

二、海水淡化成本及综合利用问题

（一）海水淡化的成本

1.海水淡化的投资费用

影响淡化成本的因素有淡化方法、淡化规模、当地的水质、水温、地理、地质、气候、能源价格、淡化水的水质要求、设计的选材、开工率、安全容量、使用年限、投资来源、利率、税收等。海水淡化工程投资是妨碍海水淡化技术推广应用的主要因素之一。

2.海水淡化的造水费用

海水淡化造水成本由运转费用和维修费用、在确定比例下的投资回收分摊两个方面组成。运转费用和维修费用包括：管理费、人员工资、总能耗费用（包括电、汽、油等）、药品及其他消耗品费用、年维修费用（通常取设备费的1.5%）、流动资金利息等。反渗透法还包括膜更换费用（海水反渗透膜安全周期为3a），其中每年投资回收分摊= 总投资* 年投资偿还率，每t 淡水的制水成本= (年运转费+ 维修费+ 年投资回收分摊)/ 年淡水产水总量

根据以上分析，以滨海新区采用MSF 和RO 海水淡化技术的项目为例，其海水淡化的成本如下表。

（二）海水淡化的综合利用

目前，滨海新区的造水成本在4.5 元/m3 左右，相比于现今市民用水价格2.2 元/m3，仅成本就高出了两倍多，海水淡化生产成本过高是制约海水淡化发展的主要因素。降低海水淡化成本的主要方式有水电联产、规模效应、技术进步和综合利用，其中综合利用是降低成本的重要途径。对滨海新区而言，海水淡化有两个重要的环节：一是引导和推动淡化海水进入市场，二是寻求海水淡化后浓盐水利用上的突破，与制盐业和新型化工业紧密结合，形成完整产业链。充分利用海水淡化厂排放的浓盐水，做为制盐及化工企业的原料，这样既可以节约海水淡化厂浓盐水排放的费用，也可以降低利用浓盐水企业的生产成本。

1.海洋化工

将海水淡化和海洋化工产业合理的结合起来，既可以满足滨海地区的海水供应，又可为海水化工企业补充原料。如果在滨海地区建设一个日产淡水50 万吨的海水淡化厂，全年淡化排出的海水可提取470 万吨盐、3.8 万吨氧化镁、8.1 万吨氯化钾、1.1万吨溴等，淡化废液经过海洋化工产品的提取，几乎全部得到应用，而且不产生废气、废液及废渣。目前滨海新区乃至天津市的海洋化工产品多数为低附加值的初级产品，利润少且科技含量低。

如果能以海水淡化为契机，调整产品结构，提高产品的系列化、精细化程度，重点发展多品种盐、精细镁化物系列、钾系列、溴系列产品，并加快海水提溴、提钾的工业化进程，积极进行海水提锂、铀等产品的研究，可以在很大程度上增加产品的附加值和市场竞争力，改变目前海洋化工企业不景气的状况。

近年来，滨海新区十分注重海水淡化与海洋化工的结合，天津市“十一五”规划期间的北疆电厂工程，在2010 年一期工程投产后，每年可提供110 亿千瓦时电能、6570 万吨淡化水；
海水淡化后的浓缩盐水引入汉沽盐场制盐，每年可增加50 万吨产盐量，节约22平方公里的盐田用地；
浓盐水中可提取大量的氧化镁、氯化钾、溴等海洋化工产品；
发电环节产生的粉煤灰等废弃物可以生产150 万立方米的建材，集发电、淡化海水、制盐、节约用地、废弃物利用等功能于一体，这不仅可降低海水淡化的综合成本，为当地的海洋化工工业提供了丰富的原料，同时也降低了综合成本，有效解决了浓缩海水对生态、环境造成的影响。

2.制盐业

海水淡化的淡水提取率一般在30%~40%，可使海水浓度提高近1 倍，按每天生产6 万吨淡水计算，排出的浓缩海水在10 万吨以上，若将大量的浓缩海水全部排入海中，势必会对海洋生态环境造成影响，更是浪费了宝贵的浓缩海水资源。海水淡化后所产生浓海水，浓度提高近1 倍，其温度及纯净程度均高于海水，若用于晒盐可使盐场的蒸发面积减小近三分之一后，仍可保持原来的产盐量。盐场由于使用浓缩海水而空出的近三分之一的土地可进行转让或开发利用，大大降低盐场的生产管理和直接生产成本。若盐场根据海水淡化的具体情况，优化调整其蒸发池与结晶池面积之比，必将使产盐量大大提高。

3.海洋生物

对海水资源的综合利用不仅包括海水元素，还包括海洋生物资源和盐田生物资源的开发利用。海水淡化后的浓缩海水，由于进行了预处理或蒸馏过程，将更适于纯种藻类的人工养殖。可在有计划、有目的的培植、筛选、养殖藻类的基础上，利用转基因技术制造多种海洋生物药品、保健品及水产养殖饵料等高附加值产品。这将促进海水淡化废液的综合利用，促进海洋经济的发展。

4.海水淡化产业

海水淡化技术不仅用于海水淡化，还更多地用于处理地表苦咸水、工业用水和废水回收，在国内也有广阔的市场，应加大对国际先进海水淡化技术的研究及淡化工程的设计，在滨海新区建设海水淡化所需要的反渗透复合膜、压力容器等关键配套设备的生产线，搞好技术设备的产业化。在海水淡化工业发展的同时，海水淡化产业也将成为天津经济发展的新亮点。

（作者单位：天津商业大学）

来源：方略/滨海新区

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