非常规水资源化膜集成技术及应用
1.1海水淡化发展现状
由子入口增长、城市化、气候变化和生活方式转变等因素，淡水资源的压力有务加期。目前，21亿人无法获得安全的饮用水。到2030年，严重的水资源迈缺可能管使全球7亿人流离失所。对水、粮食和能源安全的错综复杂的依赖使得淡水对经济地长和繁荣更加重要，解决缺水问题的一些战略旨在通过修改定价和/或实施节的维生来减少需求，然而，这一缓解方法在受到严重影响的地区几乎无法提供解决方案。比之下，海水淡化技术使人们能够利用丰富的海水和/或咸水储备，以满足日益增长的需求。
目前海水淡化技术可分为热能驱动技术和膜技术两大类。膜技术主要为反渗透(RO和电渗析(ED)1-)，具有低能耗、低环境影响和操作性强等特点，近年来被广泛应用另外。膜蒸馆(MD)作为热能驱动与膜技术的结合技术，具有可利用海水余热成工室废热驱动海水淡化的优点。膜蒸馏是一种热驱动的膜过程，是一种独特的海水淡化过程 MD 拥有比传统热能淡化技术更多的优势。MD 能够在较低的温度下脱盐，需要较少的热量。与传统的热过程相比，膜蒸馏依赖于紧凑、模块化的系统设计。在中东地区已成规模运行的海水淡化厂主要采用多级闪蒸(MSF)和多效蒸馏(MED)技术，而位于大洋洲的澳大利亚，其海水淡化厂多采用 RO技术同
截至2018年,全球海水淡化技术中RO产水量占总产水量的65%，其次分别是MSF产水量占21%，MED产水量占7%，ED等其他技术产水量总占比约为7%。《2018-2023年中国海水淡化产业深度调研与投资战略规划分析报告》(7指出在我国海水淡化中，RO产水量占总产水量的65%，MED产水量占34%，MSF与ED产水量占1%，RO技术占主导地位。从利用场景来讲，反渗透将成为沿海干旱地区供水的主要技术，新型膜材料顾法水处理技术集成及示范
近年来，海水淡化技术得到高速发展，产业化媒模逐步扩大。据国际水务情报海水关化市场数据库统计，全世界已有约18万个海水谈化厂，通布 150多个国家
水量约为380x10*l，是2008年产量的两倍多m，年增长率达 8%，可解决2亿多人的用术问题，预计到 2030 年将增长到540x10"va，以沙特阿拉怕、阿联酋、科威特、卡塔尔阳巴林5国为代表的中东地区是海水淡化技术的主要应用地区，其海水淡化装置总产力前占全球总产水量的 44.3%，全球最大的海水淡化厂，沙特网拉伯的 RASAI-Khait 害水淡化厂，采用热法耦合技术(MSF+RO)，产水量可达103.5x10*ud。李洲规模最大的阿尔及利亚马格塔(Magtaa)海水淡化厂产水量达到 50x10*vd。洪大利亚维多和亚海水淡化厂产水量 46.7x10*Ud，近年来，一些内陆国家(如哈萨克斯坦)也在积相发展海水淡化技术l@)。市政和工业是全球海水淡化的主要应用领域。市政使用占比60%，产能5114x10°t/d;其次为工业34%，灌溉2%，旅游业2%，军用1%等。在现有的海水淡化技术中，基于膜的海水淡化技术由于其结构紧凑、模块化、能耗低等性点，在多级闪燕(MSF)和多效蒸馆(MED)等传统热力系统中得到了广泛的应用。就全球装机容量而言，压力驱动的反渗透(RO)占据了海水淡化市场的主导地位。然面，在海湾地区因其海水盐度和温度与世界其他地区相差很大，反渗透的增长速度较慢,反渗透膜容易受到污染,海湾地区恶劣的海水条件加剧了膜的污染倾向。此外，作为海水淡化副产品获得的盐水的盐度可能高达 200000mgL，这就需要进一步研究淡水生产的可持续和节能方法。
中国淡水资源总量为2.8x10'%，占世界第6位，而人均水资源量仅为世界人均水平
无法费防
的 1/4，排在第 88 位。因此积板开发利用海水资源，采取有效措施提高淡水资源量具
备，可
有重要的战略意义。中国自 1958 年开始研究海水淡化，并于 1975 年着手研制中大型海水淡化装置，现已建成投用的大规模海水淡化工程包括天津北疆电厂海水淡化工程一期(20x10*vd)、青岛百发海水淡化工程(10x10*vd)、天津大港新泉海水淡化工程
术主要i
(10x10*vd)、河北国华沧电黄骅电厂海水淡化工程(5.75x10*ud)、曹妃甸工业园区海
近年新
水淡化工程一期(5x10*ud)等。中国海水淡化工程主要分布在沿海重度缺水地区，如用海*地
天津、舟山、青岛、大连等沿海城市。我国海水淡化应用主要以反渗透和低温多效蒸
脱益，提馆技术为主。我国海水淡化主要用在工业领域，其次用在市政领域。我国海水淡化所产生的淡化水 64%用于工业领域，其中 36%用于电力，12.5%用于石油和化工，9.8%
在中新 用于钢铁，其余 5.7%用于其他高耗水工业领域:市政供水规模相对较小，占海水淡化总
技术i 规模的 36%间。
根据《2019年全国海水利用报告》[9)统计，截至2019年年底全国现有海水淡化工程 115 个，工程规模1573760v/d。其中，2019年全国新建成海水淡化工程17个，工程规模 399055ud，分布在辽宁、河北、山东、江苏和浙江，主要满足沿海城市石化、钢铁、核电、火电等行业用水需求。全国现有万吨级及以上海水淡化工程 37个，工程规模1403848td;千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程42个，工程规模162522vd:千吨级以下海水淡化工程 36 个，工程规模 7390t/d2019年全国新建成海水淡化工程大规模
