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海水淡化的化學方法范文1
水資源短缺是當今全球面臨的最大的挑戰之一。在下一世紀，人類所面臨的水危機將比能源匱乏對人類活動的影響更大。據估計，世界上有五分之一的人口沒有獲得安全飲用水，而有超過三分之一的人口居住在供水緊張的國家；由于相對于水資源的人口迅速增長，這一比例仍將會增加，預計到2025年，這一數字會上升到三分之二。那些生活在沿海社區、干旱地區、以及其他供水有問題地區的人們正在尋找解決其水資源短缺問題的辦法。地球表面有70%被海水覆蓋，有前景的飲用水來源之一正是世界上幾乎取之不盡的海水，而海水淡化也正在證明其自身是一個日益可行的解決方案。
海水淡化（脫鹽）是指一種過程，該過程去除鹽水或半鹽水中的鹽及其他礦物質，以生產飲用水，或者是用于灌溉和工業用的水。在過去十年，全球海水淡化市場呈現出上升趨勢，水資源緊張國家的海水淡化設施建設大幅增長。Visiongain公司確認2012年全球海水淡化市場的價值達到了183.7億美元。而GBI research公司預測，2010到2020年間，全球海水淡化累積合同市場容量有10.5%的年復合增長率，預計到2020年，全球海水淡化技術市場將超過520億美元。
本文將從全球海水淡化市場的現狀、先進技術和材料、所用能源以及對環境的影響等方面，探討海水淡化技術未來的發展。
當前海水淡化市場及常用技術
海水淡化在亞洲和太平洋國家被廣泛接受，如中國、印度和澳大利亞，在那里有大量人口居住在淡水資源有限的沿海地區。在北美地區海水淡化也有抬頭，美國幾乎所有的州都有海水淡化廠，其中大多數專門為工業用途設計。在歐洲，海水淡化主要用于市政目的，但在工業上的應用也在增加。西班牙是世界上頂尖的五個海水淡化國家之一。在歐洲，特別是西班牙的旅游業的增長，也推動了其提高海水淡化能力的需求。
2012年年中，全球飲用水的生產能力為8千萬m3/天，而其中多數是在中東和北非地區。到2016年，全球通過海水淡化生產的水預計將超過380億m3每年。目前全球產能的三分之二處理海水，另三分之一使用淡鹽自流水。
中東地區在海水淡化市場占主導地位，并有望繼續擴大其在海水淡化方面的種種努力。全球主要海水淡化國家包括沙特阿拉伯、美國、阿聯酋、西班牙、科威特、阿爾及利亞、中國、卡塔爾、日本、澳大利亞和印度。世界上最大的海水淡化廠是位于阿拉伯聯合酋長國的Jebel Ali海水淡化廠二期，其生產能力為94.8萬m3/天。
當前主要的海水淡化技術有反向和正向滲透、多效蒸餾（MED）、多級閃蒸（MSF）、電滲析（ED）、電滲析逆轉（EDR）和去離子（EDI）、替代和混合海水淡化。目前全球有超過14000個海水淡化廠，反向滲透廠主導市場，它占2011年全球產能的60%；在這之前最突出的是使用蒸汽的多級閃蒸熱過程，2011年，多級閃蒸占全球產能的26%。就地區而言，反向滲透仍然在北美地區占主導地位，歐洲、澳大利亞和大洋洲都青睞反向滲透技術，但亞洲更傾向于使用反向滲透和多級閃蒸技術，并且多級閃蒸技術主導非洲。
至今為止，反向滲透是最節能的海水淡化技術，也是任何新的海水淡化技術的比較基準，其過程的核心是半透膜，它具有從海水中分離出純凈水的能力。業內人士預計反向滲透技術細分市場有望最具成長性，到2020年將達到394.6億美元。以色列Hadera的海水淡化廠是世界上最大的反向滲透海水淡化廠。
海水淡化的新技術、新材料
新技術和新材料不斷涌現，導致海水淡化更環保、更具成本效益。過去，海水淡化的高成本（主要是由于能源的集約使用）以及對與行業相關的環境問題的關注抑制了海水淡化市場的增長。但最近有些障礙已經，或者至少是輕微地被破除了，從而有助于海水淡化市場的業務增長。
新技術 2013年6月，美國得克薩斯大學奧斯汀分校（UTA）和德國馬爾堡大學的化學家們發表了他們開發的一項技術，可以進行電化學介導的海水淡化，被稱為是“無膜”海水淡化。到目前為止，該技術可以達到25%淡化，化學家們堅信他們可以達到99%淡化，從而滿足飲用水的要求。目前大多數海水淡化方法依賴于昂貴且不易沾的膜，雖然新開發的無膜方法仍需加以完善和擴大規模，但如果成功，將能大規模地使用一個簡單的，甚至是便攜式的系統提供飲用水。
2012年10月，麻省理工的研究人員使用一種能研究液體在固體表面行為細節的新技術設計了一種表面，使水滴可以高速移動。這有可能會增加海水淡化廠生產淡水的速率，并且提高電力生產中的能源利用效率。
2012年3月，西班牙瓦倫西亞大學的研究人員領導了一個350萬歐元的項目，通過使用新的無線細菌傳感器，他們要設計可以優化污水處理和海水淡化廠運作的智能網絡。使用該技術，可以將淡化水成本減少45%，能源消耗降低74%。這個為期三年的項目的目的是開發世界上第一個相互連接的生物傳感器無線網絡，它可以通過確定理想的注入水中的殺菌劑量來控制細菌的活動，而其最終目標是要從根本上提高生產力并降低凈化水的成本。
傳統的海水淡化過程——如反向滲透和電滲析——要消耗大量的能源。2010年4月，新墨西哥州立大學（NMSU）的研究人員開發了一種新的蒸發海水淡化系統，不僅能二十四小時不停地運作將鹽水轉換為純凈飲用水，而且其能源需求非常低，僅用太陽能就足以支持其運作。
同樣應用太陽能，2010年10月，麻省理工學院領域和空間機器人實驗室（FSRL）的一個團隊設計了一個便攜式海水淡化系統。該系統采用反向滲透的原理，可以在危機情況下用于生產飲用水，也可以被用于在能源和潔凈水供給相對復雜和昂貴的偏遠地區生產飲用水，如沙漠地區或發展中國家的農場或小村莊。
一種類似太陽能蒸發器工作，但是是在工業蒸發池規模上的新方法，叫做集成生物技術系統。它可以被視為“完全淡化”，因為它將所有攝入的鹽水轉換為蒸餾水。這種類型的太陽能供電的海水淡化的獨特優勢之一是內陸操作可行性。標準的優勢還包括海水淡化廠沒有空氣污染，電廠的冷卻水排放不會造成瀕危的天然水體的溫度升高。另一個重要優勢是生產的海鹽能有工業和其他用途。
新材料 2013年3月底，芬蘭赫爾辛基Arcada大學的能源與材料科學系宣布，它們開發出一種制造納米多孔膜的技術，能顯著降低生產成本。這項新開發的技術生產的膜可以根據水中物質的大小和化學性質來過濾它們，能大大降低膜的價格，從而擴大膜技術在未來的應用。將可能被大量用于潔凈水的生產和工業水處理，因為這些過程的目的是要分離出水中有價值的或者有害的物質。
2012年，麻省理工學院的研究人員提出了一種新方法，采用石墨烯（碳元素的只有一個原子厚的形式）作為過濾材料，可以比現有的海水淡化系統更有效率，而且可能成本更低。反向滲透使用膜從水中過濾出鹽，膜越好，淡化過程中消耗的能源就越少；膜越薄，通過的淡水就越多。與當前基于聚酰胺的過濾器相比，石墨烯過濾器能大大減少水中的含鹽量。同時，現有系統中使用的厚膜的厚度足有石墨烯的一千倍，因而需要極高的壓力（因此能源消耗巨大）才能迫使水通過膜。而新的基于石墨烯的系統在相同的壓力下，比當前的技術快數百倍；或者說，在相似的速度下，該系統可以在低得多的壓力下運行，這有助于提高海水淡化廠的效率，因此成本遠低于一般的凈化水技術。加之石墨烯是一種已知的最強的材料，因此它比那些目前用于反滲透技術的膜更耐用。而由于海水淡化所需的材料不用像電子或光學方面那樣要求幾乎是純凈的，因此其獲取也相對容易、經濟。
海水淡化的新能源
海水淡化一直由于其巨大的能源消耗而遭到批評。目前大多數的海水淡化使用化石燃料，其熱電能源——反向滲透海水淡化廠的主要能源來源——會造成空氣污染和溫室氣體排放，進一步加劇氣候變化。為了最大限度地減少溫室氣體排放，可以用可再生能源直接為海水淡化廠供電。另外，也有一些間接補償或彌補措施，比如安裝可再生能源發電廠將能源加入國家電網，也能用于海水淡化工廠，這同時可以解決風能和太陽能的間歇性和可變強度的問題。
為滿足日益增長的飲用水需求，利用核能進行海水淡化也是一種可行的選擇。最近由國際原子能機構協調進行的研究項目中的案例表明，利用核能進行海水淡化是解決水資源匱乏地區的水需求和短缺問題的一個真正的選擇。雖然在受水資源緊缺問題的國家大規模部署核能海水淡化所面臨的主要挑戰是缺乏基礎設施和資源，然而，這些國家對利用核能淡化海水來獲得可持續的水資源相當感興趣。
現代阿聯酋自創建以來，大部分的用水需求已經通過海水淡化得到滿足。如果海水淡化工廠可以與核電廠相連，那將是對阿聯酋的水和能源安全的一個重大推動。Masdar科學與技術研究所的學術院長、Youssef Shatilla教授指出，核能海水淡化是一項眾所周知的技術，目前在世界各地運行的工廠顯示了其優勢。核能海水淡化與傳統淡化基本相同，只是能源的來源是核電廠。在世界各地都已經部署了核能海水淡化廠，從發達國家到發展中國家，并已取得巨大的成功。這些能給人信心的事實表明，如果實施的話，必定是對阿聯酋的水和能源安全的巨大補充。
在澳大利亞，用水量的增加和低降雨量/干旱相結合，使得其州政府轉向海水淡化。雖然海水淡化能幫助安全供水，但由于澳大利亞以煤炭為基礎的能源供應，導致海水淡化的能源密集和高碳足跡。為此，澳大利亞一直致力于尋找可再生能源進行海水淡化。
在澳大利亞西海岸的花園島上，正在開始建設一個利用波浪能的海水淡化示范試點工廠。Ceto海水淡化試點與Carnegie珀斯的波浪能項目（PWEP）共同位于花園島上，將現成的反滲透海水淡化技術與PWEP的基礎設施相結合。該工廠將直接由Carnegie Ceto波浪能系統的液壓能量離岸供電。項目的目的是要證明Ceto海水淡化技術有顯著并可持續地減少能耗的潛力，因此也能大大減少與海水淡化廠相關的溫室氣體排放的產生。
在澳大利亞的Perth的一個海水淡化廠的能源供給有一部分來源于由Emu Downs風電廠提供的可再生能源。而在新南威爾士州Bungendore的風電場是專門為悉尼海水淡化廠建造的，能為其提供足夠的可再生能源，以抵消海水淡化的能源使用，從而緩解對有害溫室氣體排放的關注。
2012年6月6日，西澳大利亞大學（UWA）宣布其研究人員將調查在西澳大利亞利用地熱能來淡化地下水。該項目將為西澳大利亞州政府和工業界提供地熱能和水生產的經濟、技術和市場分析，并確定在該州可以最佳應用此技術區域。
海水淡化對環境的影響及解決方案
除了溫室氣體的排放，海水淡化還對環境造成其他方面的影響，比如對海洋生物的影響、對海洋生態的影響等。
與海水攝入相關聯的一個主要問題是對海洋生物的撞擊和夾帶。美國法院于2011年裁決了《清潔水法》，規定如果不將海洋中的浮游生物、魚卵和幼魚的死亡率降低90%的話，就不能再取海水。雖然海洋系統中幼蟲的自然死亡率很高，夾帶對海洋生物問題的影響并不清楚，但無可否認，夾帶可以殺死大批青少年階段的魚。表面開放攝入是大型海水淡化廠常用的解決方法，它可以通過適當的篩選與低攝入速度相結合來減小對大的有機體的撞擊。通過將攝入口定位在遠離生物生產區，比如定位在離岸更遠的更深的海里，或者是使用地下海灘井，可以極大地減少或消除對小浮游生物（如幼蟲、卵）的夾帶。
所有的海水淡化過程都會產生大量的濃縮物，而且可能隨著溫度的增加而增加，這包含預處理和清潔化學品的殘留物、它們反應的副產品和一些由于腐蝕產生的重金屬。當反向滲透海水淡化后的高鹽度海水（約是海水的兩倍）和預處理及膜清洗中使用的化學品被排放到的海洋環境時，會對環境構成風險。由于溶質濃度較高，所以這些高濃度鹽水比海水的密度高。因為鹽水下沉并會保持很長的時間，因此足以破壞海洋底部的生態環境。
謹慎地放歸可以將這一問題最小化。例如，對從2007年底開始在悉尼建造的海水淡化廠和海洋出口結構，水務當局表示，海洋出口將會設置在海底，從而最大限度地分散濃縮的海水，以確保在出口處50米到75米處無差別。典型的外海海洋條件可以迅速稀釋這些濃縮的副產品，從而盡量減少對環境的危害。
若要限制這些高濃度鹽水流回海洋對環境造成的影響，也可以將其與另一股水一起流入海洋從而達到稀釋的作用，比如廢水處理或火力發電廠的排污。另一種減少海水鹽度增加的方法是在混合區域通過擴散器混合鹽水。海灘水井也是一種解決方案，但問題是這需要更多的能源，而且成本較高，加之底層含水層的滲水性限制了吸水率，使得輸出量受限，因此很難在大規模的海水淡化廠實施。
當然，更有效的方法是消除預處理階段或降低預處理要求，因為這將大幅減少能源消耗、資本成本以及海水淡化廠對環境的影響，但這需要開發具有特定表面性質的耐污染的膜，并且需要與改進的流體動力混合的膜模塊。
海水淡化的未來發展
除去人口和水資源供應因素，城市化的快速發展、工業擴張、旅游產業的增長以及含水層中鹽水侵入的增加，都驅動全球海水淡化能力不斷增長。但到目前為止，要廣泛使用的話，海水淡化技術還是過于昂貴，因此現在的大多數興趣專注于開發具有成本效益的方式提供淡水為人類所用。海水淡化技術才出現50年左右，有大量的可改進空間。比如反滲透膜系統通常比熱蒸餾使用的能量少，這導致過去十年中海水淡化整體成本的降低。
對一些供水緊張的地區，淡化海水可能是一個解決方案，但這可能并不適用于那些窮困、在大陸內部深處、或者是海拔高的地方。然而不幸的是，這包括了一些地方水問題最為嚴重的地區。在離海遠的地方（比如印度的新德里），或者海拔高的地方（如墨西哥城），高昂的運輸成本會添加到已經很高的海水淡化成本中。在相對離海較遠同時相對較高的地方（比如利雅得），淡化的水也很昂貴。
海水淡化的化學方法范文2
一、境外海水利用現狀
境外海水利用已有近百年的歷史，海水已成為沿海城市和地區水資源的重要組成部分。海水利用包括海水直接利用、海水淡化和海水化學資源綜合利用。本文所指的海水利用主要包括海水直接利用和海水淡化兩個方面。
（一）海水直接利用
海水直接利用是以海水為原水，直接代替淡水作為工業用水、生活用水和農業用水，如海水冷卻、海水脫硫、海水沖廁、海水沖灰、洗滌、消防、制冰、印染等。
海水直接用于工業冷卻水已有近百年的歷史，有關設備、管道防腐和防海洋生物附著的技術已經成熟。日本在這方面處于世界領先地位，早在1995年日本電力工業直接用海水量就超過1200億m3，現在日本工業冷卻水用水總量的60％是利用海水，每年用海水作為冷卻水的用量高達3000億m3。美國大約25％的工業冷卻用水是直接使用海水，海水作為冷卻用水量每年約1000億m3。
海水脫硫技術始于20世紀70年代，是利用海水脫除煙氣中SO2的一種濕式煙氣脫硫方法。具有投資少、脫硫效率高、運行費用低等優點，可廣泛應用于電力、化工等行業。
海水作為生活用水方面。香港利用海水作為居民沖廁用水已有40多年的歷史。目前香港已有76％的人口采用海水沖廁，海水用水達2億m3／年，平均每天使用海水量達58萬噸，約占日均耗水量的18％。
海水作為農業用水方面。美國培育出海水灌溉的SOS―7、SOS―11號可作為飼料的海蓬子；印度用海水灌溉860萬公頃海濱沙丘，收獲了200―250萬噸谷物。
（二）海水淡化
海水淡化是指通過處理脫除海水中的大部分鹽類，使處理后的海水達到生活用水或工業純凈水標準，作為居民飲用水和工業生產用水。
目前工業化的海水淡化工藝主要有多級閃蒸法（MSF）、多效蒸餾法（MED）、反滲透膜法（RO）三大類。從海水淡化的發展歷程看，20世紀30年代主要采用多效蒸發法，50年代至80年代中期主要是多極閃蒸法，至今利用該方法淡化水量仍占相當大的比重；20世紀50年代中期出現的電滲析法（ED）、70年代的反滲透法和低溫多效蒸發法（LT―MED）逐步發展，特別是反滲透膜法海水淡化已成為目前發展速度最快的技術。大型多級閃蒸海水淡化技術已經成熟，日產5萬噸以上的大型海水淡化廠約80％集中在嚴重缺水的中東地區。
目前，世界上已有40多個國家和地區相繼開展了海水淡化工作，建立了約1．1萬家海水淡化廠。據國際脫鹽協會統計，到2001年底，全世界海水淡化日產淡水量達3250萬m3，解決了1億多人的用水問題，海水淡化在國際上已成為一門新興產業，以每年10％―30％的速度增長。沙特阿拉伯是世界上海水淡化廠和產水量最多的國家，20世紀80年代建立了第一個大型海水淡化聯合企業，現已建成25個大型現代化海水廠，日產淡水總量近200萬m3。歐洲海水淡化應用也較為廣泛，如地中海沿岸的希臘、意大利、西班牙等國家。幾十年的實踐證明，海水淡化技術日趨成熟，可以安全、穩定地提供供水水源，而且不受降水季節限制，為解決淡水資源危機提供了廣闊的前景。
二、天津市海水利用情況
天津市位于海河下游，是淡水資源嚴重短缺的特大城市。東臨渤海，有大陸岸線100多公里，有利用海水資源的天然條件。多年來在海水淡化技術攻關和產業化方面進行了大量的工作，也取得了一定的成效。
（一）大港電廠海水利用取得較好的效益
大港電廠在應用海水作冷卻水的基礎上，于1986年引進了兩套日產3000噸的多級閃蒸海水淡化裝置，分別在1989年和1990年投入運行。13年來累計生產淡化水2500萬m3，保證了電廠的穩定運行，取得了較為顯著的社會經濟效益。
（二）近期擬建海水淡化示范工程
近期擬在天津經濟技術開發區建設海水淡化示范工程。利用開發區熱源五廠的低品位蒸汽和廉價電能，采用低溫多效與反滲透工藝，建設10000噸／日的海水淡化示范工程。淡化水作工業用水，濃鹽水供堿廠化鹽制堿，實現綜合利用。
（三）籌劃建設10萬噸／日的海水淡化工程
擬在濱海地區建設一座10萬噸／日的海水淡化示范工程，淡化水供石化、化工、制鹽、電力等大型企業。正在開展海水淡化熱源研究（利用電廠低品位蒸汽或低溫核供熱反應堆）、海水淡化工藝（多效蒸發與反滲透混合流程）對比選擇；濃鹽水供鹽場制鹽綜合利用研究，預計利用濃鹽水可節省曬鹽占用的土地面積70―80平方公里。
（四）天津具有海水淡化的技術優勢
1984年天津市政府與國家海洋局合作在天津組建了國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，是目前國內海水淡化與綜合利用領域惟一的國家級研究機構。多年來，該所在海水淡化、海水直接利用、海水化學資源提取及深加工方面的科學研究、技術開發、工程設計等，均發揮了重要作用。如完成長島縣1500噸／日的反滲透海水淡化工程設計，滄州18000噸／日的高濃度苦咸水淡化的可行性研究和工程咨詢，參與威海、廈門、大連、青島等城市海水淡化工程的前期工作等。
三、山東省海水利用情況
山東省是我國沿海地區嚴重缺水的省份之一。全省年用水量約255億m3，其中，每年用黃河水70多億m3，當地水資源利用率已達58％以上（其中地表水26％，地下水78％）。據山東有關部門分析現狀水平年的缺水率，平水年約10％，75％的偏枯年為20％，95％的枯水年在30％以上。山東瀕臨渤海、黃海，具備利用海水資源的有利條件。為了利用海水緩解淡水的供需矛盾進行了多方面的嘗試，近10年來已取得較為明顯的成效，有些經驗值得其他沿海城市借鑒。
（一）青島市
青島市位于山東半島南端，瀕臨黃海，海岸線長度占全省的1／4。青島是我國重要的對外貿易口岸，也是全國重要的工業生產基地。由于淡水資源嚴重不足，青島市對海水利用比較重視，海水利用量由上世紀90年代初的60多萬m3／日，增加到目前的240多萬m3／日，已有長足的發展。
1、海水利用起步早，替代了一定量的淡水資源。青島市海水利用有較長的歷史，青島發電廠早在1936年就利用海水作冷卻水；青島堿業股份有限公司（青島堿廠）、青島海晶化工集團公司（青島化工廠）等單位利用海水也有四、五十年的歷史；沿海的棉紡織廠車間空調過去也曾經全部使用海水水膜制冷，利用海水的企業最多時超過30家。1982年山東大旱城市供水嚴重不足，青島海水利用量達70萬m3／日，對保證工業生產起到了重要作用。1997年青島市利用海水8．37億m3，折合淡水4185萬m3，為同年城市供水的1／4。
近20多年來，青島的海水利用發展較快，海水直接利用已涉及到電力、化工、煤制氣、水產品加工等行業。2000年全市海水利用量達242萬m3／日，其中電力行業用水占95％。
青島電廠目前總裝機66萬千瓦，是山東主力電廠之一，也是青島市最大的供熱基地。該廠利用海水作為冷卻水，需用海水48萬m3／日，替代了淡水2．4萬m3／日。該廠還用海水冷卻的排水作為鍋爐的沖渣和沖灰用水，1999年又將循環水泵的淡水冷卻改為海水冷卻。全廠每年利用海水替代淡水約17．8萬m3，直接經濟效益51．6萬元。對2臺300MW機組增建的海水脫硫裝置正在建設中，預計在2004年底竣工，將成為我國第三家利用海水脫硫的電廠。電廠利用海水量將由目前的48萬m3／日，增加到264萬m3／日。
2、海水淡化試驗裝置投入運行。青島市在海水淡化方面雖然起步較晚，但發展較快。除了為解決部分海島人畜飲用水問題建設了小規模的海水淡化裝置外，黃島電廠與國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，合作開發以電廠低壓蒸汽作為熱源的低溫多效閃蒸技術的日產60m3的海水淡化試驗裝置已投入運行，淡化水可用作鍋爐用水或飲用純凈水。青島華歐海水淡化有限責任公司投資建設的3000m3／日的海水淡化裝置于2004年上半年投產，并擬結合黃島電廠三期擴建在2005年建成3萬m3／日的海水淡化裝置，初步測算海水淡化成本約4元／m3。
3、海水沖廁示范小區建設納入規劃。由國家海洋局海水淡化與綜合利用研究所承擔的“九五”、“十五”重點科技攻關項目―――大生活海水技術研究取得一定進展，即將進入示范階段，初步選定青島市嶗山區的一個生活小區作為示范區。規劃2005年前在嶗山區沙子口鎮的南姜新小區開工建設規模1000m3／日左右的全國首例海水沖廁示范小區，在取得經驗的基礎上逐步在東部沿海區域建立海水沖廁系統，力爭2010年青島市沖廁海水利用量達到5萬m3／日。
4、海水利用技術開發取得較大進展。青島市在海水淡化技術開發已經積累了不少成功的經驗，產業化前景廣闊。前面提到的黃島電廠與國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，合作開發以電廠低壓蒸汽作為熱源的低溫多效閃蒸技術日產60m3的海水淡化試驗裝置已投入運行，日產3000m3的低溫多效閃蒸海水淡化裝置設備正在制造，產業化前景較好。
青島科瑞特集團有限公司在海水、苦咸水淡化技術設備研制及產業化方面取得突破性進展，成功研制出納米陶瓷復合膜，應用這種新材料的50m3／日的海水淡化裝置已建成投產，生產的淡化水經山東省衛生防疫站檢測，各項指標均優于國家飲用水標準。該淡化技術設備自動化程度高，脫鹽率達到99％，淡化出水率為40％―60％。該公司可制造出水能力50―3000m3／日的設備，已申請國家和國際發明專利。
（二）華能威海電廠
華能威海電廠瀕臨黃海，與威海新港毗鄰。電廠規劃裝機容量2050MW，分三期建設，一期2臺125MW于1994年投產；二期2臺300MW于1998年投產。該廠現有裝機容量850MW，年發電量55億千瓦時，日耗水量15000噸，是威海市的用水大戶。由于威海市是嚴重缺水城市，電廠為保證安全運行除采用海水作冷卻水外，還于2000年開工建設海水淡化工程，并于2001年投產。海水淡化工程采用反滲透法工藝，日產淡水2500噸，淡化水質符合生活飲用水和鍋爐用水標準。據廠領導介紹，鍋爐供水使用淡化水比使用自來水軟化處理的成本還要低，對沿?；痣姀S是值得推廣的好辦法。
（三）榮成海水淡化示范項目
我國擁有自主知識產權的萬噸級反滲透海水淡化項目一期日產5000噸淡化水工程，在山東榮成市石島鎮投入使用，這對我國今后加快海水利用步伐有著重要的意義。首先，這一工程標志著我國已成功開發了萬噸級反滲透海水淡化裝置及工程技術軟件，擁有大型反滲透海水淡化工程的自主知識產權；第二，日產5000噸反滲透海水淡化裝置單機的設計和建造，為國內規模最大，尚屬首例；第三，這一技術的突破，為我國今后建設日產10萬噸以上的特大規模的反滲透海水淡化工程奠定了技術基礎，同時也為我國競爭海水淡化國際市場創造了有利條件。
四、促進我國海水利用的幾點建議
通過對天津市、山東省的調研，我們認為在我國淡水資源匱乏的沿海地區，利用海水補充淡水資源不足是必要的，也是可行的。為解決我國海水利用中存在的生產規模小、產業化進程慢的問題，促進我國海水利用產業的快速發展，提出以下幾點建議。
（一）提高利用海洋資源意識，促進海水利用快速發展
近20多年來，我國海洋資源開發利用有了長足的發展，海洋增加值以年均20％左右的速度增長，在海水養殖、海洋油氣資源開發、海洋運輸業等方面得到了快速發展。但在海水利用方面發展很慢，究其原因主要有：一是從主觀上認為海水淡化成本高，技術復雜，缺乏海水利用的積極性，對海水淡化產業發展不重視；二是缺乏海水利用的法規、優惠政策和相應的管理體制，海水利用長期處于各自為政、行業分散的狀態；三是國家對海水淡化的投入主要在科研領域，產業領域投入嚴重不足；四是政府對自來水長期實行財政補貼，并以公益性投入方式興建水利工程，而海水淡化從一開始就要求按市場化運作，將取水、設備、運營等費用全部計入成本，這種不平等的競爭在一定程度上影響了海水淡化產業化的發展。
我國北方地區和許多沿海城市嚴重缺水，為緩解淡水資源的供需矛盾，除了全面節水、提高用水效率、興建必要的跨流域調水工程外，應充分考慮利用豐富的海水替代淡水。沿海工業和濱海城市直接利用海水、利用淡化水在國內外已經積累了豐富的經驗，實踐證明技術上是成熟的、經濟上也是可行的。應提高利用海洋資源的意識，積極創造條件利用海水，如調整和改善工業布局，將大耗水的火電廠、石油化工廠、鋼鐵廠盡量建設在濱海區，充分利用海水替代淡水；沿海城市集中新建的居民小區盡可能近海布局，以便配套建立大型海水處理廠，利用海水作為大生活用水。
（二）降低海水淡化成本，促進海水淡化產業化
海水淡化成本的高低與淡化技術方法和工藝、生產規模，海水水質和水溫，廠址的地形和氣候條件，能源價格、淡化水的水質要求，投資來源、利率和稅收等多種因素有關。海水淡化成本高是我國海水淡化產業化發展最主要的制約因素。
據國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所對青島市黃島發電廠利用海水淡化作為鍋爐用水，采用不同生產工藝的技術經濟指標比較結果：噸水費用，低溫多效蒸餾法為5．478元，海水反滲透法為 5．878元，多級閃蒸法為7．03元，低溫壓汽蒸餾為6．607元。與美國海水淡化噸水成本0．55―0．7美元相比，我國尚存在一定差距。
近年來，海水淡化技術研究開發在國內外都有新的進展和突破，用核能替代常規能源進行海水淡化的技術已基本可行，與核能等新能源結合是海水淡化降低成本走向大型化的趨勢。中國核工業總公司已掌握了低品位核燃料的高效利用技術核供熱海水淡化技術，利用核供熱堆與多效蒸餾（MED）淡化工藝相耦合，使能耗降低、效率提高。清華大學已研究開發了20萬千瓦商用供熱堆用于海水淡化的技術，于2002年在煙成了建設熱功率20萬千瓦核供熱堆、日產16萬m3的淡化廠的可研報告，噸水成本不超過4元，為海水利用加速發展提供了依據。如果按完全成本計算，那么海水淡化并不比大型遠距離調水工程高出很多，且海水淡化的供水保證程度高。加上開展海水淡化副產品的綜合利用，把濃縮水用來制鹽和提取化學元素，海水淡化分攤的成本還將降低。我國海水淡化產業發展的條件已基本具備，為推動海水利用的快速發展，建議國家主管部門可選擇海水利用有一定基礎的沿海城市，給予一定的扶持，建立海水利用示范城市；結合海水利用的不同特點和用途，建設幾個海水利用典型示范區。通過示范城市和典型示范區的實踐，實現技術、經濟和政策的有機結合，降低投資與市場風險，推動海水利用產業化。
（三）國家對海水資源利用應給予扶持和優惠政策
海水資源的開發利用是解決淡水緊缺的長遠戰略措施，對確保國民經濟的可持續發展有著重大的作用，應給予足夠的重視。
海水利用技術產業屬于新興產業，在技術、市場開發以及關鍵設備制造方面存在一定難度，國家應給予政策方面的扶持和相應的優惠措施，促進海水利用及其產業的快速發展。建議對海水淡化生產企業購置設備和技術改造給予貼息貸款，并適當降低營業稅，海水淡化企業生產的淡水要參照自來水給予同等補貼，經檢驗合格的淡水可以直接進入城市自來水管網；對利用海水作冷卻水和淡化水作為鍋爐用水的生產企業，實行稅收獎勵政策，每年由公共財政返還給企業一定的所得稅；對海水淡化生產廠、海水淡化技術開發兼專業設備生產的企業給予3―5年的免收所得稅的優惠政策。
（四）積極促進海水淡化設備制造業發展
海水淡化的化學方法范文3
【關鍵詞】 化學工程 綠色化學技術 環境保護 綠色化學
1 綠色化學技術促使溫室氣體排放量減少
我們所謂的溫室氣體，主要指的就是二氧化碳。無論是以往的科技革命和工業革命之前的生產，還是現階段科技含量高，日趨現代化、國際化的社會化大生產，這些工廠每年要向大氣排放數萬甚至數十萬噸的二氧化碳。這些二氧化碳氣體的排放，成為了造成全球性的溫室效應的罪魁禍首。而在應對氣候變化的法律法規出臺之前的相當長的一段時期內，造成這一現象的那些工廠卻不用為溫室效應負擔任何一點費用。
2 海水淡化工程的預處理過程中運用綠色化學技術
每個人的生活都不能離開水，水對于每個人的生命和整個社會的發展而言是絕對不能缺少的資源。而這種重要的資源，又具有這有限性、不可再生性等特點。隨著社會和經濟的迅猛發展，淡水的危機成為了世界性的環境難題。而我們中國，又是世界上最缺乏淡水資源的國家之一。因此，海水淡化技術的應用，就成了緩解我國淡水資源匱乏現狀的一種有效的途徑。隨著近年來科技的快速發展，海水淡化所必須的成本也在逐漸的趨于大眾化，使這一技術不再是那些經濟發達的國家才使用的起得奢侈的技術。許多發展中國家也引進并采用了這一技術。
海水淡化技術指的就是一種利用物理上的或者化學上的方法將海水里面的鹽和水進行分離的技術。在進行海水淡化技術的預處理進程中，任何影響環境狀況的不良影響都沒有產生。并且在獲取海水資源的過程中，并沒有繼續對生態環境構成傷害。我們的黨所提倡的可持續發展戰略的思想，就是指要在滿足自身生存發展的需要的同時，為子孫后代留下了可以繼續發展的環境狀況。因此，將綠色的化學工藝運用于海水淡化的過程中的這一舉措至關重要。因此，將綠色的科學理念與化工產品的生產過程聯系在一起，便成為了現代世界化的化工生產中的主要方向之一。在海水淡化構成的預處理過程中產生了一些氫氧化鎂，成為了環保領域新的寵兒，這種物質具有成本低廉，工藝簡單、不產生二次污染，處理效果良好的特點，具有非常廣闊的發展前景。
3 綠色化學技術在我國傳統香精香料工業中的應用
在日?；瘜W產品的生產中，香精香料是不可缺少的添加劑之一。我國的香精香料產品在國際市場上的出口，是我國進出口貿易的一項重要組成部分。但是由于經濟危機的影響逐漸加深，及全球性經濟蕭條的狀況逐漸加劇，我國的香精香料出口產業收到了很大的打擊，產品訂單大幅度減少。
4 綠色化學使可持續發展戰略任務逐步向前推進
傳統的化工生產，給我們的生活創造了非常豐富的物質基礎和能源。其在對人類歷史的發展進步的工程中所做的貢獻是不不忽略的。但是呢，又由于化工產品生產的原材料和生產過后的殘余物中，存在著大量的有毒有害物質，這些物質又造成了很多環境污染問題以及生態平衡的失調。這樣，就又阻礙了社會經濟的繼續發展。新世紀，面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰，可持續發展戰略這種道路的選擇，成為了歷史的必然。
實現社會經濟的可持續發展，已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業，在這一基本國策的指導之下，最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學，不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理，或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中，最大程度地充分利用資源，使原材料轉化為產品，盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。
參考文獻：
海水淡化的化學方法范文4
關鍵詞：反滲透，海水淡化，濃差極化
中圖分類號： TV213文獻標識碼：A 文章編號：
1前言
眾所周知，我國淡水資源的形勢是十分嚴峻的，尤其是占國土一半的北方地區，缺水問題已嚴重地影響到國民經濟發展和人民的生活質量。解決的辦法包括多項措施，如調水、合理開采地下水、廢水回用等，然而以高科技為基礎，大規模地開辟穩定可靠的水源，則首推海水淡化，包括對西北地區的苦咸水淡化。
海水淡化在新世紀的加速發展一方面是由于水資源的持續短缺,另一方面得益于淡化技術的持續進步。熱法和膜法兩種淡化技術的進步方式有所不同,相比較而言,反滲透技術的進步更為明顯。從海水淡化的技術種類來說，目前主要的還是蒸餾法，但是，反滲透海水淡化技術由于其設備投資省、能量消耗低、建造周期短等諸多優點，近10年來發展速度很快，目前最大的反滲透海水淡化廠產水規模已經達到11×104立方米/天，在21世紀將與蒸餾法一起成為海水淡化的主導技術［1］。反滲透過濾工藝由于不發生相變化和不需要酸堿再生，在能源緊張的今天具有非常重要的意義；并且，反滲透工藝生產過程中不使用酸、堿等對環境有害物。因此，在環境污染日益嚴重和人們的環保意識日益增強的今天，反滲透過濾工藝有著廣闊的應用前景［2］。
2反滲透海水淡化運行
工藝流程如下圖1所示。反滲透法的主要設備有取水設備、調整設備(預處理及后處理)、反滲透主體設備(主要由高壓泵、反滲透膜、能量回收裝置三部分組成)、排放設備、藥品注入設備、受變電設備、電器儀表設備。反滲透法具有操作方便、建設周期短，工程一次性投資低等優點［3］。
圖1反滲透（RO）流程示意圖
反滲透海水淡化技術有很多成功的工程實例，下面我以一些工程實例來對反滲透海水淡化技術的運行進行闡述。
3.1威海某電廠海水淡化
威海某電廠海水淡化裝置是利用反滲透技術制取淡水的。海水淡化系統主要包括海水取水、預處理、一級反滲透、二級反滲透等部分。海水經過2級反滲透處理后，可使含鹽量33000mg/L的海水淡化為含鹽量僅6mg/L的淡水，再經過離子交換處理，制得除鹽水用作鍋爐的補給水。整個系統采用PLC程序控制，系統的啟動、停止、過濾器的反洗和預處理加藥等過程也采用程序自動控制。
(1)工藝流程。海水淡化系統的工藝流程:取水泵來海水加藥(次氯酸鈉和聚合氯化鋁)雙濾料過濾器活性碳過濾器加藥(亞硫酸氫鈉和阻垢劑)保安過濾器(5μm)一級高壓給水泵和能量回收泵一級反滲透裝置一級產水池二級高壓泵二級反滲透裝置二級產水池。取水泵來海水分2路，一路來自循環水泵出口母管；另一路來自凝汽器排水(提高了原海水溫度)。
運行工況。在投產初期及工程保證期內，各項指標均達到了設計標準。經過一階段的運行，目前，一級反滲透的出力為48-50立方米/時(25℃)，系統脫鹽率為99%，產水電導率為350-670μs/cm，系統運行壓力為4.9-5.4MPa。二級反滲透膜運行至今沒有進行過化學清洗，二級反滲透的出水仍能達到設計標準。二級反滲透出力為40立方米/時(25℃)，系統回收率為75%，運行壓力為1.0-1.4MPa，產水電導率為4.0-15.0μs/cm。
3.2大連某石化公司海水淡化
（1）工藝流程。大連某石化公司海水淡化裝置采用常規預處理加三級反滲透膜分離技術生產鍋爐除鹽水。其中一級反滲透(RO)的產水量為5500t/d，三級反滲透的產水量為5000t/d。該套裝置的原水取自四催化裝置氣輪機復水器冷卻水出口的海水，在加入絮凝劑、殺菌劑等藥品后經初濾、雙濾料過濾、活性炭過濾等設施預處理后，再經高壓泵、增壓泵、能量回收系統將海水加壓，進一級反滲透膜進行脫鹽。產品水進入水箱后再進行二級反滲透處理，因為產水直接送至煉化裝置電廠的中壓鍋爐，故設計了三級反滲透處理，以確保產出水的電導等其他參數滿足鍋爐用水的水質需求。每一級產水均設置中間水箱，其中一級反滲透裝置分為三套，三套總產水量5652t/d，系統回收率45%，脫鹽率99.5%；二級反滲透裝置分為兩套，兩套共產水5568t/d，系統回收率90%，脫鹽率97%；三級反滲透系統分為兩套，兩套總產水量為5040t/d，系統回收率90%脫鹽率97%。海水淡化工藝流程見圖2。
圖2海水淡化工藝流程
（2）技術特點。1.原海水取自冷卻水出口原海水為換熱后的排放水，一是解決了冬季原水溫度低的問題；二是利用了其裝置的排放水，取此海水將不額外增加海水的取用量，節省了利用海水的資源費。2.能量回收系統在一級反滲透系統中“濃水”的剩余壓力仍高達5.3MPa左右。為了更有效地利用這部分能量，使用ERI美國能源回收公司的能量回收裝置。該裝置不需要外部動力，只有單一活動組件，靠水流驅動使其旋轉，將反滲透高壓“濃水”的能量轉換到低壓的原料海水中［4］。
4存在問題及解決措施
同時，反滲透法對海水進行淡化處理也存在很多缺點，在運行過程中也出現了一些問題，針對這些缺點和問題，提出了一些解決措施。
4.1海水腐蝕及對策
海水對裝置的腐蝕、銹蝕是非常嚴重的。這種現象在國內同類裝置中也普遍存在。對此，采取了更換管道與設備的材質、采用新材料的方法解決。如低壓部分管道采用孔網鋼塑復合管，基本杜絕了這部分的腐蝕現象；高壓部分采用2507雙相鋼，這種材質的鋼材是目前耐海水腐蝕比較理想的材料。另外，對裝置內的金屬部分采取了噴涂保護層的方法來防止水氣腐蝕。從目前運行狀況來看，取得了較好的效果。
4.2微生物及防治
從生物污染的季節性和危害性來看，春季容易發生以猛水蚤大量滋生為特征的生物污染，夏季容易發生赤潮為標志的生物污染。根據幾年的運行實際，逐漸摸索出一套解決方法，在春季微生物污染多發季節采取防范措施，如臨時投加殺菌劑、增加預處理過濾器反洗頻次、對預處理過濾器進行化學清洗等。
6結語
社會和經濟的發展需要可持續的水資源支撐，從長遠的觀點來看，海水淡化是解決問題的重要途徑。淡化技術，尤其是反滲透海水淡化技術在過去的半個世紀已經取得長足進步，但還有較大的發展空間。膜技術的最新進展為進一步降低海水淡化成本指明了方向。我國的海水淡化已經起步，目前需要關注和解決的問題包括淡化水進入城市管網的后處理技術儲備、淡化技術用于苦咸水淡化以及城市污水的再生利用，同時還要及早應對廢棄膜的污染問題。處理好這些問題，將會有力地促進我國水資源的可持續用［5］。
采用反滲透工藝比采用全離子交換法進行預脫鹽在節能和減排方面具有明顯的優勢，而且大大降低了勞動強度。但該工藝在運行過程中需要高度重視預處理效果和濃差極化現象，以確保系統的穩定性和經濟性。
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海水淡化的化學方法范文5
摘 要：在化工科學技術不斷發展的帶動下，人們的生活也在不斷的變化，在不斷的進步著。纖維材料的出現，使我們的衣著服飾發生了改變，不再是只有麻、棉、毛等這些傳統的材料；可替代能源的出現以及應用，在一定程度上緩解了現在越來越嚴峻的天然原料的短缺，比如像煤炭以及石油這些原料，都緩解了一定的壓力。與此同時，化學化工科技的迅速發展給我們帶來了一定的便利，促進了社會的進步，而負面的效果就是，化工廢棄物造成的污染以及環境空氣的日益惡化加劇。所以，如何運用綠色的科學技術這就成為了非常重要的問題，本論文主要是針對在化學工程中應用綠色科技進行簡單的闡述。
關鍵詞：化學工程；綠色科技；環境保護；綠色化學
1 通過合理運用綠色科技可以減少溫室氣體的排放量
一般來說，溫室氣體指的主要是二氧化碳。無論是在工業革命以及科技革命時期，還是在科技含量比較多的現代社會，發展日趨國際化和現代化，這些化工工廠所排放的二氧化碳量有的達到數萬噸，有的每年甚至會向大氣排放數十萬噸。大量的二氧化碳的排放，是導致全球溫室效應日益嚴峻的罪魁禍首。由于相關的法律規定還不算很健全，沒有明確的法律處罰規定，所以在此之前，那些造成這一現象化工企業卻沒有為溫室效應負擔任何一點費用。
如今我們越來越重視環境氣候，這種狀況也有了明顯的改進，越來越多的化工企業都在積極的應用以及開發新的技術，從而降低二氧化碳的排放量。還有一些新興的企業，變廢為寶，將二氧化碳利用到部分化工產品中，成為一種材料，只是這一項化工工藝，就可以使整個企業每年排放的二氧化碳量降低數十萬噸。
2 在海水淡化工程的預處理過程中充分運用綠色科技
水是我們賴以生存不可缺少的，也是生活中的必需品，是社會發展穩步前進的重要資源。同時，占據如此重要位置的水資源，卻有著不可再生以及有限性的特點。當今社會的經濟發展飛速，淡水的日益減少，這種危機成為了全球性的一個環境難題。中國，是目前世界上淡水資源比較匱乏的國家之一。而新興的海水淡化技術，隨著它的廣泛應用，成功而且有效的緩解了我們目前淡水資源相對比較缺乏的現狀。早期此項技術的研發的不全面，成本也比較高，隨著科技的不斷更新，海水淡化的成本也在逐漸減低，成本的價格也能被大眾接受，不再是那些經濟發達國家才能使用的奢侈技術，在一部分發展中的國家也可以引進了。
海水淡化技術指的就是一種利用物理上或者化學上的方法將海水里面的鹽和水進行分離的技術。在進行海水淡化技術的預處理進程中，任何影響環境狀況的不良影響都沒有產生。并且在獲取海水資源的過程中，并沒有繼續對生態環境構成傷害。我們的黨所提倡的可持續發展戰略的思想，就是指要在滿足自身生存發展的需要的同時，為子孫后代留下了可以繼續發展的環境狀況。因此，將綠色的化學工藝運用于海水淡化的過程中的這一舉措至關重要。因此，將綠色的科學理念與化工產品的生產過程聯系在一起，便成為了現代世界化的化工生產中的主要方向之一。在海水淡化構成的預處理過程中產生了一些氫氧化鎂，成為了環保領域新的寵兒，這種物質具有成本低廉，工藝簡單、不產生二次污染，處理效果良好的特點，具有非常廣闊的發展前景。
3 將綠色化學技術廣泛應用在我國傳統香精香料制造中
在日?；瘜W產品的生產中，香精香料是不可缺少的添加劑之一。我國的香精香料產品在國際市場上的出口，是我國進出口貿易的一項重要組成部分。但是由于經濟危機的影響逐漸加深，及全球性經濟蕭條的狀況逐漸加劇，我國的香精香料出口產業收到了很大的打擊，產品訂單大幅度減少。
在深入地調查我國香精香料產品出口訂單銳減現象的原因之后，不難發現，產品中有害雜質含量超標，是其最主要的原因。造成有害雜質含量超標的原因則在于生產工藝方面的缺陷。例如提取原料的時候在產品中有殘留以及包裝材料的使用不當等原因。其中，提取原料在產品中的殘留的問題，可以通過研究和開發新的提取技術來改變。包裝材料使用不當的問題，則應通過加強企業和工廠的監管力度，督促生產商家和企業反復試驗，選取符合有害雜質含量標準的外包裝物等方法來改善。還要牢牢掌握我國香精香料產品的優勢方面，不斷加強新技術的研究和其在實際生產中的應用，才能夠滿足生產出高質量、低能耗的香精香料產品的要求。
4 綠色化學使可持續發展戰略任務逐步向前推進
化工生產的改革，為人們的日常生活提供了必要的能源以及物質方面的基礎?；瘜W化工生產對于社會的進步發展方面的貢獻顯而易見。與此同時，大量的化工生產所產生的工業廢渣中，具有很多有毒物質，未經處理合格而隨意的排放，導致生態環境平衡失調，還會造成嚴重的污染問題。這些都會導致社會發展緩慢。新世紀，面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰，可持續發展戰略這種道路的選擇，成為了歷史的必然。
實現社會經濟的可持續發展，已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業，在這一基本國策的指導之下，最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學，不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理，或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中，最大程度地充分利用資源，使原材料轉化為產品，盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。
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海水淡化的化學方法范文6
關鍵詞：海水 淡化 預處理
Abstract: the shortage of water resources is very serious, water resources has become the national economy, social development of the major issues, and global 97.2% of the water is sea water, therefore, seawater desalination and comprehensive utilization of them, is a realistic development of correct selection, is the key to solve the problem. This paper focuses on the study of seawater desalination pretreatment.
Key words: seawater desalination pretreatment,,
中圖分類號 : P734.2文獻標識碼： A 文章編號：
相對世界平均水平而言，我國人均和畝均擁有量均不能達標，人均擁有量僅僅為平均水平的25%，畝均量也僅為平均水平的75%。據相關報道:我國六百個以上中大型城市中不同程度的缺水城市就占了總數的四分之三，這之中有三十多個城市缺水現象尤其明顯，嚴重影響了正常的生產生活。
因此，水資源短缺形勢十分嚴峻，水資源問題己經成為國家經濟、社會發展的重大問題，而全球總水量的97.2%是海水，因此，淡化海水并加以綜合利用，是現實發展的正確選擇，是解決問題的關鍵。
1.海水水源情況
首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司鋼鐵廠海水淡化工程所需原海水由海水取水泵站取自內港池。渤海灣海水質指標見表1-1。
表1-1海水質指標表
2.海水淡化預處理的目的
目前，世界范圍內，主要使用的海水淡化工藝為蒸餾法和膜法，對于不同的海水淡化工藝，預處理技術所要達到的目的各不相同。在多級閃蒸、低溫多效蒸發等蒸餾法海水淡化工藝中，為了確保裝置的成功運行以及滿足不同的過程工藝及水質要求，必須進行不同程度的海水預處理。
海水是一個復雜的稀溶液體系，其總固溶物(TDS)高達34500mg/L(3.45%)。巨量的鈣鎂離子所形成的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物等又導致海水具有很高的硬度，在蒸發過程中，這些鹽因受熱分解，抑或轉化成不同的形態而沉淀在傳熱面上就會形成水垢;海水中溶解氧的存在將對蒸餾法裝置產生兩方面的不良影響:一是氧氣作為腐蝕電極的氧電極，使設備的金屬材料溶解腐蝕，二是長期的氧化物積累，在傳熱管中會產生氧化物污垢，降低傳熱效率，并產生新的腐蝕區域;海水中溶解的以及蒸發過程中產生的二氧化碳等不凝氣體，會在傳熱面上積累而形成氣膜，降低傳熱速度。反滲透海水淡化工藝的核心技術是反滲透膜。海水中懸浮物、膠體物質和可溶性有機高分子聚集在膜表面會使膜受到污染;微生物和細菌會使膜受到侵襲;微生物和細菌的殘體還會以固體形式析出，使膜性能變壞;水的溫度、pH值、余氯含量、壓力等參數的劣化會引起膜水解、氯化;由溶質引起的膜結構變化還會導致膜的透水率下降。此外，海水中存在的懸浮物、膠體、細菌和藻類也會沉積在傳熱管表面，降低傳熱速度，縮短清洗周期，增加能耗，提高運行成本。造成的結果便是嚴重降低了膜的使用壽命，增加了清洗次數，提高了造水成本?？梢?，針對海水淡化預處理技術研究的不斷發展正是解決這些問題的關鍵所在。
3.軟垢的成因及控制方法
海水中主要鹽類組成為Nael(2.68%)、MgCi(0.32%)、MgSo(0.22%)、CaSo4(0.12%)、KCi(0.07%)和NaBr(0.008%)，這既意味著海水中含有豐富的化學資源，也同時意味著這將導致海水含有很高的硬度。在蒸餾法海水淡化過程中，這些碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽等受熱分解或者轉化成不同形態的沉淀物，造成傳熱面上結構現象。水垢分為軟垢(堿性垢)和硬垢(硫酸鈣垢)，堿性垢由海水中碳酸氫鹽分解而成以上兩種沉淀物的溶解度均隨溫度的升高而降低。針對以上兩種堿性垢的處理方法主要有PH控制法和水質穩定法。PH控制法是向海水中投加硫酸或者鹽酸，預先分解海水中存在的碳酸氫鹽，使得碳酸氫鈣在傳熱過程中不會受熱分解，進而形成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀。由于此法成本低，操作方便，在蒸餾海水淡化法中得到了廣泛的使用。
水質穩定劑法也就是我們所說的藥劑法，通過向海水中加入水質穩定劑(阻垢劑)，是海水中的Ca2+、Mg2+不致形成鹽類沉淀，此法同樣易于操作，只是成本略高于PH控制法。
4.硬垢的成因及阻垢原理
由于從硫酸鈣水合物向硫酸鈣的轉變時間，在現有的操作工況下，均進行緩慢。大概需要若干小時到若干天才能完成，所以，在CaSo4·1/2H2O還沒來及轉為CaSo4時，濃鹽水便被替換排出。
海水預處理過程中，PH控制法(酸法)對硬垢的阻垢是沒有作用的，成垢所需的清理費用相當昂貴。不過，針對硬垢的藥劑法有效，對CaSO4而言，防垢措施主要是:溫控法、濃度控制法和藥劑法。
5.原水混凝沉降除濁技術
海水中懸浮的粗大顆粒(大于100微米)，在其自身重力作用下沉落下來;而其中的懸浮膠體顆粒，都帶負電荷，通過絮凝劑(帶正電性無機高聚物絮凝劑或陽離子高分子絮凝劑)的投加(通過降低膠體表面電勢)使其凝結積聚成為大顆粒，即可沉降除去。常用的絮凝劑有:硫酸鋁、三氯化鐵、聚合氯化鐵和聚丙烯酞胺等，其中，鐵因易與腐殖質反應而不常使用。根據原水最大含砂量的不同，可以進行絮凝劑的選擇。影響絮凝劑絮凝效果的因素主要有:原水懸浮物的特性、原水酸堿度以及原水溫度。
6.原水脫氣技術
對水中的二氧化碳和氧氣等氣體的去除過程稱為脫氣處理。海水中溶氧量與海域、溫度有關，范圍在每升5至8毫克。對蒸餾法而言，溶解氧在中性和堿性環境下對蒸餾法裝置氧腐蝕以及傳熱效率產生影響。
由于水中溶解氧的存在，氫氧化亞鐵很快被氧化為氫氧化鐵沉淀，對輸水管道和設備造成腐蝕的同時，產生的沉淀在管路積累，堵塞管道，從而降低了傳熱效率。而水中以游離狀態存在的二氧化碳遇到鈣、鎂離子會生成對應的碳酸鹽沉淀，形成的垢樣。因此，在海水淡化技術中需進行脫氣預處理。
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