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1、各海域海水淡化方案及水质参数(总15页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company Onel-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开 展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水 来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装 机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特 阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到 11 亿 m3。中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的 1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技 术可以增加水资源总量，有
2、效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛 盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大 海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发 展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业 才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能 力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和 价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要 因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI （淤泥密度指 数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进 而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利 用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构
3、、保障 国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。 基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中 国渤海、黄海、东海、南海4个海域海水淡化的相关水质情 况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形 成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮 助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并 为中国海水利用的发展提供新的思考途径。1渤海海域1.1渤海的水质特征渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2 月份平均水温在0 C左右，8月份达21 C。受大陆淡水注入 的影响，盐度仅为30%。，是中国近海中最低的。19782010年 历年8
4、月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为 7.868.30,渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口 径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。吴琳琳等研究发现2012年47月渤海湾海水温度为 12.730.8 C、pH 为 7.308.55、海水 CODMn 为 0.983.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为30.732.1 g/L、浊度为 2.96136 NTU、Cl-为 16.917.8 g/L、电导率为 44 80049 800 uS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受 渤海湾海水泥沙含量的影响，特别在有潮汐和风浪时会大幅升 高。此外还发现海水温度升
5、高会使操作压力和脱盐率下降，主 要是因为水温上升导致水的黏度降低，膜材料的渗透性能提 高，从而透过的盐分增加。郭兴芳等发现天津渤海湾海水溶解 性有机物所占比例较大，m (SCOD)：m(COD)为 57.3%97.1%，绝大多数65%，反渗透海水淡化预处理宜选择 能有效去除相对分子质量低的溶解性有机物的工艺技术。整体 而言，渤海湾水质在温度、浊度方面变化较大，有机物、SDI 较高，盐度较低。1.2渤海海水淡化现状针对渤海的水质特点，张大群等采用强化混凝一O3/UV消毒作 为海水淡化蒸馏法的预处理工艺，使得原水浊度、CODMn、 UV254、细菌的去除率分别达到96%、40%、19%、99.9%
6、。马敬 环等通过混凝一斜板沉淀池一砂滤新工艺处理渤海海水，可使 出水浊度降至1 NTU以下，铁降至0.1 mg/L，该工艺适合处理 水质变化范围广的渤海海水。渤海湾中，天津是我国较早开展海水淡化研究的地区之一，目前该区域的海水淡化技术在国内居领先水平。至2011年，天津市已建成海水淡化工程4个，分别是天津北疆电厂、天津大港 新泉海水淡化有限公司、天津开发区万吨级海水淡化示范工程 和天津大港电厂，海水淡化总处理能力为21.6万m3/d，海水 淡化水利用量10万m3/d。其中天津北疆电厂是国内首个海水 淡化水大规模进入市政管网的项目，它的海水淡化水日均供水 量为6 000 m3左右，90%以上向社
7、会供应。技术上，该项目采 用低温多效海水淡化技术，针对渤海湾水质较差的特点，其预 处理工艺为高潮位取水一二沉池一微砂加速絮凝沉降池一清水 池。天津大港新泉海水淡化有限公司总处理规模为15万 m3/d，采用反渗透海水淡化技术。山东是全国海水淡化应用最广泛的省份之一，其淡化技术主要 以反渗透和低温多效蒸馏为主。截至2006年底山东省海水直接 利用量超过20亿m3，建成海水淡化工程17处，日淡化海水 3.5万m3，占全国淡化水量的25%。目前，该省大型海水淡化 项目主要分布在青岛、烟台和威海3个城市。华能威海电厂是 威海市主要的海水淡化企业，年淡化海水237万m3,针对渤海 海水特点，该电厂采取的预
8、处理工艺如下：海水取水f加 NaClO系统f加PAC、PAM系统f多介质过滤器f活性炭过滤 器，此外为了克服冬季水源低温的影响，水源主要来自循环水 和凝汽器排水。烟台市在长岛县建立了5座海水淡化站，每日 产水量达到1 850 m3,直接受益人口达3.6万人。此外，烟台 核能海水淡化示范工程已获批准，进入可行性研究阶段，工程 建成后可日产淡化海水14.5万m3,将大大缓解烟台的水资源 紧张状况。辽宁省内海域辽阔，海水资源利用具有极大的优越条件。目前 该省已建成并能有效运行的海水淡化设施有华能营口电厂、红 沿河核电厂、葫芦岛海水淡化工程等。其中华能营口电厂产水 量达10 000 m3/d，针对渤海
9、水质浊度高、温度低等特点，以 海水直流冷却水作为原水，其具体工艺流程如下：海水冷却水 反应沉降池一双室介质过滤器一双室细砂过滤器。2010年大 连市海水淡化量为339万m3,海水直接利用量为11.2亿m3。 其中大连长海县自来水公司的海水淡化项目产水量为1 200 m3/d，主要用于岛上居民饮用；大连庄河电厂采用海水反渗透 技术，产水量达29 000 m3/d,主要用作冷却水或锅炉补给 水。2黄海海域2.1黄海水质理化特征黄海海水的温度和盐度随地区差异显著，季节和日变化较大， 具有明显的陆缘海特性。海区东南部表层年平均温度为17 C，盐度通常32.0%。；北部鸭绿江口表层年平均温度V12 C,
10、盐度一般V28.0%。整体而言黄海的水温年变化小于渤 海，平均为15 24 C，海水盐度为32%。，呈现由南向北、由 海区中央向近岸，温度和盐度都几乎均匀降低的特征。黄海的 水温主要受冬季气温、黑潮现象等影响；盐度主要受黄海暖 流、渤海热通量、海域冬季大风以及黄河径流量变化的影响。 春季南、北黄海中部表层pH稍高，沿岸较低；夏季表层pH东 西两侧偏低；秋冬季黄海表层pH相当均匀，仅朝鲜半岛近岸有 低值区。黄海海域的浊度分布具有明显的区域差异，在北部成 山头的近海域出现高值，中部与南部离岸水域为低值区。刘宗 丽在胶州湾表层海水中监测到3种典型的低分子质量有机酸： 乳酸、乙酸、甲酸，并发现4月份胶
11、州湾表层海水中三者总量 的平均值比较大，为24.06 umol/L。周斌等发现胶州湾湾口 部分站点pH、DO、COD、Cu、Zn、油类、PO43-P等指标均符 合二类海水水质标准，SS、TDS含量较低，该区海水可作为淡 化取水水源，但预处理工艺中应关注钙、镁、铁和锰的影响。 整体而言黄海海水具有盐度、温度年变化小，近岸有机物高的 特点。2.2黄海海水淡化现状徐佳采用胶州湾海水直接进入系统和海水添加絮凝剂后再进入 系统两种工艺，初步验证了 50 nm管式陶瓷膜作为海水淡化预 处理工艺的可行性。苏保卫等发现采用砂滤一超滤一纳滤等预 处理工艺可以有效软化胶州湾原水，提高RO的水回收率。青岛市淡水资源
12、贫乏，目前引黄济青工程、南水北调工程、海 水淡化相关企业等都是利用海水淡化技术来供应饮用水。其中 大唐黄岛电厂海水淡化日均量为16 000 m3，采用的预处理流 程为：黄海原水一调节池一斜管沉淀池一盘滤一SVF超滤工 艺，为解决冬季进水温度过低问题，将凝汽器冷却海水引入海 水淡化系统。山东青岛电厂海水淡化量为20 000 m3/d，采用 海水反渗透淡化技术，其预处理工艺为海水一平流式反应沉淀 池一海水清水池一自清洗过滤器一超滤膜组件一超滤产水箱。 江苏省海岸线长，但多为淤泥质海岸，利用难度大。2006年来 有多个项目建成投产，盐城射阳港电厂二、三期扩建工程采用 海水冷却，年利用海水3.5亿m3
13、。2007年连云港田湾核电站正 式投入运营，一期工程的海水冷却利用量为25亿m3/a。这为 江苏省海水利用的进一步发展积累了经验，并为全面进行海水 直接利用起到工程示范作用。3东海海域3.1东海水质理化特征 东海是中国岛屿最多的海域，濒临中国的沪、浙、闽、台4省 市。东海海域水体平均盐度为31%o32%o，东部较高为34%。， 水温度平均9.2 C,冬季南部水温在20 C以上。邵和宾研究 了东海北部冬、夏季悬浮物浓度的分布特征和运输规律，发现 东海北部悬浮物运输季节变化特征明显，冬季陆架上悬浮物浓 度明显高于夏季。边昌伟发现东海水体的悬浮物浓度自近岸向 外海降低，等值线走向基本与岸线平行，浓度
14、最大区域位于长 江口及闽浙沿岸，浓度最低区域位于100 m等深线以深的外 海。东海沿岸海水温度SST主要取决于太阳辐射，呈南高北低 分布，但也不同程度地受地理环境、气候环境、水文环境的影 响，同时东海沿岸表层海水温度（SST）总体呈上升趋势，暖冬 是SST总体呈上升趋势的重要因素。整体而言，东海海水水质 具有盐度高、温度高、近岸悬浮物和SDI高的特点。3.2东海海水淡化现状海水淡化产业在上海刚刚起步，发展相对滞后，但上海却拥有 较为先进的海水淡化技术，如上海电气的低温多效海水蒸发技 术，该技术日产淡水量达12 000 m3。上海704所与711所拥 有较先进的多级闪蒸技术，华东理工大学拥有海水
15、淡化浓盐水 处理技术、低温多效蒸发器生产的关键设备一一烧结型表面多 孔管高通量换热器的生产技术。目前，上海决定通过政策来推 动海水淡化产业，这是快速提升海水淡化产业发展的重要途 径。浙江是国内最早开展海水淡化应用的省份。截至2011年 底，浙江已建成海水淡化装置设计产能达11万m3/d，占全国 总产能的1/6,以市政供水为目的和与电厂配套的各占产能 50%，淡化水已成为浙江主要海岛和沿海部分缺水地区淡水资源 的重要补充。目前已有的大型海水淡化工程有华能玉环电厂、 大唐乌沙山电厂、舟山六横电厂、嵊山岛海水淡化工程等。华 能玉环电厂海水淡化工程于2006年调试至今，一直运行稳定、 安全，目前日产淡水量3.5万m3,预处理工艺流程为海水一微 涡旋板折式反应沉淀池一浸没式超滤膜池一反渗透，为保证进 水温度维持在25 C左右，淡化系统采用两路进水，夏天采用 未经交换的海水，冬天采用循环水。海岛地区舟山市是我国最 早建设海水淡化工程的地区，截至2011年9月底，舟山总共建 成海水淡化装置近20套，规模达54 000 m3/d，海水直接利用 量7X108 m3/a。其中六横电厂10万m3/d海水淡化工程是我 国最大的海水淡化项目之一，其预处理工艺流程为海水一絮凝 反应池一斜板沉淀池一多介质机械过滤器一保安过滤器一反渗 透系统。针对东海水域受风浪和长江入海水影响、浊度变化大 等情
