天津滨海新区海水淡化水的优化配置研究

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1、第一章绪论反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，采用廉价高效预处理技术，增强系统抗污染能力等。国外海水淡化装置不断向大型化方向发展。目前，世界上最大的多级闪蒸海水淡化厂是沙特阿拉伯的Shuaiba海水淡化厂，日产淡水46万m3：最大的低温多效海水淡化厂是阿联酋TaweelahA1海水淡化厂，日产淡水24万m3；最大的反渗透海水淡化厂是以色列南部地中海岸工业区的阿什凯隆海水淡化厂，口产淡水33万m3。不久前，韩国斗山公司签约承建了

2、世界上最大的沙特阿拉伯热膜耦合(MSF+RO)海水淡化厂，计划2009年建成，日产淡水88万m3。在海水淡化规模不断扩大的同时，海水淡化成本也逐渐降低。其中，典型的大规模反渗透海水淡化吨水成本已从1985年的1．02美元降至2005年的48美分。且在成本的组成上，运行及维护、能源消费和投资成本均逐年下降。目前，国外每立方米淡化水出厂价格一般为0．6---．0．9美元。(3)水电联产、热膜联产等多种技术成为海水淡化技术的发展趋势水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗

3、电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电J一建在一起的，是现今大型海水淡化工程的主要建设模式。热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式(即MED．RO或MSF．RO方式)，满足不同用水需求，降低海水淡化成本。目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为45．4万m3，其中，MSF日产水28．4万m3，RO日产水17万m3。其优点是：投资成本低，可共用海水取水

4、口。RO和MED／MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求【2】。1．2．2国内海水淡化水利用现状和发展趋势中国海水淡化起步于1958年，目前从事海水淡化技术科研与开发的单位有100多个，设备生产厂60多家。其中膜法技术所占比重为最大，约占90％以上。如国家海洋局杭州海水淡化与水处理技术开发中心、海洋局海水淡化综合利用研究所，已成为我国南、北方两大研发中心和基地。我国膜行业，已逐步开创成为一个新兴的高技术产业群体，现有杭州(火炬)西斗门膜工业有限公司、葫芦岛北方膜工业技术有限公司、杭州凯宏

5、膜技术有限公司、天津北奥膜工业技术有限公司等企业约300余家。近年来，我国不但在海水淡化技术研究方面取得了显著成就，而且已将这第一章绪论些技术应用到实际工程项目中去，兴建起一批海水淡化示范工程。我国海水淡化工程技术经过40余年的持续攻关已经日益成熟，随着技术的进步、新材料的应用，不仅淡水产量不断提高，而且淡化成本也在大幅度降低，海水淡化的成本已从20世纪90年代的7元／m3左右降至目前的5元／m3左右。我国在海水淡化的技术上，与国外并无明显差距，但在发展政策上略显滞后。国家虽然制定了鼓励海水淡化的宏观政策

6、，并将海水利用列入规划纲要，但还没有形成类似于自来水工程的具体扶持政策，所以目前海水淡化技术在国内还未得到大规模应用，尚存在很大的发展空间。1．3水赘源优化配置理论的发展1．3．1水资源优化配置理论的发展历史国内外水资源配置研究足于20世纪60年代之后在水利工程规划与水库优化调度的现实需求下逐渐开展的。随着经济社会的不断发展，水资源配置理念大致经历了以下3个阶段：①第一阶段韵水资源配置方式是以供水量最大为日标的水资源配置方式。水资源配置以工程和技术手段为主，通过修建水利工程、提高供水能力来满足不断增加的用

7、水需求。该方式只进行水资源的时空调配和各需水要素的水量组合，以需定供，往往忽略了水资源开发利用的阈值，是一种粗放式的水资源配置方式。②第二阶段的水资源配置方式是以经济效益最大化为目标的水资源配置方式。水资源短缺和用水竞争的加剧，使得水资源配置开始着重追求水资源综合利用的效益最大化，配置的范围也从水利工程单元和区域进一步扩大到流域以及跨流域。基于宏观经济的水资源优化酉己置开始同时注重需水管理和供水管理，有利于实现区域经济与资源利用的协调发展。③第三阶段的水资源配置方式是以可持续发展为目标的水资源配置方式。由

8、于水污染和水危机的加剧，水资源开发利用中的社会公平、经济效益以及生态安全等问题日益突出，水资源配置在追求经济效益的同时，还须遵循公平和持续性原则，实现水资源的经济、社会和牛态环境综合效益最大化。随着水资源配置理念的转变，国内外在水资源配置理论方面的研究也有不断的发展。国外对水资源优化配置的研究最初源于Masse提出的水库优化调度问题，此后伴随着数学规划和模拟技术的发展，水资源优化配置的研究成果不断增多。我国于20世纪60年代也