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1、潮汐发电与反渗透法海水淡化在平潭的应用厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室主要内容海水淡化的概念海水淡化主流技术原理国内外主要从事海水淡化的厂商拟采用潮汐发电与反渗透法海水淡化结合在技术上和经济上的优势背景我国是一个淡水资源贫乏的国家,人均淡水资源占有量居世界第109位。目前,我国城市缺水总量达60亿立方米。特别是人口占全国的40%以上,社会总产值占全国的60%的沿海地带和海岛地区,缺水数量占到全国缺水总量的1/3以上。海水淡化的概念海水淡化亦称海水脱盐,是先将海水中的杂质、青苔和细菌等过滤掉,使它变成清洁盐水
2、,然后通过装置和设备除去海水中的盐分并获得淡水的工艺过程。经过处理所得的水属于超纯净水。当今海水淡化三大主流技术MSF工艺流程MED工艺流程反渗透法(RO)原理图RO工艺流程三种海水淡化工艺关键技术参数对比表主要技术参数多级闪蒸低温多效反渗透操作温度℃<120<70常温主要能源蒸汽、电(热能、电能)蒸汽、电(热能、电能)机械能(电能)蒸汽消耗t/m30.1-0.150.1-0.15无电能消耗kWh/m33.5-4.51.2-1.83-5典型源水含盐量TDS/ppm30,000-45,00030,000-45,00
3、030,000-45,000产品水质TDS/ppm<10<10<500典型单机产水能力m3/d3,000-70,0003,000-20,0001-20,000设备投资成本RBM/m312,000-15,0008,000-10,0004,000-5,000国内外主要从事海水淡化的厂商中国海水淡化主要项目潮汐发电与反渗透法海水淡化结合2010年2月3日星期三的潮差潮汐能与海水淡化结合的技术途径示意图潮汐能电能动力系统反渗透系统淡水应用潮汐发电的技术优势1)可靠性和可预测性-在多元化供电结构的电网中,是最可信赖的再生能
4、源。2)占用土地非常少(移民少)、不占用海区(无利益冲突)、建设周期短。3)电站建设规模与投资资金、经济发展速度的高度协调和具有可申缩性。4)电站设备维护简单、营运费用低廉*。*风电设备售后维修等成本支出可占总支出的30%(金风科技董事长武钢-09年7月9日);5)应用地域广阔-沿海地区*、河道、水坝泄水道。*“由于考虑到平潭多台风的因素,在平潭上同样一个项目比在内地要增加约40%的成本”(海南华能文昌风电厂-12万千瓦/5.5亿-人民网海南视窗09年6月14日)。6)最为环保-无噪音、无不雅景观、对水域的生物无
5、有害的影响。应用反渗透法(RO)技术优势适合采用RO海水淡化的地方:没有蒸汽,只有电力的地方:如海岛,没有供热的地方;海水的水质好,污染小,水质稳定;水温高,如我国的南方海域。RO技术同蒸馏法相比较有以下优点:RO应用范围广:广泛应用于海水、苦咸水淡化、污水处理;纯水、超纯水制备;化工分离、浓缩、提纯等领域。工程遍布电力、电子、化工、轻工、煤炭、环保、医药、食品、市政等行业,市场容量特别巨大。RO工程应用技术易于掌握:反渗透海水淡化主要是一个工程集成技术,主要由预处理、高压泵、膜组件、能量回收装置、后处理等组成,
6、相关部分都有专业厂商提供,做工程项目主要在于系统集成、经验积累等等。RO工程投资小:占地面积小、设备费用低。技术发展迅速,膜性能的不断提高,成本不断降低;泵和能量回收装置效率不断提高,系统能耗降低,最后的结果是工程造价和运行成本持续降低。不需要汽源:对于场地选择非常灵活,只要有电力的地方就可以采用RO海水淡化的方法,不需要蒸汽。设备成本相对较低:由于金属材料价格快速增涨,以不锈钢、铜合金、钛、铝合金等为主要原材料的蒸馏法海水淡化设备制造成本快速增加。设计单位熟悉:RO不但是海水淡化的方式,也大量运用在工业水处理、
7、纯水和超纯水的制备领域,同样在电力行业水处理方面运用非常广泛。海水淡化存在主要问题海水淡化以目前使用较多的反渗透技术而言,淡水产水率约为处理海水量的2/3,而余下的1/3则形成含盐量极高的所谓“浓缩液”。一般而言,浓缩液通常被作为副产品或“废弃物”而排回大海。重新排回到海中的水的盐度很高,而海水淡化推广后,废水排放量增大,必然会提高海水的盐度,由于海洋生物对盐度的有一定的适应范围,当海水含盐度超过了海洋生物的承受能力时,便不利于其生长,甚至使生物多样性遭到破坏。海水淡化废水中常常还有一些污染物,一类是化学添加剂,
8、如生物杀灭剂(通常为氯气或次氯酸钠)、抑垢剂(通常为聚磷酸盐)、防沫剂、防蚀剂、酸洗剂等;另一类是由管路腐蚀产生的毒性重金属,如Cu、Ni、Mo、Cr、Zn等。以上污染物对海洋生物的繁殖生长无疑是不利的。排放的废水温度的比海水温度高,同样会直接影响海洋生物的生长和繁殖。大部分的海洋生物都是在一定的温度范围内进行生命活动,温度的改变会影响海洋生物的生理机能,并影响其产卵、生