10月29日審議通過(guò)的《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》，首次將生態(tài)文明建設(shè)編入綱領(lǐng)文件，給環(huán)保產(chǎn)業(yè)、海水淡化行業(yè)營(yíng)造了良好的政策法律環(huán)境。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2019年全球海水淡化市場(chǎng)規(guī)模將實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。而在中國(guó)，“十三五”期間，海水淡化產(chǎn)業(yè)將向規(guī)?；?、集成化方向發(fā)展，逐步成為重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

按分離過(guò)程分類(lèi),海水淡化方法主要有蒸餾法、膜法、結(jié)晶法、溶劑萃取法和離子交換法等。其中，反滲透海水淡化技術(shù)由于設(shè)備投資省、能量消耗低、建設(shè)周期短等諸多優(yōu)點(diǎn)，近10年來(lái)發(fā)展速度很快，今后將成為海水淡化的主導(dǎo)技術(shù)。

然而，在反滲透海水淡化過(guò)程中，由于膜的濃縮作用，濃水中的鈣、鎂等離子濃度大大增加，從而使難溶鹽的離子積大于其溶度積，在反滲透膜表面形成膜垢，影響整個(gè)反滲透裝置的正常運(yùn)行，縮短了反滲透膜的使用壽命。目前，膜垢污染是反滲透海水淡化中遇到的一個(gè)主要問(wèn)題。

寶萊爾科技，是專(zhuān)業(yè)研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售特殊化學(xué)品及聚合物的專(zhuān)業(yè)公司之一，是世界有機(jī)膦產(chǎn)品、螯合劑最大生產(chǎn)廠家之一。寶萊爾科技擁有長(zhǎng)期世界范圍的海水淡化經(jīng)驗(yàn)。寶萊爾科技認(rèn)為：對(duì)于一個(gè)成功的海水淡化工藝，化學(xué)品的正確投加是至關(guān)重要的。寶萊爾科技致力于節(jié)能與環(huán)保，以經(jīng)濟(jì)合理的海水淡化方案符合市場(chǎng)需求。

海水淡化的方案

多級(jí)閃急蒸法

多級(jí)閃蒸是多級(jí)閃急蒸餾法的簡(jiǎn)稱(chēng)。多級(jí)閃蒸過(guò)程原理如下：將原料海水加熱到一定溫度后引入閃蒸室，由于該閃蒸室中的壓力控制在低于熱鹽水溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓的條件下，故熱鹽水進(jìn)入閃蒸室后即成為過(guò)熱水而急速地部分氣化，從而使熱鹽水自身的溫度降低，所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。多級(jí)閃蒸就是以此原理為基礎(chǔ)，使熱鹽水依次流經(jīng)若干個(gè)壓力逐漸降低的閃蒸室，逐級(jí)蒸發(fā)降溫，同時(shí)鹽水也逐級(jí)增濃，直到其溫度高于天然海水溫度。在每一蒸發(fā)器的上半部分。水蒸氣與一集束冷管熱交換而冷凝為蒸餾水，在集束管中潦過(guò)的是預(yù)處理過(guò)的冷海水。這部分海水潦經(jīng)過(guò)累繞，從溫度最低的一級(jí)蒸發(fā)器到溫度最高的一級(jí)蒸發(fā)器被逐級(jí)加熱，最后被輔助熱能加熱至100度。產(chǎn)生的蒸餾水被位于集束管下方的托盤(pán)所回收。在末級(jí)蒸發(fā)器中用水泵推出，在下半部分積聚的殘留鹽水也被泵出，并放回海中。工藝如下：

單效蒸餾

單效蒸發(fā)器是應(yīng)用蒸餾技術(shù)的淡化裝置中最簡(jiǎn)單的配置形式。在一個(gè)絕熱的容器中裝置一組水平的管道，管道中通入熱的介質(zhì)，一臺(tái)抽氣機(jī)來(lái)保持容器內(nèi)的真空。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的海水補(bǔ)給水從上方噴淋到管束的表明，由于進(jìn)行抽真空，內(nèi)部壓力低，在管道內(nèi)高溫介質(zhì)的作用下就已經(jīng)沸騰。在容器中還裝置有一組使海水降溫的冷卻管道，沸騰的蒸汽在冷卻管束的表面凝結(jié)成水。從凝結(jié)器流下的水被收集到底盤(pán)中，并由水泵抽出，海水補(bǔ)給水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)品水，其中的大部分用于形成噴淋在管束上的水幕。海水中剩余的濃鹽水也在容器的底部收集，有鹽水泵抽出。

多效蒸餾

多效蒸餾法也是基于海水蒸發(fā)和蒸汽在串聯(lián)隔離容器中冷凝的原理。每一蒸發(fā)器中固定有水平的熱交換管道。形成平行于六面體的集束管道。

水蒸氣被引入第一級(jí)蒸發(fā)器的集束管之中，同時(shí)未受熱的海水噴射到集束管上。水霧滴落到加熱的集束管外壁，最終的熱交換使得管內(nèi)的水蒸氣冷凝變?yōu)檐浰?。滴落到外管壁的部分海水轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?，產(chǎn)生的新蒸汽收集進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)器的集束管內(nèi)，在第二季蒸發(fā)器中與噴灑的海水進(jìn)行熱交換，這一過(guò)程可重復(fù)多次。串聯(lián)的蒸發(fā)器最高可達(dá)12級(jí)。在每一級(jí)中，軟水在出水口回收。而殘留鹽水則積聚收集于蒸發(fā)器的下方。工藝如下：

反滲透膜法

反滲透是60年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的膜分離技術(shù)，是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過(guò)程。反滲透除鹽原理：就是在有鹽分的水中，施以比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進(jìn)行,把原水中的水分子壓到膜的另 一邊。變成潔凈的水。從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。

反滲透具有投資省、能耗低(無(wú)相變)、建設(shè)期短，占地少的特點(diǎn)，是海水淡化技術(shù)中近二十年來(lái)發(fā)展最快的。處理工藝如下：

在國(guó)內(nèi)外運(yùn)行的大型低溫多效蒸餾海水淡化裝置中,普遍采用加入阻垢劑的方法來(lái)防止換熱器表面的結(jié)垢。目前在熱法海水淡化中得到應(yīng)用的阻垢劑主要是磷酸鹽和聚合物兩大類(lèi)。磷酸鹽類(lèi)主要應(yīng)用在90℃以下的低溫蒸餾裝置且應(yīng)用并不廣泛,有機(jī)聚合物類(lèi)特別是聚羧酸類(lèi)由于其良好的阻垢效果和熱穩(wěn)定性,在熱法海水淡化中得到了廣泛的應(yīng)用。

水垢形成的機(jī)理：

水垢是海水溫度上升時(shí)被膜分離濃縮時(shí)所產(chǎn)生的礦物質(zhì)與鹽分的沉積。它的主要成份是碳酸鹽垢、磷酸鹽垢、氯化垢、氟氧化物和金屬氧化物等。結(jié)垢后會(huì)使熱傳導(dǎo)系數(shù)大大降低。膜使用壽命縮短。

阻垢劑的原理：

阻垢劑能增加難溶鹽類(lèi)在水中的溶解度，使得濃水中這些致垢成分超過(guò)其常態(tài)下的ksp值，但不能結(jié)晶析出，使裝置得以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)于阻垢劑阻垢機(jī)理，大致分為三個(gè)過(guò)程：螯合、晶格歪曲和分散。以CaCO3結(jié)垢的形成來(lái)解釋阻垢機(jī)理，碳酸鈣垢的形成分為三個(gè)步驟：

◆ 鈣離子和碳酸根離子結(jié)合為一個(gè)碳酸鈣分子CaCO3;

◆ 許多的碳酸鈣分子結(jié)合成為一個(gè)碳酸鈣晶體微粒(CaCO3)m;

◆ 許多的碳酸鈣晶體微粒結(jié)合成為碳酸鈣垢[ (CaCO3)m ] n。

如下式所示：

碳酸鈣結(jié)垢

寶萊爾阻垢劑的類(lèi)型