海水淡化：我们的海水淡化指南和全球水危机

海水淡化:淬火在世界各地渴望

随着20,000多家工厂，现在签约，海水淡化是使各国在不断增长的气候担忧中为后代提供水安全。通过转化盐水，该过程可以在缺乏天然地下水或地表水供应的区域提供淡水。随着水再利用，海水淡化可以为水资源稀缺和一些国家提供解决方案，提供超过90％的供水。水再利用的快速增长，特别是直接和间接的城市废水的饮用再利用，采用海水淡化膜技术。爱游戏首页脱盐的过程和技术是什么？MED和MSF热处理有什么区别？海水淡化的利弊是什么？我们的基本指南潜入脱淡化方面以及它包括的流程。

什么是海水淡化？

海水淡化是指将水中的盐去除使之可饮用的过程。海水淡化包括处理海水或咸水，目的是创造淡水。为了做到这一点，海水淡化厂涉及多种技术，从预处理到泵和膜。

根据新的国际海水淡化协会（IDA）水安全手册，全球总安装的海水淡化容量达到每天9740万立方米（M3 /日），而全球累计累计产能总额为10470万M3 / D。

截至2018年6月30日，全球已有超过2万家海水淡化厂签约。根据国际水协会(IWA), desalination still only provides one per cent of the world’s drinking water, but this is growing “year-on-year”.The news in favour of desalination is that the world’s oceans contain over 97.2 per cent of the planet’s water resources, is “drought-proof and is practically limitless”.

海水淡化过程可以专注于咸水或海水。对于咸水，水的盐含量小于10,000 mg / L.同时，海水具有较高的盐度含量，范围为30,000至44,000毫克/升。

除了咸水和海水之外，其他来源可能包括井，表面（河流和溪流），废水和工业饲料和工艺水域，根据爱游戏首页美国膜技术协会（AMTA）。

全球海水淡化产能中，约44%位于中东和北美，预计每年增长7%至9%。IWA表示，预计加速脱盐活动的“热点”包括亚洲、美国和拉丁美洲。

工业海水淡化市场对引用也很重要。根据IDA的说法，在2016 - 2017年间，这个市场仅增长了21％。上游和下游石油和天然气活动也占2017年的大量合同产业能力。

矿业也是在2018年上半年签约的200,000 M3 /天的200,000 M3 /天。微电子是另一个口渴的行业，导致海水淡化技术的新机会，在2016 - 2017年间签订了超过一倍多的能力。

什么是脱盐过程？

脱盐过程中有两种主要类型：膜（反渗透（RO）和纳米滤膜（NF）和热量，其包括多效蒸馏（MED），多级闪蒸（MSF）和机械蒸汽压缩（MVC）。其他技术和方法包括电渗析（Ed），前渗透（Fo）和膜蒸馏（MD）。

基于膜的脱盐继续提供绝大多数安装的脱盐能力。要将其置于视角，2017年，薄膜技术占年度合同能力的95.6％，而热流程占4.4％。

• 膜海水淡化

根据AMTA：反渗透（RO）和纳米滤膜（NF）是主要的压力驱动膜过程。膜配置包括螺旋缠绕，中空纤维和螺旋板的板材是最广泛使用的。现代风格膜主要包括具有纤维素醋酸纤维素的聚合物材料仍然常用于较小程度。一个值得注意的例子是薄膜复合（TFC）膜，其包括聚酰胺作为有源层。根据进料水盐度，RO和NF的操作压力在50至1,000 psig的范围内（3.4至68巴，345至6896kPa）。海水RO需要3.0至3.5 kWhr / m3的电力。






• 多效蒸馏（MED）

MED是一种低温热过程，通过在一系列容器中回收沸腾海水的蒸汽来获取淡水，这被称为多重“效应”。在一个容器中沸腾的蒸汽可以用来加热下一个容器，因为水的沸点随着压力的降低而降低。因此，根据Sidem的说法，只有第一个容器需要外部热源。简而言之:从第一个容器到最后一个容器，压力和温度都从热到冷下降。MED工艺需要输入的热量为0.9 ~ 1.5 kWhr/m3。



• 多级闪蒸蒸馏（MSF）

自20世纪50年代以来的商业用途，如MED，多级闪存（MSF）涉及许多阶段。在管内流动的海水或再生盐水通过热交换器中的涡轮机排出的蒸汽加热，称为盐水加热器。将该加热的海水流过盐水加热器到蒸发器级，每次操作在较低的温度和压力下。结果，盐水正在闪烁产生水蒸气，其冷凝在管上，并在每个阶段收集，如蒸馏产品。冷凝水蒸气预热在管中流动的海水盐水并恢复热量。在热回收阶段中，冷却了MSF的最后几个阶段，冷却了盐水排污和馏出物，并且剩余的热量在MSF的散热部分中被排出。MSF过程需要3.5至4 5 KWHR / M3的热输入和电力。



• 机械蒸汽压缩（MVC）

在MVC工艺中，海水进入预热器单元，在那里它用浓缩物和产物水流来交换热能。将预热的海水喷洒在热交换管束上，在较高的温度下水滴。在这里，海水部分蒸发。使用机械压缩机压缩水蒸汽，它们在热交换束的管道内泵送。压缩的蒸气在管道内部冷凝，释放转移到喷在管道上的海水中的能量并导致其蒸发。



• 电渗析（ED）

根据AMTA，电渗析（ED）和电渗析反转（EDR）工艺由直流电流（DC）驱动，其中离子通过离子选择性膜流过离子选择性膜，根据AMTA。与上述压力驱动过程中的水相比，这与水相反。在EDR系统中，电极的极性周期性地反转。离子转移（渗透）阴离子和阳离子膜将离子分离在进料水中。这些系统主要用于具有低总溶解固体（TDS）的水中。



• 前进渗透（FO）

与RO相比，其中盐水通过膜被推动，而是前渗透（Fo）使用从天然盐浓度梯度产生的渗透压作为通过膜的驱动力。对于这项工作，还有给水 - 通常是海水 - 在一侧和膜上，然后在另一侧的绘制溶液。AMTA表示，这意味着不施加任何外部压力，来自饲料溶液的水将自然地通过膜迁移到绘制溶液中。然后将稀释的溶液加工以将产品与可重复使用的拉伸溶液分开。

海水淡化成本

脱盐的成本可以在以下元素中分解：固定成本（37％），劳动力（4％），膜更换（5％），维护和零件（7％），耗材（3％））电能（44％）。

与传统的表面或地下水的传统治疗相比，海水淡化被视为更昂贵的选择，价格约为每立方米（$ / m3）。然而，海水淡化的最新突破之一一直有所改善，包括业务支出（OPEX）以及最初的资本支出（CAPEX）。在过去的20年中，由于技术和设备的进步，这已减少了80％。

最近，在阿布扎比、沙特阿拉伯和以色列的项目招标中，油价首次跌破0.50美元/立方米。“由于原材料成本和能源成本上涨，10年来价格一直在上涨，现在这是一个非常好的消息。事实上，我们预计2019年将是海水淡化市场有史以来最好的一年，”GWI的出版人Christopher Gasson说。

海水淡化价格为0.40美元/立方米，成本接近间接饮用水再利用，价格在0.30- 0.40美元之间。

在IDA水安全手册中，玩家有多种因素为什么海水淡化成本最近达到历史上市。这包括“施工过程的成本效益优化”，之后承包商经过多年建设大型项目的经验。这是加上新的合同和金融模式，以及金融部门的较低利率，有助于“推动关税”。

此外，由于石油价格较低，海水淡化厂成分成本降低也有助于推动价格。

另外，通过膜的进步实现了能量节约，需要较少的入口压力，节能回收装置以及具有更高效率的较大泵和电机的较大反渗透培训，“Almar水的CarlosCosín，Ida和Ceo添加了更大的泵和电机解决方案。

世界上最大的海水淡化厂是什么？

正如Aquatech全球活动所报告的那样rabigh 3项目最近授予在沙特阿拉伯被认为是世界上最大的植物之一，容量为60万立方米/天。然而，在世界各地的运作中存在更大的脱盐植物。以下是世界上最大的五个项目的列表。

1. ras al Khair，沙特阿拉伯：1,036,000 m3 /天

Ras Al-Khair是一个混合项目，使用了热多级闪蒸(MSF)和反渗透(RO)技术，通常被认为是世界上的重量级脱盐项目。该项目位于朱拜勒西北75公里处，为利雅得提供服务，该项目还拥有大量发电部件，装机容量为2400兆瓦。电厂建设的主要承包商是斗山及其财团合作伙伴沙特阿拉伯Archirodon，而Poyry是该项目的顾问。

2. 阿联酋塔维拉- 909,200立方米/天

阿联酋水和电力公司和ACWA电力签署了水购买协议，为世界上最大的海水反渗透脱水厂，在塔瓦赫动力和水综合体内建造，阿布扎比以北50公里。ACWA POWER，随着项目的铅开发商和40％的股东，确认了世界上最大的SWRO工厂的成功财务结束，售价为847亿美元，脱盐水的关税49.05美分/ m3。该项目的建设于2019年5月开始于2022年5月预计。该工厂预计每天提供909,200立方米的水。齐全，预计Taweelah电力和水资源开发将从今日从13％的13％提高酋长国的脱盐产水，达到2022％。

3. 沙特阿拉伯舒亚3 - 880,000 M3 /天

通过ACWA电力选择涉及德国西门子的德国西门子和斗山，以提供工厂的项目工程，采购和建设。根据ACWA Power，一项扩展到工厂的扩展已经完成，一个扩张是在最终施工阶段，总共增加了400,000 M3 /天的RO容量。完成后，沭亚最终将超过RAS Al Khair作为最大的运行海水淡化厂，总容量为1,282,000 M3 /天。

4. Sorek，以色列 - 624,000 M3 /天

山脉可被认为是世界上的重量级膜厂，具有巨大的624,000 m3 /天容量。位于以色列特拉维夫特拉维夫南部15公里，由IDE技术开发，该项目是在使用16英寸海水反渗透膜的情况下独一无二的，但在垂直的形成中。进一步的发展 - Sorek 2 - IDE技术和银行Leumi赢得了以色列政府的PPP招标，建造和运营Sorek 2水海水淡化厂。IDE现在赢得了四个招标中的四个招标，在以色列中运营海水淡化厂。该投标，以前所未有的价格为每立方米的水0.41美元，呼吁年产200万立方米的水（名义容量为548,000 m3 /天）。一旦完成，Sorek 2将成为以色列在以色列运营的第六次海水淡化厂，沿着Hadera，Ashkelon，第一个Sorek，Palmachim和Ashdod。

5. Jubail 3A IWP - 600,000 M3 /天

今年4月2020年4月，由Acwa Power（包括海湾投资公司（GIC）和Al Bawani Water＆Power Company（AWP）为导致的联盟与沙特水合作伙伴公司（SWPC）与沙特水合作伙伴公司（SWPC）签署了25年的水商业协议。根据伙伴关系的条款，由ACWA电力领导的联盟将设计，构建，委员会，运营和维护海水淡化设备以及相关的饮用水储存和电气特殊设施。ACWA联盟提交了每M3的最低机制水费为0.41美元。投资价值为6.5亿美元，Jubail 3A独立水厂（IWP）将产生600,000 M3的饮用水/日。格林菲尔德海水反渗透脱水项目将在沙特阿拉伯王国吉宾。工程采购施工合同已被授予由电力中国，Sepco-III和Abengoa组成的联盟。

海水淡化利弊

海水淡化缺点

与海水淡化相关的更广泛的环境挑战是管理盐水的副产品 - 在该过程中产生的高盐度废物。

2019年，联合国（联合国）支持题为“海水淡化国和盐水生产”的论文。

该论文将盐水称为“盐的困境”，世界各地的海水淡化工厂每天总共排放1.42亿立方米的高盐盐水。

四个中东国家 - 沙特阿拉伯，科威特，阿联酋和卡塔尔（Saudi Arabia）被发现负责全球盐水产量的一半，报告作者陈述了中东植物生产的“四倍，每立方米的盐水作为植物的清洁水的四倍河水膜的过程主导地位“。然而，应该指出的是，河水不含盐水平作为海水，因此这里的比较不平等。

另一个问题是与海水淡化厂开放海洋摄入量的运作相关的潜在的冲击和夹带（I＆E）的影响。

据研究人员介绍，当足够大的生物体被流动的水源的力量困住时，就会发生撞击环保局。

同时，当海洋生物进入脱盐厂进气时，会发生夹带，被吸入进气系统并通过处理设施。

然而，根据水再利用协会(Water Reuse Association)的说法，海水的冲击和卷带直接对海洋生物造成的环境影响程度是特定的。不同的项目之间可能会有很大的差异，更现代的维护环境标准的工厂经历了极低的I&E水平。

海水淡化的优点

在全球范围内，超过3亿人依赖淡淡的水，以供一些或所有日常需求。总的来说，海水淡化在全球150个国家实施，现在签约了20,516家海水淡化厂。

在未来，对新鲜水的需求将随着世界扩大人群的串联增加。但是，可用的淡水供应量有限，分布差。

随着气候变化强化干旱和洪水，海水淡化可以提供来自海水的饮用水源，以确保供水充分满足水需求。

与水的再利用一起，海水淡化为各国提供了一种可靠的解决方案，以增加它们现有的水供应，并在它们需要时充当一种“保险政策”。

据IDA表示，“脱盐和水再利用是非常规的环境供水解决方案，并提供循环水经济，并提供水资源稀缺的解决方案。

开发还加速了脱盐过程与可再生能源的偶联，如太阳能光伏等。可再生和海水淡化技术组合以减少近期海水淡化的碳足迹。此外，电池技术的演变被视为枢转，以实现一个独立供电的海水淡化厂的预示型24/7。2020-2025的目标已经设定了20％的新工厂，由全球清洁水海水淡化联盟通过可再生能源供电。

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