反渗透海水淡化技术的发展

海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。
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、前言

        水是生命的源泉，是社会和经济发展的命脉，是人类宝贵的不可替代的自然资源。当
前缺水已成为世界性问题，成为制约社会进步和经济发展的瓶颈，解决水资源的供需矛
盾，对我国的可持续发展是非常迫切的和重要的。我国沿海地区仅占全国土地面积的
15%，人口的 40%，但创造着 60%以上的社会总产值，和全国一样，沿海，特别是北方
地区以及岛屿的供水严重不足，形势严峻。沿海地区有丰富的海水资源，用海水淡化技术
向大海要淡水，满足沿海城镇和岛屿对淡水的需求或紧缺需求，是自古以来人们所梦寐
以求的，现在已变为现实。反渗透海水淡化不仅技术上完全可行，而且在许分情况下是经
济的。
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、反渗透的发展概况

        海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。早在 50

“

”

年代，为解决 水的危机 ，不

断推进水资源和脱盐的技术进步，其中反渗透法海水淡化（ SWRO）就是 1953 年据膜和
海水界面有一纯水层而提出的；73 年日本通产省下设造水促进中心，专门研究的脱盐技
术，欧洲则在尤里卡等计划下推动海水淡化的发展，它们也都以膜法为重点。经过近 50
年的研究、开发和产业化，SWRO 自 70 年代进入海水淡化市场之后，发展十分迅速。RO
用膜和组件已相当成熟，组件脱盐率可高达 99.5%以上，有约 20 年的经验积累，SWRO
工艺过程也逐渐成熟，近年来，功交换器和压力交换器的开发成功使能量效率都高达
90%以上，从而使 SWRO 的本体能耗在 3kWh/m3 淡水以下，成为从海水制取引用水最廉
价的方法，进一步增强了 SWRO 的竞争力。
        近几年来，在国际海水淡化中，SWRO 以投资最低，能耗最省，成本最低，建造周
期短等优势而屡屡中标。SWRO 所以能如此成功，与其在膜、组器、设备和工艺等方面的创
新性开拓是分不开的。下面是着几方面的简要的发展概况：
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、反渗透的一些重大的创新进展

        3.1 反渗透膜的进步
        在反渗透膜发展的历史中，不对称膜和复合股的研发是创新的两个范例。
        3.1.1 不对称膜
        Loeb 和 Sotrirajan 制得了世界上第一高股盐率，高通量，不对称醋酸纤维素（ CA）
反渗透膜，其创新在于，以往的膜皆为均相致密膜（约 0．lmrn 厚），传质速度极底，
无实用价值，而不对称膜仅表皮层是致密的（约 0.2m 厚）就这一点，是传质速度提高了
近 3 个数量级，表 1 给出了 1968 年研制的 CA－CTA 膜的性能。目前通用的 CA 反渗透膜
多用于表面水处理，表 2 给出了其基本的膜性能。
        3.1.1 复合膜
        不对称膜在高压下中间过渡层有压密现象，使水通量下降，其创新点在子膜的脱盐
层和支撑层分别由优选的材料来制备，如脱盐层（约 0.2m 厚）是芳香族聚酰胺，支撑层
是聚砜，这是膜的性能进一步提高，表 3 给出了复合膜的典型性能。
        1968 年研制的 CA—CTA 膜的性能
        3.2 膜组器技术的不断发展
        反渗透膜组器技术的创新，伸膜的性能得以充分的发挥，这里特别提出的是中空纤
维反渗透器和卷式反渗透元件。
        3.2.1 中空纤维反渗透器
        经过多年的研究开发，1970 年美国 DuPont 推出 B－9 型苦咸水脱盐用中空纤维反渗
透器，作为重大化工进展而获得 1971 年美国化工学会奖。其特点是：一支直径 4 英寸的