反渗透海水淡化技术的发展及延伸

l、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，沿海城市，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。

2、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 ，美

国从 52 年起专设盐水局，74 年后转为资源技术局，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，专门研究节能的脱盐技术，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回收效率都高达 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，在国际海水淡化招标中，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：

3、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 于 1960 年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，为此在 1963 年提出了复

合膜的概念，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。

3.2 膜组器技术的不断发展