海水淡化技术简介

海水淡化的方法

海水淡化方法 能量驱动方式 占世界总产水量

比例• 热能海水淡化

– 多极闪蒸（ MSF ） 48%– 多效蒸馏（ MED ） 4%– 热压缩（ TVC ） 1%

• 机械能海水淡化（通常用电机驱动）– 反渗透海水淡化（ SWRO ） 36%– 机械压汽蒸馏（ MVC ） 3%

• 电能海水淡化– 电渗析（ ED ） 5.7%

脱盐技术的适用范围

MSF MED MED-TVC MVC RO ED

运行温度 ℃ < 120 < 70 < 70 < 70* < 45 < 45

能量形态 蒸汽 蒸汽 蒸汽 机械 (电 ) 能 机械 (电 ) 能 电能

能源需求 热 + 电 热 + 电 热 + 电 电 电 电

电耗 kWh/m3 3.5 1.5 1.5 8~14 4~5** 1.0***

适用原水含盐量范围(mg/l)

30,000~100,000 30,000~100,000 30,000~100,000 30,000~50,000 1,000~45,000 100~3,000

产品水质 (mg/l) < 10 < 10 < 10 < 10 < 500 < 500

目前单套出力 (m3/d) 5,000~60,000 500~12,000 500~20,000 10~2,500 1~10,000 1~12,000* ：通常加酸；** ：含取海水，否则电耗降低；*** ：取决于原水含盐量，在 1,500mg/l 下的电耗。

出自： Klaus Wangnick

海水淡化的技术现状

国外海水淡化技术的发展1990年全球脱盐技术市场占有率

MSF56%

MED5%

VC3%

RO31%

ED5%

2002年全球脱盐技术市场占有率

MSF48%

MED+VC13%

RO37%

NF0%

ED1%

其他1%

国外海水淡化技术的发展

2004年水厂类型与合同产水量-出自IDA

0. 0

2. 0

4. 0

6. 0

8. 0

10. 0

12. 0

MSF RO ED VC

合同产水量

百万

m3/

d 全世界海湾地区

出自： Dr Abdulmajeed Ali Alawadhi, IDA Regional Report

不同地域海水淡化技术发展现状

不同地域海水淡化工艺 （出自德国Klaus Wangnick）

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

北美洲

中美洲

南美洲

欧洲

非洲

中东

亚洲

澳大利亚19

91-2

001 年合同产水量

千m

3/d

MSFVCMERONFED

其它

出自： Klaus Wangnick, IDA Regional Report

2005年以来北美脱盐水产量

0

250

500

750

1000

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

累计产水量

千m

3/d SWRO

Evap

北美脱盐技术发展现状

出自： Dr James D, Birkett, IDA Regional Report

国内海水淡化的发展现状

海水淡化的能耗

2.2 2.2

海水淡化的运行和维护费用

出自： GHD， 2003年 7 月

海水淡化的投资

出自： GHD， 2003年 7 月

苦咸水 RO

海水淡化的投资（续）• 国外部分海水淡化厂投资情况序号 工艺

安装数量 台

单台出力m3/d

总出力m3/d 投产日期 安装地点 国家

吨水投资RMB/m3·h 备注

1 MED 5 5,000 25,000 1981~1998 维京群岛 美国 386,400.00 2 MED 1 20,000 20,000 1983 Ashdod 以色列 372,600.00 3 MED 2 3,785 7,570 1991 关塔那摩 古巴 820,343.46 4 MED 2 10,000 20,000 1985/1989 Antills 荷兰 552,000.00 含发电机5 MED 1 3,800 3,800 1974 Ei l at 以色列 181,578.95 6 MVC 4 500 2,000 1979 San-Nicolas 秘鲁 345,000.00 7 MVC 4 2,500 10,000 La Guaj i ra 哥伦比亚 82,800.00 8 MVC 1 660 660 1995 Morro 美国 418,181.82 9 MED 1 3,600 3,600 1995 Canary 西班牙 345,000.00 10 SWRO 6 9,000 54,000 2001 Larnaca 塞浦路斯 240,222.22 11 SWRO 720,000 Ashkel on 以色列 81,266.67 12 SWRO 7 95,000 2002 Tampa Bay Power Station 美国 319,578.95

出自： C. Mommariva

海水淡化的投资（续）• 海湾地区海水淡化厂投资情况（续）

Umm Al Nar 9 and 10** 1,103.96 2 MED 35 29120 26.38 24 24

Al Taweelah A2 6,308.33 4 MSF 258 214656 34.03 24 24

Al Taweelah A1** 6,150.63 12 MED 176 146432 23.81 24 24

Jebel Ali G 1,182.81 1 MSF 35 29120 24.62 14 15Jebel Ali K1 3,785.00 2 MSF 117 97344 25.72 24 25Jebel Ali K2 6,308.33 4 MSF 195 162240 25.72 24 NA

Umm Al Nar B* 9,462.50 5 MSF 480 399360 42.20 12 NA

Mirfa B* 3,548.44 3 MSF 171 142272 40.09 12 NA

Layyah* 1,577.08 2 MED 45 37440 23.74 18 NA

Total capacity 39,427.08 35 1512 1E+06 31.91 19.56 * Price including fired or HRSG boilers, BOP, and SW intake** Price included up-rating work for existing desalination plants

实际交货期月

合同价MUSD

合同价万RMB

吨水投资万RMB/m3·hr电厂或海水淡化厂名称 系统出力m3/h 安装

数量脱盐工艺

合同交货期月

出自： C. Mommariva

海水淡化成本构成•假设 :– 海水含盐量 ： 36g/l– 出力 ： 40,000m3/d– 电价 ： 0.05 美元 /kWh– 蒸汽价格 ： 1.39 美元 /Mbtu– 贷款利率 ： 7% - 20 年– 膜寿命 ： 6 年– 负荷系数 ： 90%

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

RO

ME

D

MS

F

(Pip

elin

e

30

0k

m)

化学品

更换维护

蒸汽成本

电耗

劳动力成本

投资成本

美元 /m3

反渗透固定（不变）成本最低

出自： Koussai Quteishat, 中东脱盐研究中心 ,2003.9

反渗透海水淡化

国内已建海水淡化厂序号 建设地点 规模（ m3/d） 淡化工艺 承建单位 投产年份

1 西沙永兴岛 200 ED 杭州水中心 1981

2 天津大港电厂 2x3,000 MSF 美国 ESC 1989

3 浙江舟山嵊山镇 500 SWRO 杭州水中心 1997

4 浙江舟山马迹山 350 SWRO 美国 UAT 1997

5 辽宁长海县大长山镇 1,000 SWRO YCQ 1999

6 沧州化学工业公司 18,000(苦咸水 ) BW+SW YCQ 2000

7 辽宁长海县獐子岛镇 2x500 SWRO 德国普罗名特 2000

8 山东长岛县长山岛 1,000 SWRO 杭州水中心 2000

9 浙江嵊泗县驷礁岛 1,000 SWRO 杭州水中心 2000

10 山东华能威海电厂 2,500 SWRO 半岛水处理 2000

11 大连华能电厂 2,000 SWRO 半岛水处理 2002

12 浙江嵊泗县驷礁岛 1,000(二期 ) SWRO 德国普罗名特 2002

13 山东省荣城市 2x5,000 SWRO 杭州水中心 2002

14 山东黄岛发电厂 3,000 LT-MED 天津海洋水淡化所 2003

15 大连石化 5,600 SWRO 赛恩斯特 2003

16 浙江玉环发电厂 34,560 SWRO 赛恩斯特 2006

17 大唐王滩发电厂 25,920 SWRO 欧美 2005

18 大连实德公司 12,000 SWRO 待定

19 天津开发区 10,000 SWRO 新加坡凯发中标 不详

20 国华黄骅发电厂 2X10,000 LT-MED 法国 SIDEM 2006

21 大连北良发电厂 30,000 SWRO 2006

22 国电庄河发电厂

海水反渗透膜

超薄脱盐层超薄脱盐层(( 约约 :2000:2000埃埃 ))

支撑层支撑层(( 约约 :50μm):50μm)

无纺布无纺布(( 约约 :110μm:110μm

))

反渗透海水淡化的特点

• MF/UF+SWRO 工艺• MMF+SMF/ACF+SWRO 工艺

反渗透海水淡化的优点一次性投资较低通常能耗较低通常能量需求单一模块化设计，便于扩大生产规模适用 TDS 范围较广系统回收率高对材料要求低建设周期短

反渗透海水淡化的缺点系统较蒸发法复杂对预处理水质要求高需定期更换膜与蒸发法相比厂房面积较大清洗频率较蒸发法高

MF/UF+SWRO 工艺特点• MF/UF 特点

能有效去除胶体、细菌、病毒等物质出水水质好、稳定装置紧凑、占地少、管理维护方便延长反渗透膜的使用寿命化学品消耗较少运行费用低

一次性投资较传统预处理高膜需定期化学清洗和更换

传统预处理特点• 预处理工艺特点

通常一次性投资较低出水水质较为稳定但不如 MF/UF ，能够满足 SWRO 的给水水质要求是大型反渗透海水淡化常采用的预处理工艺

出水水质受运行和给水水质影响较大系统占地面积大运行维护需要丰富的水处理经验化学药剂消耗量较大

传统预处理 +RO与MF/UF+RO 比较

低温多效（ MED ）海水淡化工艺

低温多效 (MED) 工艺• 所谓的低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于 70C 的

淡化技术，其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。其流程如下图所示

低温多效 (MED) 工艺特点• 对海水品质变化的适应性强，进料海水的预处理

相对简单。• 设备可在 40～ 110％额定负荷范围内正常运行。• 多效蒸馏平衡调节时间较短，一般为 10 分钟左右。• 设备的化学清洗时间间隔长。• 操作温度低，避免或减缓了设备的腐蚀和结垢。• 水、电联产，经济性好，能源利用率高。

国外近几年 MED 的发展 • 国外近几年 MED 发展迅速，从法国 SIDEM公司资料显示，到 2001年 MED 单台最大产水量已接近 25000立方米 /天，其年总制水量也已超过 MSF ，并在世界各地已由多台运行业绩，技术是成熟的。

19851986

19871988

19891990

19911992

19931994

19951996

19971998

19992000

20010,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

m3

/da

y Ordered

Commissioned

Largest SIDEM MED reference per year

国外 MED业绩表序号 国 家 安装地点 装置台数

总容量（m3/d ）

型 式 效数 项目执行时间

1 Abu Dhabi Al Taweelah Al 14 239680 MEDEC 6 2000 年

2 Sharjah Layyah 1 22848 MEDEC 5 2000 年

3 Sharjah Layyah 1 22848 MEDEC 5 1999 年

4 Libya Tobruk 3 40000 MEDEC 6 1999 年

5 Abu Dhabi Umm Al Nar West 2 31822 MEDEC 6 1998 年

6 Libya Tripoli 2 10000 MEDEC 4 1997 年

7 Libya Soussa 2 10000 MEDEC 4 1997 年

8 Abu Dhabi Ras Al Khaima 2 13640 MEDEC 4 1996 年

国外 MED业绩表（续）序号 国 家 安装地点 装置台数 总容量

(m3/d)型 式 效

数 项目执行时间

9 Abu Dhabi Al Taweelah Al 14 239680 MEDEC 6 2000 年

10 Sicily Priolo Gargallo 2 14400 MED 11

1996 年

11 Sicily Milazzo 1 4800 MED 11

1996 年

12 Abu Dhabi Jabal Dhannah 2 18180 MEDEC 4 1994 年

13 Libya Derna 1 4700 MED 8 1994 年

14 Caribbean Curacao 1 12000 MED 12

1994 年

15 Singapore Bukom 1 4500 MEDEC 5 1994 年

16 Qatar Dukhan 2 9600 MEDEC 4 1992 年

说明： MED 为低温多效海水淡化装置；

MED EC 为低温多效加蒸汽压缩喷射器的海水淡化装置。

国内 MED 的应用情况我国已建成或即将建成的 MED 海水淡化项目

序号 名称 规模 工艺路线

1 山东黄岛发电厂 2×3000 低温多效

2 河北黄骅发电厂 2×5000 低温多效

3 辽宁营口市 80000 核能 + 多效蒸发

4 山东烟台市 2×80000 核能 + 多效蒸发

投资分析 - 资金来源

投资分析 - 投资估算政府

投资分析 - 国内资金投资估算

投资分析 - 预期水价

投资分析 - 预期水价

投资分析 - 指标汇总

投资分析 - 指标汇总 (续 )

敏感分析 -汇率

敏感分析 - 电价

敏感分析 - 蒸汽价格

敏感分析 - 蒸汽价格

敏感分析 - 蒸汽价格

结论• SWRO具有制水成本较低、国产化程度高、对发

电工艺影响小等优点。但对海水水质要求较高，设备多，工艺系统复杂。

• MED 投资和制水成本略高。待国内海水淡化设备制造业发展后，设备国产化程度加大，投资和制水成本有望进一步降低。