反渗透膜分离技术的创新性进展

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1、万方数据第26卷第6期2006年12月膜科学与技术MEM略RANESClFNCEANDTECHNOLoGY文章编号：1007—8924(2006)06～0001—04反渗透膜分离技术的创新性进展V01．26NO．6Dec．2006===：!===：：===一============：：=——=一高从喈(中国海洋大学，青岛266003；国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心，杭州310012)摘要：水是地球上不可替代的宝贵的自然资源，是人类赖以生存和生产的不可缺少的基本物质．当前缺水已成为世界性问题，成为制约社会进

2、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．用海水淡化技术向大海要淡水，是自古以来人们所梦寐以求的，现在已变为现实，其中反渗透法海水淡化发展最为迅速，不仅技术上完全可行，而且在许多情况下是最经济的选择．简述了自上世纪50年代以来反渗透法海水淡化(SWRO)的提出和发展概况；重点介绍了反渗透不对称膜和复合膜的发展，特别是复合膜品种的不断增多与性能的不断改进和提高；中空纤维和卷式反渗透膜组器技术的创新，特别是卷式反渗透膜组器的设计和制备技术的改进及纽器的性能提高和大型化；效率不

3、断提高的高压泵和能量回收装置，特别是能量回收装置结构形式的不断改进和能量回收效率的不断提高；实用于不同要求的各种SWRO工艺，如二级海水淡化工艺、一级海水淡化工艺、高压一级海水淡化工艺、高效两段海水淡化工艺、SWRO与纳滤(NF)、与多级闪蒸(MSF)或多效(MEI))集成的海水淡化工艺以及微滤(MF)或超滤(UF)作为预处理等，另外，简述了大型反渗透法海水淡化厂对环境的影响，如与能耗相关的c02的排放、浓海水排海、占地、噪音和景观等；最后对反渗透技术的延伸进行了简介．关键词：反渗透；膜；脱盐；集成过程；环境影

4、响中图分类号：TQ028．8文献标识码：A海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程．海水淡化技术经过半个多世纪的发展，从技术上讲，已经比较成熟，大规模地把海水变成淡水，已经在世界各地出现．目前主要海水淡化方法有多级闪蒸(MSF)、反渗透(SwI的)、多效蒸发(MED)等．海水淡化技术成为解决当今水资源匮乏的重要手段之一，全世界淡化水日产量约3400万m3，解决了1亿多人口(世界人口的1／40)的供水问题，其中反渗透约占44％．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．

5、海水淡化水本体能耗已降到3kwh／o以下，淡化水成本在0．5美元／m3左右．目前SWRO成为从海水制取饮用水最有竞争力的海水淡化手段．海水淡化在《全国海洋经济发展规划纲要》和《海水利用专项规划》中已列为重点发展技术之一．通过努力，使关键材料与没备基本实现国产化，]：程规模大型化，形成产业化基地，建成示范城市和示范区，建立工程研究中心和研究试验现场．使我国的海水淡化技术达到国际先进水平，使海水淡化成为我国沿海地区供水安全保障体系的重要组成部分．另外，该技术是一共性技术，它的发展不仅能带动材料、化工、自动化等的进步

6、，而且该技术的延伸在电子、电力、生物工程、医药(疗)、化工和环保等领域也发挥了重大作用，可以此技术作为循环经济、清洁生产和提升传统产业的主要手段，带动相关产业年增产值数百亿元，获取显著的经济、社会和生态效益的回报．作者简介：高从堵(1942一)，男，山东人，研究员，中国工程院院士．(gaocjie@ouc．edu．cn；gaocjie@mail．hz．zj．cl·)万方数据·2膜科学与技术第26卷l反渗透技术的发展概况海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程．早在上世纪50年代，为解决“水的危机”，美国从1952

7、年起专设盐水局，1974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年提出的；1973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自上世纪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99．8％以上，有约30多年的海水淡化的经验积累，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

8、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，成为从海水制取饮用水最廉价的方法，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．2反渗透的一些重大的创新进展2．1反渗透膜的进步在反渗透膜发展的历史中