海水淡化濃鹽水排放對環境的影響與零排放技術研究進展
摘要:本文回顧了目前常用的海水淡化技術及其應用現狀,重點綜述了海水淡化濃鹽水排放對海洋環境的影響,分析了排放鹽水的組分、鹽度、熱污染、腐蝕產物、化學清洗劑等對海洋環境和海洋生物的潛在影響,提出了相應的解決措施與解決方法,說明濃鹽水零排放技術是解決環境問題的有效途徑。
關鍵詞:海水淡化 海洋環境 濃鹽水 零排放
隨著海水淡化技術的進步,海水淡化作為可持續開發淡水資源的手段在越來越多的國家如火如荼地發展起來。然而,現行海水淡化方法水回收率較低,熱法海水淡化裝置的水回收率為15%-50%,膜法海水淡化裝置的水回收率僅為30%-40%,其余大部分海水經淡化后濃鹽水被直接排回大海。在脫鹽過程中加入的化學藥劑、產生的腐蝕產物、吸收的熱量等的排放必將對近海海域環境和生態產生影響。而且,隨著淡水需求的增加、海水淡化規模的增大,其影響程度必將加劇。因此,大規模海水淡化可能引發的環境問題引起了國際社會越來越多的關注,包括海水淡化濃鹽水排放對環境的潛在影響與海水淡化濃鹽水合理排放等。
一、海水淡化技術及應用現狀
至今海水淡化方法已經出現了數十種,主要包括熱法、膜法、離子交換法、水合物法、溶劑萃取法、電去離子法(EDI)和冷凍法等。其中,熱法海水淡化技術包含了多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(MED)、壓汽蒸餾(VC);而膜法海水淡化技術包括反滲透法(RO)、電滲析法(ED)。目前工業上常采用的海水淡化方法主要有MSF、RO和MED。圖1所示為全球脫鹽裝置采用技術分布情況(包括海水、鹽鹵水、廢水、河水等不同進料水的所有脫鹽裝置)。MSF技術最為成熟、能耗大,適合于大型海水淡化裝置,在海灣國家采用較多。RO是海水淡化技術中發展最快的技術之一,對大、中、小型規模海水淡化裝置均適用,無熱源需求。除海灣國家外,其他歐、美、亞地區大型海水淡化裝置均首選反滲透技術。MED技術中低溫多效蒸餾技術(LT-MED)有著操作溫度低、預處理更為簡單、操作彈性大、動力消耗小、熱效率高、操作安全可靠等種種優點,發展迅速,是目前熱法海水淡化技術中最有發展前景的海水淡化技術。1980-2008年期間每年新增RO、MSF、MED海水淡化生產能力情況,如圖2所示。
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