海水淡化技术应用与行业经济研究报告 聂鑫 神华国华广投（北海）发电有限责任公司，广西北海 536000

聂鑫

神华国华广投（北海）发电有限责任公司，广西北海 536000

NIE Xin

ABSTRACT: China is a water poor countries, as part of a strategic resource development, desalination is to solve the shortage of fresh water resources of the open source incremental way. The report systematically introduces and analyzes the relevant circumstances at the end of 2015 domestic seawater desalination technology application and industry situation, macro and comprehensive introduction of China's current desalination and authoritative analysis interpretation of the industry development and the industry economy. The full report is about 12 words, including: introduction, introduce the principle of seawater desalination, seawater desalination technology, seawater desalination technology, seawater desalination, freshwater acquisition cost comparison, new energy and desalination, foreign desalination industry overview, introduced China has built desalination Engineering, China's desalination market space and the investment value of China's current desalination industry policy environment, China's current desalination industry development countermeasures in China. The desalination industry present situation, China's desalination industry development process, China's desalination industry development model, China's desalination industry development of science and technology, China's main desalination production enterprises, China's desalination industry government plans and research projects, China's desalination industry R & D investment related enterprises, China's desalination problems in the industry, China's desalination industry development strategies and suggestions..

KEY WORD: seawater desalination; technology application; industry economy

摘要：我国属于贫水国家，作为战略资源发展的一部分，海水淡化是解决淡水资源短缺的开源增量途径。报告系统地介绍和分析了截至2015年年底国内外海水淡化技术应用和产业现状的相关情况，是宏观和全面介绍我国当前海水淡化产业发展与行业经济的权威性分析和解读。报告全文共约12万字，内容包括：引言、海水淡化原理介绍、海水淡化技术简介、海水淡化技术比较、海水淡化工艺选择、淡水获取成本比较、新能源与海水淡化、国外海水淡化产业概况、我国已建海水淡化工程介绍、我国海水淡化市场空间与投资价值、我国当前海水淡化产业政策环境、我国当前海水淡化产业发展对策、我国海水淡化产业现状、我国海水淡化产业发展历程、我国海水淡化产业发展模式、我国海水淡化产业科技发展状况、我国海水淡化主要生产企业、我国海水淡化产业政府相关计划和研究项目、我国海水淡化产业相关企业研发投入、我国海水淡化产业存在问题、我国海水淡化产业发展对策及建议等。

关键词：海水淡化；技术应用；行业经济



 

地球表面的2/3被水覆盖，可谓水资源极为丰富，但地球上水的总储量中97%是咸水（包括海水和苦咸水），在余下的3%的淡水中，又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%，而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。随着经济社会的高速发展和人口的急剧增加，淡水资源危机问题已经成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题。全球水总储量共约13.86亿km³，其中包括海水在内的全部咸水储量占全球水储量的97.5%，而包括冰川与永久积雪、地下淡水、河流等水体、大气中的水分和生物体中的水分等在内的淡水储量只占全球水储量2.5%。淡水储量中人类难于利用的如冰川与永久积雪、永冻地层中的冰就占淡水总储量的69.5%，地下淡水量只占淡水总储量的30.1%，人类能够开发利用的地下水只占其极少一部分。目前全世界224个国家和地区中约有80多个国家和地区严重缺水，缺水国家和地区面积占地球陆地面积的60%。全球63亿人口中约有15亿人缺少饮用水，20亿人得不到安全的用水。由于世界人口数量的增加和人们生活质量的不断提高，世界淡水需求量在持续增加。据推测，到2040年世界淡水年需求量将超过世界淡水年供应总量。

21世纪将是水的世纪。20世纪初，国际上就有“19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水”的说法，第47届联合国大会将每年的3月22日定为“世界水日”，号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。 从全球范围来看，根据联合国统计，全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6－7倍，比人口增长速度高2倍，全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水，即平均每5人中便有1人缺水。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口（23亿）缺水，波及的国家和地区达40多个，我国是其中之一。我国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一，我国淡水资源总量名列世界第六，但人均占有量仅为世界平均值的四分之一，位居世界第109位，而且水资源在时间和地区分布上很不均衡，有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线，那里的人均水资源拥有量不足500m³。目前我国有300个城市缺水，其中110个城市严重缺水，它们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区（我国重点缺水地区分布如图1所示），水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。与此同时，我国万元GDP用水量则是世界平均水平的4倍，淡水资源短缺乃至水危机已是我国经济社会可持续发展过程中的最大瓶颈之一。2010年后，我国进入严重缺水期，有专家估计，2030年前我国的缺水量将达到600亿m³。因此，为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的解决已迫在眉睫。

解决淡水紧缺问题有很多途径，核心原则是"开源节流"，地表水资源较丰富地区，可建蓄水工程；地表水资源贫乏地区，可实施跨流域调水；海水和苦咸水淡化；此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。“开源”方面，在我国，地下取水已受到越来越多的限制，为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水，并大力提倡和推动污水回用和水的再利用。但兴建新的蓄调水工程，投资比过去大大增加，而跨流域引水则随着调水距离越来越远，调水成本越来越高，加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题，远距离调水的传统办法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是，这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量，我国淡水紧缺的问题依然十分严峻。我国海岸线总长32647km，被列为海洋大国，拥有渤海（内海）、黄海、东海和南海四大海域，总面积约486万km²（其中：渤海面积约9万km²、黄海面积约40万km²、东海面积约70万km²、南海面积约356万km²）。在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下，开发利用海水和苦咸水资源，进行海水（苦咸水）淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径，发展海水（苦咸水）淡化技术，向大海要淡水也已经成为当今世界各国的共识。

水是基础性自然资源和战略性经济资源，水资源的可持续利用是关系到我国经济社会发展的重大战略问题。21 世纪，人口膨胀、资源短缺与环境的恶化使人们愈来愈认识到合理开发利用海洋是维护人类社会可持续发展的重要保障。沿海各国均以新的目光关注海洋，纷纷制定和调整海洋战略，大规模开发利用海洋资源，扩大海洋产业，发展海洋经济，海洋的地位急剧上升，开发和利用海洋已成为共识，世界已步入和平利用和全面管理海洋的新时代。作为世界13 个贫水国之一的中国，随着社会经济的高速发展，淡水资源紧缺已经成为我国经济社会可持续发展过程中的最大瓶颈之一，严重影响了人民的正常生活和经济社会的发展。其中，以沿海地区尤为严重。据统计，我国每年因缺水造成的直接经济损失达数千亿元。解决我国沿海地区（海岛）的淡水资源短缺问题，除了大力开展节水,提高水利用效率和实施必要的跨流域调水外，大力发展海水淡化， 充分利用海水资源替代淡水，优化我国水资源整体结构，是解决沿海地区水资源紧缺的一项必然战略选择。此外，发展海水淡化产业，也是促进海洋经济发展的迫切要求。作为一个海洋大国，我国海洋自然条件优越，资源丰富，开发潜力巨大，但海洋经济对国民生产的贡献率仍显偏低。近年来，海水淡化越来越得到党和国家领导人、国家各部委、地方政府以及社会各界的高度重视，温家宝、曾培炎、邹家华、韩启德、吴阶平等领导同志或作过批示、指示，或亲临视察海水淡化工程，2003 年颁布的《全国海洋经济发展规划纲要》明确提出要把我国建设成为海洋强国，逐步使海洋产业成为国民经济的支柱产业的战略目标。其中，包括海水淡化在内的海水利用被列为重点发展的八大产业之一。2005 年，国务院又明确提出了“推进沿海缺水城市海水淡化和海水直接利用”的要求。同年8 月我国首部《海水利用专项规划》历经三年多的反复论证、修改，由国家发改委、国家海洋局、财政部正式颁布。由此，标志着国家在“十一五”期间将大力扶植和推动海水淡化工作，可以预见，未来海水淡化产业将对海洋经济的发展起到极其重要的推动作用。我国海水淡化技术经过四十多年的发展，特别是“九五”以来，取得了重大关键性技术突破，全面掌握了海水淡化的各种主流技术，技术水平达到国际先进。通过规模示范，目前已进入产业化推广阶段。随着科学技术的进步，海水淡化市场也步入了快速发展时期。当前，国家对循环经济非常重视，已把发展循环经济作为今后经济发展重要原则。发展循环经济是实施资源战略，促进资源永续利用，保障国家经济安全和人民健康的重大战略措施；是防治污染、扭转防治思路的重要途径；也是我国调整产业结构，扩大就业的一条有效途径；更是应对入世挑战，增强国际竞争力的重要途径和客观要求。在循环经济理念指导下，国家已经加快了节能、节水、资源综合利用、再生资源回收利用等循环经济重点领域的工作。而海水淡化作为符合循环经济理念的新兴产业，正在以其低能耗、低污染以及在工业废水处理、浓盐水综合利用和化工等领域的崭新应用前景受到越来越多的重视。其发展模式将是企业实现经济与环境“双赢”的重要选择。

 

最初是航海的兴起推动了海水淡化技术的发展，至今淡化方法已出现了数十种，但达到商业规模的主要有反渗透法和蒸馏法，也就是常说的“膜法”和“热法”。“热法”是指通过热能传递使介质（水）发生相变，如海水变成蒸汽，再冷凝成淡水，达到脱盐的目的，有低温多效蒸馏、多级闪蒸、压汽蒸馏、冷冻等。“膜法”是指通过压力或电流的作用使水通过一种选择性的膜，达到脱盐的目的，主要有电渗析、纳滤及反渗透等。传统观念认为，淡水是一种自然资源，不能通过普通的物理化学处理使其他水源具有淡水所要求的特性。近年来，淡水被认为是可以由人为制造出来的产品，其质量标准由特定用途决定。这样，可以通过海水淡化这一非传统方法持续获得淡水产品。海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是指将含盐量为35，000mg/L的海水淡化至含盐量在1000mg/L以下的淡水。一般而言，海水淡化技术可以按照以下三个标准进行分类：（1）采用的分离过程；（2）从海水提取的物质；（3）使用能源的类型。

目前正在海水淡化厂运行的基本膜法工艺，包括反渗透、电渗析、超滤和纳滤等，其中又以反渗透工艺为主。在过去的几十年里，与采用热法技术的企业相比，使用反渗透工艺的企业数量和企业生产能力也都有所增长，尤其是在多级闪蒸工艺和低温多效蒸馏工艺在中东国家获得巨大发展之后，反渗透工艺引领了包括欧洲，美洲和澳大利亚在内的西方海水淡化市场。反渗透技术最初用于处理微咸水或苦咸水，二十世纪八十年代，膜的性能得到很大改善。膜在提高水渗透性的同时，也提高了盐截留率。目前，反渗透膜可以在低压条件下通过单程工艺将海水含盐量降低到可饮用的标准。反渗透海水淡化设备的大规模使用首先出现在美国佛罗里达州，随着时间的推移，由于其低能耗和更好的经济性，与热法相比反渗透技术获得了迅速的发展。目前，反渗透技术的淡水供应能力已超过1.5亿m³/d，且仍在以每年10%的速度增长。

渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水，用一张渗透膜隔开，就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关，浓差越大，渗析的过程越快，否则就越慢。因为是以浓差作为推动力的。因此，扩散速度始终是比较慢的。如果要加快这个速度，就可以在膜的两边施加一直流电场。电解质离子在电场的作用下，会迅速地通过膜，进行迁移过程，这就称为电渗析。渗析膜是用高分子材料制成的一种薄膜，上面有离子交换活性基团。膜内含有酸性活性基团的称为阳膜；如有碱性活性基团的称阴膜。从膜的结构上分，又可分为异相膜、均相膜、半均相膜三种。

电渗析的除盐原理：在用电渗析进行除盐处理时，先将电渗析器两端的电极接上直流电，水溶液就发生导电现象，水中的盐类离子在电场的作用下，各自向一定方向移动。阳离子向负极，阴离子向正极运动。在电渗析器内设置多组交替排列的阴、阳离子交换膜，此膜在电场作用下显示电性，阳膜显示负电场，排斥水中阴离子而吸附阳离子，在外电场的作用下，阳离子穿过阳膜向负极方向运动；阴膜显示正电性，排斥水中的阳离子，而吸附了阴离子，在外电场的作用下，阴离子穿过阴膜而向正极方向运动。这样，就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室，将浓水排放，淡水即为除盐水。这一过程为电渗析除盐原理。电渗析是利用具有选择透过性的离子交换膜在外加直流电场的作用下，使水中的离子定向迁移，并有选择地通过带有不同电荷的离子交换膜，从而达到溶质和溶剂分离的过程。电渗析主要有频繁倒机电渗析（EDR）、填充离子交换树脂电渗析，电渗析过程对不带电荷的物质如有机物、胶体、细菌、悬浮物等无脱除能力。

（1）基本原理：电渗析以直流电为推动力，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过膜迁移到另一个水体中的物质分离过程。

（2）主要特点：电渗析为无相变过程。所耗电能主要用于迁移溶液中的电解质离子，所耗的电能与溶液浓度成正比，对于不导电的颗粒没有去除能力。电渗析技术用于海水淡化时能耗大，大规模的海水淡化工程基本上不采用。但将1000－3000mg/L的苦咸水脱盐至500 mg/L的饮用水是经济可行的。

（3）适用范围：原水含盐量低于3000mg/L的苦咸水淡化装置。

用半透膜将含盐浓度不同的2种水分开，在含盐的一侧外加一个压力，使之大于膜两侧的渗透压力差，迫使水从高浓度溶液中析出并透过膜进入低盐浓度溶液，这就是反渗透原理。

（1）基本原理：用一张只透过水而不能透过盐的半透膜将淡水和盐水隔开，淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧，这种现象称为渗透。当渗透到盐水一侧的液面达到某一高度时，渗透的自然趋势被这一压力所抵消从而达到平衡。这一平衡压力即为该体系的渗透压，如在盐水一侧加一个大于渗透压的压力，盐水中的水会透过半透膜到淡水处。这种与自然渗透相反的水迁移过程称为反渗透。

（2）工艺流程：进料海水经预处理，去除悬浮固体及其它有害物。然后经高压泵增压后，进入膜脱盐设备，产出的中间淡水产品进入后处理设施（按淡水不同用途选择，如作饮用水，需pH调节和加氯杀菌设备），精制成终产品淡水。浓盐水自膜脱盐设备排出。SWRO的流程包括预处理、高压泵产生压力差、膜组件水处理、后处理四个步骤。预处理是对进料海水进行处理，通常包括去除悬浮固体、有机物、胶体物质、微生物等，调节PH值，脱气和软化处理以控制碳酸钙和硫酸钙结垢等，目的都是为了保护膜组件。高压泵用于对进料海水加压，使之达到适合于所用膜和进料海水所需要的压力。膜组件的核心是半透膜，用于截留溶解的盐类，让不含盐的水通过。后处理主要是进行稳定处理，包括PH值调节、氯杀菌和脱气处理等。RO最核心的流程是高压泵产生压力差和膜组件对海水进行处理。SWRO原理示意图和工艺流程分别为图4和图5所示。

（3）主要优缺点：SWRO具有投资低、能耗低、建设周期短等优点，近二十年来发展速度极快，其在海水淡化领域的总容量已经和多级闪蒸的容量份额相当，占全球市场份额超过40%，占中国市场约67%。在反渗透法的投资构成中，膜组件投资占15%；设备投资占45%，主要是高压泵、耐腐蚀钢管和仪表，由于海水中含有大量的腐蚀性物质，因此对于处理海水用的管材要求具备较强的耐腐蚀性。

热法工艺主要包括低温多效蒸馏（Multi-Effect Distillation，MED）、机械压缩蒸馏（Mechanical Vapor Compression，MVC）、多级闪蒸（Multi-Stage Flash，MSF）、热蒸汽压缩（Thermal Vapour Compression，TVC）、太阳能蒸馏（Solar Stills）和冷冻法（Freezing）等工艺；膜法工艺主要是指反渗透（Reverse Osmosis，RO）、电渗析（Electrodialysis，ED）、超滤（Ultrafiltration，UF）和纳滤（Nanofiltration，NF）等工艺。国际上海水淡化热法和膜法技术已经十分成熟，可以在低成本、低能耗的情况下每个工程日产淡水几十万立方米甚至几百万立方米。其中反渗透和多级闪蒸分别占整个海水淡化市场的50%和40%。基于分离过程的海水淡化技术分类如图6所示。

海水淡化的热法主要有多级闪蒸（MSF）、低温多效蒸馏（MED）和压汽蒸馏（MVC）三种技术，前两种技术主要采用蒸汽作热源，多与电厂结合、抽取汽轮机蒸汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是利用热泵蒸发技术，它仅使用电能，应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透（RO）技术，它利用半透膜，在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。

热法工艺中的低温多效蒸馏工艺至今已有400－500年的历史，发展较为成熟。单级蒸发工艺出现在十六世纪的船舰甲板上，主要通过木柴炉或煤炭炉对海水进行蒸发处理获取淡水。二十世纪六七十年代，出现了淡水能力5000m³/d的低温多效蒸馏工艺。2006年，低温多效蒸馏机组的淡水能力已达36，000m³/d。多数机组在低温条件（低于70℃）下运行，不仅降低了蒸汽泵外表面的结垢速度，还实现了热能或机械蒸汽压（上一流程结束时的蒸汽被重新压缩，温度可高于30－40℃）的有效利用。低温多效蒸馏工艺总生产能力占海水淡化热法市场的12.5%左右，占海水淡化市场的6%。随着其在海湾地区的日产水能力的增长和全球范围内大型设备的上马，低温多效蒸馏工艺的市场份额日渐增长。沙特阿拉伯，阿曼和卡塔尔不足100，000m³/d，接近大型多级闪蒸单机日产水能力。阿拉伯联合酋长国低温多效蒸馏海水淡化工艺产水量最多，达到600，000m³/d。然而这种产水能力仍不足该地区多级闪蒸产水量的10%。需要指出的是，科威特地区不采用低温多效蒸馏工艺进行海水淡化。图7和图8分别是SWRO、MED、MSF的国际市场总体占有率和分地区占有率的对比图。

具有最大生产能力的热机组为多级闪蒸系统，其次是低温多效蒸馏工艺和机械压缩蒸馏。

蒸馏装置的主要设计参数有装置容量、盐水顶值温度、造水比、效数、传热系数和温差损失等。其设计取值对装置的设计、运行和热经济性有很大的影响，其过程设计参数的确定原则为：

（1）装置容量设计参数的确定：装置容量是设计海水淡化装置的最重要的参数，主要考虑因素是当地工农业生产和人民生活对淡水的需求情况。

（2）盐水顶值温度设计参数的确定：海水淡化装置的最高工作温度（即盐水顶值温度）的选取直接影响系统性能、装置投资和淡水成本等。通常，盐水顶值温度愈高，装置热性能也愈高。但顶值温度受海水结垢条件的限制，不可能太高。另外热力学分析表明，顶值温度超过160－170℃时，再提高盐水顶值温度已无助于提高过程的热性能。由于顶值温度愈高结垢的危险性越大，为避免或减轻设备结垢，海水淡化系统要设置补充海水预处理系统。不同的预处理工艺，对应合适的盐水顶值温度也不相同：对加酸预处理系统，盐水顶值温度一般不超过120℃;对其他药剂预处理系统，则要根据防垢剂的性能而定，如磷酸盐系列其顶值温度常低于92℃，而聚马来酸配则可到120℃或稍高。另外，进一步提高盐水温度即使能解决结垢问题，还存在材料与防腐问题，热源问题，设备性能问题等，而且高温操作的经济效益是否表现得很明显，尚未见到实例和令人信服的技术经济分析。因此，目前多效蒸馏的盐水温度也多控制在110℃左右。为简化化学预处理系统，采用廉价金属材料，出现了低温多效蒸馏海水淡化工艺。以色列IDE公司选用耐海水腐蚀的特种铝合金5052材料，将盐水顶值温度控制在70℃以下，使海水预处理要求大为简化，取得了良好的效果。为避免结垢的形成，低温多效蒸馏海水淡化的最高蒸发温度是根据海水中硫酸钙析出图决定的。低温多效蒸馏海水淡化必须避开硫酸钙的亚稳区操作运行，以保证硫酸钙不出现结垢。

（3）造水比、效数与效间温差设计参数的确定：造水比是多效蒸馏装置的一个重要热经济性指标。通常，造水比越高，单位淡水产量的能源成本将越低，但同时也必然造成装置投资成本的增大。因此在设计装置时，必须根据规模大小和技术经济要求，通过技术经济分析选定造水比。但是由于造水比只是量的指标，不能从本质上反映海水淡化装置的能源消耗情况。对于热电联产海水淡化，如果抽汽参数越高，对机组发电出力的影响就越大。造水比的选取是一个重要而复杂的问题。通常，由于结构与制造上的原因，小型装置的造水比较小，而大型装置的设计造水比较高。一般来讲，MED海水淡化装置的造水比一般在5~8以上；日产淡水万吨以上的装置，造水比多在10及以上。随着能源价格的提高，对装置造水比的要求将越来越高。多效蒸馏的造水比主要取决于装置的效数，因为效数提高可以直接提高热能的重复利用率，因此，增加效数可以提高装置的造水比。但是，由于海水沸点升高及流动阻力所造成的温差损失的存在，如果维持盐水顶值温度不变，单纯增加效数将显著增大传热面积，而且装置制造费用也相应提高，因此设备总投资将随之增大。在实际设计中，效数以及效间温差的选取差别很大，这与装置规模、能源价格等因素有关。如果能源价格高，效数和效间温差可以选取较低的数值；反之，如果能源价格低，则效数和效间温差可以选取较大的数值。通常，对于日产淡水数千吨级至万吨级的大型淡化装置，要求其具有较高的造水比，其效间温差通常为2℃－3℃，效数多在10以上。对于日产几百吨或几十吨的小型装置，其效间温差则可大到5℃－6℃。

（4）排放浓盐水温度设计参数的确定：为了最大可能地减小海水淡化的能源消耗，排放浓盐水温度应可能地低。而排放浓盐水温度受环境温度的影响，过低的排放浓盐水温度，势必造成真空系统能耗的增大。因此，应选择经济上最合理的排放浓盐水温度。海水淡化装置的排放浓盐水温度（末效蒸发温度）与火力发电厂凝汽器的真空选择方法相类似，可参照进行。通常，排放浓盐水温度在38℃－40℃之间。

（5）传热系数设计参数的确定：传热系数的设计选择是一个十分复杂的问题，它与操作温度、流体力学设计、传热面结垢、原海水水质及其预处理方法、运行操作水平等多种因素有关，其中最难掌握的是与结垢有关的各种因素。所以在进行多效蒸馏设计时，最可靠的办法还是就地对原料水进行实验，一方面确定预处理方法和工艺条件，同时也获得传热系数数据。根据传热学，总传热系数可以表示为：

K=1/（1/αc+RW+Rf+1/αb）

式中：αc——蒸汽冷凝侧传热系数，W/（m²•℃）；

      RW——管壁导热热阻，（m²•℃）/W；

      Rf——污垢热阻，（m²•℃）/W；

     αb——降膜蒸发传热系数，W/（m²•℃）。

所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。多级闪急蒸馏法，其原理是将原料加热到一定温度后引入闪蒸室，由于闪蒸室中的压强控制为低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压，所以热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速的部分汽化，所产生的蒸汽在冷却水管外壁冷凝为所需淡水，换热后冷凝管内海水温度上升，节约能源。多级闪蒸的设备由多个闪蒸室构成，每一级闪蒸室里面可以完成一个完整净化过程。热盐水依次流经若干个压强逐渐降低的闪蒸室逐级蒸发降温，浓度逐级增大，直到温度接近天然海水的温度。

（1）基本原理：多级闪蒸是将海水加热到一定温度后，引入到一个闪蒸室，其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压，部分海水迅速汽化，冷凝后即为所需淡水；另一部分海水温度降低，流入另一个压力较低的闪蒸室，又重复蒸发和降温的过程。将多个闪蒸室串联起来，室内压力逐级降低，海水逐级降温，连续产出淡化水。

（2）工艺流程：经过澄清和加氯消毒处理的海水，首先送入排热段作为冷却水。离开排热段的大部分冷却海水又排回海中，小部分作为进料海水（补给海水），经预处理后，从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室，如技术原理所说明的那样，逐级降压，海水逐级降温，连续产出淡化水。MSF工作原理图、工艺流程图和工艺流程示意图分别为图9、图10和图11所示。

多级闪蒸的造水比，是所得淡水（蒸馏水）的重量与所耗加热蒸汽的重量之比，是淡化厂经济效益的直接体现，通常小型装置的造水比较小，大型装置的造水比较高，如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置，造水比一般为5－8左右；日产淡水1万吨的装置，造水比多在10左右；日产淡水四、五万吨的装置，造水比可达到13－14。

（3）主要优缺点：单机容量大，最大的可达到5万t/d；产品水盐度一般为3 mg/L－10mg/L。但是，其工程投资高，为反渗透法的2倍；动力消耗大；设备的操作弹性小，是设计值的80%－110%，不适应于造水量要求可变的场合；当其传热管腐蚀穿孔将污染水质。MSF需要利用热能和电能，适合于可以利用热源的场合，通常与火力发电站联合建设与运行，即“水电联产”。多级闪蒸技术大规模商业化生产已经30多年，技术最为成熟。其设备简单可靠、易于大型化、运行安全性高、维护量较小、具有对原水预处理要求低、海水结垢倾向小、使用寿命长、出水品质好等优点，并且可以利用低位热能和废热。MSF的缺点是性能比低，能耗较大。

（4）适用范围：可用于以火电厂或核电厂的背压或抽汽式透平的低位蒸汽为热源的大型海水淡化工程，为高中压锅炉提供优质脱盐水，也可是生活用淡水。

（5）技术未来发展方向：一是提高最高操作温度，寻找改进热量交换的新方法，通过薄管壁材料的选制，逐滴冷凝过程的改善尽可能减少热交换面积，提高热交换量。二是MSF装置大型化，据Leon Awerbuch报道，位于阿布扎比的苏威哈特厂（Shuwaihat）单套装置的设计规模为76000吨/日。三是采用新材料和管路优化设计提高效率，例如使用薄钛管作为传热材料，特种混凝土作为蒸发器的壳体，能显著降低造水成本。

目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗，提高传热效率等。

所谓低温多效蒸馏海水淡化技术是指盐水最高蒸发温度（TBT）不超过70℃的海水淡化技术，其特征是将一系列水平管降膜蒸发器或垂直管降蒸发器串联起来并被分成若干效组，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的海水淡化技术。低温多效蒸馏技术是将一系列的蒸发器串联，海水通过喷淋系统，以薄膜形式流过各蒸发效的换热管束外部，同时从汽轮机抽出的低压蒸汽流经热压机，引射部分海水蒸发产生的蒸汽，共同输入到第一蒸发效的换热管内部，在换热管外流动的海水吸收蒸汽冷凝的汽化潜热而汽化，产生的蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽并在下一蒸发器中凝为蒸馏水，经过多次蒸发和凝结过程产生高品质淡水。

（1）基本原理：将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，蒸汽进入第一效蒸发器，与进料海水热交换后，冷凝成淡化水；海水蒸发，蒸汽进入第二效蒸发器，并使几乎同量的海水以比第一效更低的温度蒸发，自身又被冷凝。这一过程一直重复到最后一效。连续产出谈化水。多效蒸馏分为低温和高温多效蒸馏。高温多效蒸馏可安排更多的传热效数，以达到较高的造水比，其热效率较高。但是，头几效盐水的蒸发温度较高，传热管易结垢且腐蚀速度快，因而对设备的材料要求高，需频繁清洗设备，对海水预处理要求也高。针对高温多效蒸馏的缺点，发展了低温多效蒸馏技术，其特点是盐水的蒸发温度不超过70℃，减缓了设备的腐蚀和结垢；并得到10左右的造水比。同时由于使用了较低价的传热材料，使得同样的投资规模可以安排更多的传热面积。

（2）工艺流程：海水在冷凝器中预热、脱气之后分成两股，一股排回大海，另外一股为进料液。料液加入阻垢剂，引入到蒸发器温度最低的效组中。喷淋系统把料液分布到顶排管上，自上向下的降膜过程中，一部分海水吸收了管束内冷凝蒸汽的潜热而汽化；冷凝液以淡化水导出，蒸汽进下一效组，剩余料液也泵入下一效组中，该效组的操作温度高于上一效组。在新的效组中又重复了蒸发和喷淋过程，直到料液在温度最高的效组中以浓缩液的形式排出。MED工作原理和工艺流程分别如图12和图13所示。

（3）主要优缺点：热效率比多级闪蒸高，30余度的温差可达到10左右的造水比；操作负荷可从40%到110%变化，造水比不会下降，弹性较大；能耗较低；前处理较简单，化学药剂消耗较低；系统的操作安全可靠，即便发生传热管泄漏，仅仅降低产量而不会影响水质。但低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用较高。MED具有节能、海水预处理要求低、淡化海水水质高等优势，并可以结合核电、火电提供的余热利用。因此MED近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率等。未来，低温多效还能够利用核电反应堆提供的清洁低品位热能。目前，世界上最大的低温多效海水淡化厂是阿联酋Taweelahal海水淡化厂，日产淡水24万吨。

（4）适用范围：多效蒸馏与多级闪蒸的适应条件基本相同。

（5）技术的发展方向：一是装置规模的大型化和超大型化，美国南加州计划建设的日产淡水28400m³的LT-MED淡化工程。二是采用新工艺和新材料提高性能，例如采用钛管做传热管材、特种混凝土壳体材料。三是与核能等新能源的结合，使用反应堆提供的清洁低品位热能。四是解决结垢问题，向高温多效蒸馏发展，获得更高的造水比。

（6）主要设计参数：多效蒸馏装置的主要参数有装置容量、盐水顶值温度、造水比、效数、传热系数和温差损失等。其设计取值对装置的设计、运行和热经济性有很大的影响。

①装置容量：装置容量是设计海水淡化装置的最重要的参数，主要考虑因素是当地工农业生产和人民生活对淡水的需求情况。

②盐水顶值温度：海水淡化装置的最高工作温度（即盐水顶值温度）的选取直接影响系统性能、装置投资和淡水成本等。通常，盐水顶值温度愈高，装置热性能也愈高。但顶值温度受海水结垢条件的限制，不可能太高。另外热力学分析表明，顶值温度超过160℃－170℃时，再提高盐水顶值温度已无助于提高过程的热性能。由于顶值温度愈高结垢的危险性越大，为避免或减轻设备结垢，海水淡化系统要设置补充海水预处理系统。不同的预处理工艺，对应合适的盐水顶值温度也不相同：对加酸预处理系统，盐水顶值温度一般不超过120℃;对其他药剂预处理系统，则要根据防垢剂的性能而定，如磷酸盐系列其顶值温度常低于92℃，而聚马来酸配则可到120℃或稍高。另外，进一步提高盐水温度即使能解决结垢问题，还存在材料与防腐问题，热源问题，设备性能问题等，而且高温操作的经济效益是否表现得很明显，尚未见到实例和令人信服的技术经济分析。因此，目前多效蒸馏的盐水温度也多控制在110℃左右。为简化化学预处理系统，采用廉价金属材料，出现了低温多效蒸馏海水淡化工艺。以色列IDE公司选用耐海水腐蚀的特种铝合金5052材料，将盐水顶值温度控制在70℃以下，使海水预处理要求大为简化，取得了良好的效果。为避免结垢的形成，低温多效蒸馏海水淡化的最高蒸发温度是根据海水中硫酸钙析出图决定的。低温多效蒸馏海水淡化必须避开硫酸钙的亚稳区操作运行，以保证硫酸钙不出现结垢。

③3.造水比、效数与效间温差：造水比是多效蒸馏装置的一个重要热经济性指标。通常，造水比越高，单位淡水产量的能源成本将越低，但同时也必然造成装置投资成本的增大。因此在设计装置时，必须根据规模大小和技术经济要求，通过技术经济分析选定造水比。但是由于造水比只是量的指标，不能从本质上反映海水淡化装置的能源消耗情况。对于热电联产海水淡化，如果抽汽参数越高，对机组发电出力的影响就越大。造水比的选取是一个重要而复杂的问题。通常，由于结构与制造上的原因，小型装置的造水比较小，而大型装置的设计造水比较高。一般来讲，MED海水淡化装置的造水比一般在5－8以上；日产淡水万吨以上的装置，造水比多在10及以上。随着能源价格的提高，对装置造水比的要求将越来越高。多效蒸馏的造水比主要取决于装置的效数，因为效数提高可以直接提高热能的重复利用率，因此，增加效数可以提高装置的造水比。但是，由于海水沸点升高及流动阻力所造成的温差损失的存在，如果维持盐水顶值温度不变，单纯增加效数将显著增大传热面积，而且装置制造费用也相应提高，因此设备总投资将随之增大。

在实际设计中，效数以及效间温差的选取差别很大，这与装置规模、能源价格等因素有关。如果能源价格高，效数和效间温差可以选取较低的数值；反之，如果能源价格低，则效数和效间温差可以选取较大的数值。通常，对于日产淡水数千吨级至万吨级的大型淡化装置，要求其具有较高的造水比，其效间温差通常为2~3℃，效数多在10以上。对于日产几百吨或几十吨的小型装置，其效间温差则可大到5~6℃。

④排放浓盐水温度：为了最大可能地减小海水淡化的能源消耗，排放浓盐水温度应可能地低。而排放浓盐水温度受环境温度的影响，过低的排放浓盐水温度，势必造成真空系统能耗的增大。因此，应选择经济上最合理的排放浓盐水温度。海水淡化装置的排放浓盐水温度（末效蒸发温度）与火力发电厂凝汽器的真空选择方法相类似，可参照进行。通常，排放浓盐水温度在38~40℃之间。

⑤传热系数：传热系数的设计选择是一个十分复杂的问题，它与操作温度、流体力学设计、传热面结垢、原海水水质及其预处理方法、运行操作水平等多种因素有关，其中最难掌握的是与结垢有关的各种因素。所以在进行多效蒸馏设计时，最可靠的办法还是就地对原料水进行实验，一方面确定预处理方法和工艺条件，同时也获得传热系数数据。根据传热学，总传热系数可以表示为：

K=1/（1/αc+RW+Rf+1/αb）

式中：αc——蒸汽冷凝侧传热系数，W/（m2·℃）；

     RW——管壁导热热阻，（m2·℃）/W；

     Rf——污垢热阻，（m2·℃）/W；

     αb——降膜蒸发传热系数，W/（m2·℃）。

（7）主体设备设计：

①海水进料量的计算：对低温多效海水淡化而言，装置的浓缩倍数一般控制在1.5~2.5倍之间，主要根据海水的成分和总含盐量。浓缩后浓盐水的总溶解固体含量（TDS）至少应控制在80000mg/L以内。以浓缩倍数为β倍计，则蒸馏装置蒸发过程的海水需要量为：

L进料=βGD（β-1）

式中：L进料——蒸发过程海水进料流量，kg/h；

      GD——装置的淡水生产能力，kg/h。

夏季运行时，由于进料海水的温度高，为了将最末效产生的蒸汽完全冷凝下来，所需的水量会大于蒸发过程的进料量，因此总进料海水量应该为冷凝器所需的冷却海水量。

L’进料=GDNrN[c（t出口-t进料）]

式中：L’进料——夏季运行时海水进料流量，kg/h；

      GDN——多效蒸馏最后一效所产生的二次蒸汽量，kg/h；

      rN——多效蒸馏最后一效二次蒸汽的汽化潜热，kcal/kg，（1 kcal=4.184kJ）；

       t出口——冷凝器的海水出水温度，℃；

       t进料——海水的进料温度，℃。

此时经过冷凝器后需要排回大海部分的水量称为冷却水量，则冷却水量为L冷却=L’进料-βGD/（β-1）。如果采用蒸汽喷射式真空泵或水射式真空泵，真空泵还需要消耗一部分海水作为冷却水或动力水，则总海水进料量为：L进料总=L’进料+L真空泵冷却。冬季运行时，由于海水温度较低，进料海水满足蒸发进料和真空泵即可。

L进料总=L进料+L真空泵冷却。从上面的分析可以知道，对多效蒸馏淡化装置而言，所需的海水进料量是随着季节的变化而变化的，因此大型多效蒸馏海水淡化工程应尽可能采用变频水泵以节省动力消耗。

（2）造水比的选定：所谓造水比就是每吨加热蒸汽可生产的淡水量，用GOR来表示。装置的造水比和装置的蒸发器效数及热力热泵有关，造水比是根据工程的具体情况选定的。多效蒸馏可达到的造水比为8~15，可根据具体情况设计选定。在有热泵的情况下低温多效蒸馏的造水比一般在9~15左右，主要看提供给多效蒸馏装置的加热蒸汽压力，压力高时造水比高。在没有热泵的情况下一般在5~10左右。装置的实际造水比应根据最终的设计计算数据确定。

（3）效数的确定：多效蒸馏淡化设备的效数根据装置要求的造水比来确定，如选定造水比为8，在没有热泵的前提下，多效蒸馏装置可设计为11效，如有蒸汽压缩热泵则设计为6~7效即可。

（4）加热蒸汽量的计算：在不带热泵的情况下，装置加热蒸汽量就是进入第一效的蒸汽量，需要的加热蒸汽量为：W1=W=GDGOR

式中：W1——加热蒸汽量，kg/h；

      W——首效加热蒸汽量，kg/h；

      GD——产品水量，kg/h；

      GOR——装置的造水比。

（5）各效温度分布：为了计算方便，可设定各效的温度分布，一般取各效的传热温差为3~5℃，具体根据装置的最高操作温度和最低操作温度和效数来确定。

（7）各效蒸发量及盐水浓度的计算：在上述计算公式的基础上可初步计算出各效盐水的进料量、蒸发量、进料浓度、浓盐水浓度及各效的温度，然后根据物料平衡方程、溶液的沸点升高计算公式对整个流程进行详细计算，经过几次迭代后可将各效的温度、压力分布，各效的进料浓度和浓盐水浓度，各效的蒸发量，冷凝器的冷却水量，海水的总进料量等参数一一计算出来。设定第i效的蒸发量为GD，二次蒸汽温度为Ti，进料盐水流量为Li，进料盐水浓度为X，盐水温度为ti，盐水的比热容比ci，该效二次蒸汽的汽化潜热为ri，以逆流进料为例则有：

①物料平衡方程：Li=Li-1+GD   LiXi=Li-1Xi-1

②热量平衡方程：GDi-1ri-1+Liciti=GDiri+ Li-1ci-1ti-1

③相平衡方程：ti-1=f（Ti，Xi）

（8）各效传热面积的计算：

根据传热速率方程

qi=KiFi△ti

△ti=Ti-1-ti

式中：qi——第i效的传热量，kJ/h；

      Ki——第i效的传热系数，kJ/（m²·h·K）

由上式可计算出各效所需的传热面积。传热面积的确定有两种惯例，一种是按等面积设计各效蒸发器，另一种是按设定温度分布来确定各蒸发器面积。第一种惯例比较适合不带热泵的情况，第二种比较适合带热泵的情况。按第一种惯例则传热面积可按各效最大的传热面积确定，然后再返回各效温度分布”进行迭代计算。按第二种惯例设计，根据上式计算各效的传热面积。各效的传热系数应根据实验数据或经验数据来确定，对水平管降膜低温多效蒸发而言，Ki在6276kJ－14644kJ/m²·h·K之间。

（9）蒸发器筒体直径的确定：首先根据多效蒸馏淡化工程的场地情况确定每效蒸发器的长度和传热管管径，一般筒体长度为3~9m，传热管管径一般采用φ19mm、φ25mm、φ45mm等几种规模，然后根据上面计算出的各效传热面积，选面积最大的一效计算传热管数量。根据该效的传热管数量确定管束的尺寸，进一步可以确定筒体的直径。该效的筒体直径可作为整个蒸馏设备的筒体直径。

（10）主设备的材料选择：

①蒸发器：蒸发器是一个圆筒形容器，内置上万根冷却管，安装并胀接在两块管板之间，中间有数块隔板支承。管内通海水，管外通蒸汽。

有关资料表明，海水腐蚀的主要影响因素是溶解氧浓度、pH值和平均盐度。在海水环境中，主要是发生点蚀、缝隙腐蚀与应力腐蚀等，使金属材料失效。而抗海水腐蚀的一种有效方法是通过表面处理使金属表面钝化，在金属或合金管壁表面生成一层致密性的保护钝化膜，从而提高材料的耐腐蚀能力。目前广泛采用的耐海水腐蚀材料有铜合金、钛、特种不锈钢和塑料等。铝黄铜表面生成一层氧化亚铜膜，可提高铜管的耐蚀性。钛在海水环境中具有优异的耐腐蚀性，但价格相对昂贵。不锈钢在海水浸泡试验后其耐海水腐蚀性的优劣顺序与其腐蚀电位正负顺序一致，钝化能力强的不锈钢在海水中的腐蚀电位趋于稳定的时间较长，稳态电位较正，其耐腐蚀性较好。根据上述情况，蒸发器使用了两种不同材料的管子，在顶排和淋水区采用钛管（ASTMB338Gr2），而在主要蒸发区采用了铝黄铜管（ASTM B111 C68700）。若全部采用钛管，则价格昂贵;若全部采用铝黄铜，对于项排和淋水区的耐冲蚀性达不到要求。在选择MED海水淡化蒸发器的热交换器的材料时，重点是考虑管材的寿命，组合选择就比较合理，可以达到既满足产品性能，又降低材料价格的目的。在蒸发器的壳体和内件选材上，采用了钝化处理的316L奥氏体不锈钢，经过原水预处理。原水Cl^-含量在0.1mg/L－0.5mg/L， pH值呈弱碱性，低温多效蒸发工况操作温度≤70℃，运行真空10kPa－30 kPa。316L奥氏体不锈钢含铬量17.5%，含碳量为0.02%；而耐蚀性主要取决于其含铬量，可有效控制晶间腐蚀；钢中的钼可有效抵抗点蚀。为检验316L奥氏体不锈钢在海水中是否会产生新腐蚀，特别委托某高校专业实验室进行了内件和壳体在焊接前后的腐蚀试验。试验表明，在蒸发器运行的真空范围不存在腐蚀倾向。在制造完成后，所有钝化膜被破坏的焊接处全部重新进行钝化，以此达到良好的防腐要求。同时有些内件在加工制作过程中产生较大的变形，这些变形可能会在海水中产生应力腐蚀，这是今后要重点研究的课题。

②蒸发器的喷嘴和栅架：聚乙烯化学性质比较稳定，耐腐蚀、无电化学腐蚀。所以大量的海水淋水喷嘴采用聚乙烯材料，价廉物美，更换方便。而对于人行栅架，采用碳钢上涂覆聚乙烯涂层，以达到耐海水腐蚀的目的。

③凝汽器和热喷射器：由于凝汽器的工作环境与蒸发器相同，所以在选材上冷却管选用钛管，壳体和内件均采用316L奥氏体不锈钢，在制造完成后，所有表面均经过钝化处理。考虑到海水腐蚀电位的影响，在凝汽器内部增设了阴性保护装置，以保护钛管。由于热喷射器的工作环境比较恶劣，全部采用了316L奥氏体不锈钢。随着材料工业的进步，国外大量价廉物美的新材料已用于低温多效海水淡化设备上。Sea-Care海优是一种铁素体不锈钢，其强度高，延塑性好且加工硬化率低。钢中增加了Ni含量，提高了耐氯点腐蚀，缝隙腐蚀及氯应力腐蚀开裂性能，在国外已广泛用于海水淡化热交换器，海水冷却凝汽器的管材，其价格比钛材下降15%左右。大量使用钛管和铜合金管使海水淡化设备价格居高不下，目前国外的冷却管子已改用专门的A5052铝合金管，其价格是铜管的1/3，重量是铜管的1/4，其横管降膜的亲水性比铜管好。目前国内已用于水-电联产机组的海水淡化装置，这是今后发展大型海水淡化装置颇有潜力的材料。同时，对于温度不是很高的场合，大量用于壳体的是316L奥氏体不锈钢，但可用涂层碳钢来替换，目前已有在小型设备上成功应用的例子。塑料、复合材料等也逐渐被使用在海水淡化设备上。相信在不久的将来会有更多价廉物美的新材料替换传统材料。

利用机械压缩机把蒸汽压缩、升压和升温（温度升高10℃左右），并作为加热和使海水蒸发的热源，因此压汽蒸馏在运行后不需外部提供加热蒸汽，靠机械能转化为热能，过程效率高、比能耗低，而且过程不需冷却水，结构紧凑，但压汽机造价较高，容易腐蚀、结垢难于进一步大型化。蒸汽被压缩后，压力增高，温度也随之上升。根据这个原理，可将压缩机的机械功转化为海水蒸发所需要的热能。对于二效蒸汽压缩蒸馏装置而言，可用第一效的二次蒸汽加热第二效的海水；但是第二效的二次蒸汽的压力和温度都比较低，必须用压缩机提高其压力和温度之后，才能用来加热第一效的海水。蒸汽压缩蒸馏的热功效率比其他蒸发过程高得多，而且能直接用柴油机驱动，单位体积产量高，很适用于舰艇、岛屿和野战的条件。MVC工作原理和工艺流程分别为图14和图15所示。

（1）基本原理：海水蒸发过程所产生的二次蒸汽，经压缩机增压，蒸汽饱和温度相应提高，再输入到蒸发器管束内，作为进料海水蒸发的热源，并自身冷凝为淡化水。上述过程周而复始，连续生产。压汽蒸馏按操作温度可分为常压压汽蒸馏和负压压汽蒸馏两种。从结构上，又分为水平管降膜喷淋式和垂直管式两种形式；前一结构的优点是料液自液体分布器出来之后，在水平传热管上以薄膜的形式分布，又依靠重力向下实现再分布，由于液膜分布薄且均匀，因而传热系数高，并且蒸发器结构简单，在海水淡化领域得到广泛应用。

（2）工艺流程：进料海水用极少量阻垢剂预处理后，进入一个板式换热器，回收自蒸发器排放出的浓盐水和淡化水的热量。之后，与循环的浓盐水混合，进入到蒸发器中，喷淋到水平传热管束的外表面上，喷淋量需刚好在管子表面形成连续的液膜，与管束内经压缩机增压的蒸汽（略低于浓盐水蒸发平衡压力）热交换。管内蒸汽冷凝成淡水导出，管外一部分盐水产生蒸发，通过汽液分离器除去夹带的液滴之后，蒸汽进压缩机压缩并导入传热管束内。如此构成了二次蒸汽的不断循环和潜热交换。

（3）主要优缺点：压汽蒸馏与多效蒸馏的技术十分类似，差别在于前者使用压缩机，而后者用蒸汽驱动。

（4）适用范围：适用于仅有电能的地方，主要建造中小型装置。

除了单程多效闪蒸外，热法海水淡化所有系统不仅可以在海水温度起伏较大的情况下运行，而且还可以对较宽范围盐渍度的海水进行淡化。造水比是指每单位蒸汽产生的淡水量，是热机组最重要的性能参数之一；单产能耗是指每单位产品所消耗能源量，是热机组的另一个基本性能参数。多级闪蒸和低温多效蒸馏工艺的造水比在8到10之间波动，而MED-TVC（低温多效蒸馏—热蒸汽压缩）的造水比增至8-16之间。因此，多数现存的MED-TVC装置可以以独立运行模式运行。与此相反的是，由于火电厂可以低成本的提供低压蒸汽和电力，因此多级闪蒸和低温多效蒸馏往往与火电厂耦合进行水电联产，既可减少发电机组的冷源损失，还可共用现有给排水设施、实现水汽等工质的循环和重复利用，从而提高整个水电联产系统的生产效率。

多级闪蒸和低温多效蒸馏海水淡化工艺的热能来源于低压蒸汽，同时内部的采抽需要电能。而机械压缩蒸馏和反渗透只需电能就可以使压缩机和流程泵运转。

确定海水淡化制水工艺及工艺参数应考虑原海水情况、取排水方式、预处理方案、产品水水质和浓排水处置等因素。

附近海域的潮汐、海水水质、赤潮频率等是重要的原海水数据。其中潮汐数据对工程的取水设计有重要影响，赤潮频率将对海水预处理方式产生影响。海水含盐量是海水淡化工程设计的基础数据，海水水温的不同，将显著改变海水淡化工程的设计参数、能耗、产量和取排水量。对于北方建设的海水淡化站还要注意冬季海水温度。

原海水取水一般采用地表取水和地下取水两种方式。理论上采用岸边打井的地下取水方式将会简化预处理工艺从而降低工程造价，但由于发电机组冷却水用量很大，目前国内电厂的大型海水淡化系统的取水无一例外地采用与发电机组冷却水取水方式一致，即采用地表取水。

提高海水温度有利于降低SWRO的运行电耗并提高产水率，有研究表明，进水水温每升高1℃，SWRO的产水通量会增加2.5%－3.0%。当然温度太高也会降低出水水质，并影响反渗透膜的运行安全。对于冬季海水温度较低的地区，一般倾向于冬季取机组冷却水的排水，而夏季取机组冷却水的补充水，大唐王滩、华能威海、华能玉环和浙能乐清等海水淡化工程均按此方案设计。

低温多效蒸馏工艺对海水的需求有两种，一是作为生产淡水的原料水，二是作为冷却浓排水和产品水的冷却水。由于蒸发器的驱动力是总的温差（工艺运行最高温度减去给水温度），高温差可以允许设置更多的效数，可以获得较高的造水比，在同样的能耗下生产更多的淡水；作为冷却用水时，海水温度低，可以减少冷却水用量，降低浓排水温度，因而取排水量减少。因此较低的海水温度对低温多效蒸馏工艺有益。发电机组有大量的冷却海水，海水淡化装置冷却用水可以取自机组循环冷却水，这样可以减少整个工程的取水量，天津北疆电厂水电联产工程按此方案设计。

预处理方案主要根据海水水质及海水淡化主工艺而定。

SWRO工艺对原料海水的水质要求较高，系统运行好坏的关键因素是预处理。SWRO预处理工艺相对复杂，一般采取凝聚、澄清、过滤（传统过滤或膜过滤）处理工艺。岸边井取水方式由于所取海水经过了砂层的过滤，水质较好，因而预处理工艺相对简单，一般采用简单的过滤即可直接进入SWRO；地表式取水则需要更完善的预处理工艺系统。近年来，超/微滤膜作为海水预处理工艺已经得到越来越多用户的青睐，华能玉环电厂和浙能乐清电厂均采用超/微滤膜作为SWRO 的预处理，大唐王滩电厂则直接采用超滤作为SWRO的预处理。

MED对进料海水的水质要求不高，主要考虑的是进料海水中的悬浮物。对于进料海水的悬浮物不同海水淡化厂商的要求也不尽相同，法国Sidem公司要求进入MED装置的海水含沙量和悬浮物含量不超过300mg/L（最好小于50mg/L），而以色列IDE公司则要求进入MED 装置的海水含沙量和悬浮物不超过25mg/L，分别作为以上两家厂商用户的河北国华沧东电厂和天津北疆电厂均设置了类似的预处理系统。根据我国海洋行业标准《蒸馏法海水淡化工程设计规范》（HY/T 115-2008）的规定，进入热法海水淡化装置的海水悬浮物含量要求小于50mg/L。因此对于MED工艺，悬浮物含量较低的原海水一般不需进行复杂的预处理，对于悬浮物含量高的海水，如渤海湾地区海水悬浮物含量较高（2000mg/L－4000mg/L）且含量随季节的变化大，需要对原海水进行澄清和过滤等预处理。

SWRO 出水水质与以蒸馏法为主的热法工艺相比较差。世界卫生组织对饮用水硼含量的要求很严（小于0.3mg/L），我国新修订的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中也对硼的含量进行了限制（小于0.5mg/L），因此对于硼含量较高的海水，选择海水淡化工艺时应充分考虑硼的去除率，一般需要采用复杂的SWRO 工艺（如以色列Ashkelon海水淡化厂），也可采用热膜组合工艺以满足出水水质要求。

根据原海水含盐量的不同，SWRO出水总固溶物含量一般在200mg/L－500mg/L之间，而且出水pH 值较低、缓冲能力差，这种水直接作为一般工业用水时，单纯加碱调整pH值对碳钢仍有较强的侵蚀性。

如表1所示，MED出水水质明显优于SWRO，多数具有水平网状除雾器的蒸发器，海水蒸馏后得到的蒸馏水总固溶物含量值一般为1mg/L－2mg/L（通常保证值是小于5mg/L），出水pH值与SWRO出水相似，在动态条件下对碳钢的腐蚀较重。

SWRO和MED工艺对海水的浓缩程度相当。海水淡化浓排水处置是各界关注的焦点，国内在这方面的研究尚未报道，国外已经开展了不少研究。由于浓排水处理不当将会对海洋环境产生影响，因此进行海水淡化系统设计时应采取必要的控制措施（如控制各种药品加药量、降低排水温度、在排水管线上设置必要的在线监测表计等），以尽量减轻对环境造成的影响。在环保要求严格的地区，如澳大利亚珀斯海水淡化厂，其取排水位于海湾内，为减少排水对海域的影响，浓水排放是基于模型试验结论执行的：反洗水与反渗透浓水混合后排放，浓水排放管线上检测溶解氧和氧化还原电位（简称ORP），排水在入海之前采用亚硫酸氢钠中和游离氯。浓排水排放方式可根据工程特点合理选择。浓排水有条件时宜优先考虑进行综合利用，暂时不能综合利用的宜在设计时预留将来回用的系统，利用机组大量的冷却水对浓排水进行稀释后一起排放等，当海水淡化浓排水单独排放或与机组冷却水排水一起排放时，排水口宜考虑多口喷嘴等稀释措施。

海水淡化排放的浓排水的盐度通常为海水的2倍，密度也相应增加。浓排水单独或者与电厂冷却水混合排放入海是最常见的排放方式。在排放口附近，高盐度的浓排水会在短时间内杀死或者杀伤海洋生物，尤其是对盐度敏感的海洋生物。浓排水与电厂冷却水的混合排放降低了排放水的盐度和温度，但有关专家提醒，这两种水体混合会改变它们的物理和化学属性，仍可能对海洋环境造成危害。

20世纪60年代－70年代中期，美国相关机构曾对佛罗里达州KeyWest岛的一座小型海水淡化厂做过长期观测，研究海水淡化对海洋环境的影响。该厂采用多级闪蒸法进行海水淡化，日生产能力仅为9 920 t。长时间的监测表明：浓排水排放对多种海洋生物产生了不良甚至是致命性的影响，海蛸、多种藻类、苔藓虫等海洋生物在一段时期内消失；在研究末期，监测区域内没有存活的瓣鳃类软体动物（如蛤）；在浅水区发现海胆纲动物大量死亡。本案例中只是一个小型的海水淡化厂，对于大型的海水淡化装置，其大量的浓排水排放可能会对更大范围的海洋环境和海洋生物造成不利影响。和取水口的选择原则一样，排水口应选在开阔的、对流扩散作用频繁的海域，有条件的话，应该利用海洋数学模型研究预选排水口处的流场和水质，选择对海洋环境影响最小的地点。而且，可在排水口末端加装扩散机，加速浓排水和海水的混合。

当前我国主流的海水淡化技术是SWRO和MED，在海水淡化工程建设时，确定海水淡化工艺及工艺参数应考虑原海水情况、取排水方式、预处理方案、产品水水质和浓排水处置等因素。通常情况下，SWRO工艺能耗低、预处理要求高、产水品质差、设备维护量大；MED工艺能耗高、预处理要求低、产水品质好、设备维护量小。一般单独设立的海水淡化厂适合采用SWRO工艺；如果有蒸汽或余热配套，那么MED工艺更为经济和可靠。正如本文前面所述，反渗透法被广泛用于苦咸水的淡化，事实上，在多数情况下反渗透法用于海水淡化的可靠性比较差，这也使得它的最终生产成本大大提高，与蒸馏法相比并没有多大优势。

淡化水水质要求决定海水淡化工艺方案。反渗透与低温多效蒸馏、多级闪蒸相比在产品水纯度上是有区别的，其中以低温多效蒸馏工艺的出水纯度最高，其产品水经简单处理即可作为高压锅炉的补给水，也可以向高端饮用水、生理盐水、医药用水等方向发展。如河北国华沧东电厂采取“企业制水，政府包销”合作模式，将海水淡化产品水经管道输送至附近的钢铁厂后，这些淡水不经任何处理，一部分作为除盐水或软化水用于锅炉补水，一部分与黄河水掺混调配水质后用于循环冷却。因此用户可以根据不同用水水质要求选择单一或组合的海水淡化方案，如热膜耦合和分质供水也是目前比较看好的海水淡化工程方案。

工程特点是海水淡化工艺选择的重要依据。一般单独设立的海水淡化厂适合采用反渗透工艺，如果有蒸汽或余热配套，那么低温多效蒸馏工艺更为经济和可靠。尽管反渗透对于大型、中型、小型海水淡化工程都适合，但反渗透法曾广泛用于苦咸水的淡化，目前用于海水淡化的可靠性不高（如前文所述的几个反渗透海水淡化项目，由于反渗透的清洗和换膜次数较为频繁，使得设备的维护量较大和运行费用较高），因此，尽管反渗透的能耗低，但由于设备维护量大和运行费用高的原因，使得反渗透的最终生产成本与热法相比并没有太大优势。低温多效蒸馏和多级闪蒸等适合较大型的海水淡化系统，对于十万吨级及以上海水淡化工程来说多级闪蒸技术则更为安全、可靠和经济。建设海水淡化工程时，在确定海水淡化工艺及工艺参数时，还要考虑原海水水质、取排水方式、预处理方案、产品水水质和浓排水处置等边界条件。总之，对于海水淡化工程的工艺选择没有唯一、也没有最佳，而应根据工程特点进行论证和选择。在海水淡化市场上没有绝对正确的工艺，只有更适合的工艺。在选择工艺时需要分析当地能源价格以及淡化水产品的最终使用目标要求。例如，中东地区能源价格低廉，如果采用热法淡化海水，尽管一次性投入较高，但较低价格的蒸汽以及后期运营维护成本占有很强优势。

总之，对于一个海水淡化工程来说，海水淡化工艺没有唯一的和最佳的，选择海水淡化工程方案时不仅要基于工程特点，还要考虑工程项目的需求及其边界条件的限制。

多数学者认为，反渗透（SWRO）、低温多效蒸馏（MED）和多级闪蒸（MSF）将决定海水淡化的未来。近十年来，反渗透法海水淡化发展趋势较快，而且出现了日产万吨级的大型海水淡化装置。但目前国际上，蒸馏法用于海水淡化方面所占的比例仍是较高的。表1是三种海水淡化主流工艺参数对比，表2是海水淡化工艺综合能耗比较，表3是海水淡化主流方法比较，表4是SWRO、MED、MSF和MVC等四种主要海水淡化技术的性能比较。

在恒温恒压下，将1mol的水从大量的海水中可逆的取出，再可逆的放入纯水中，此过程所需要的最小公W等于1mol水在纯水与海水中自由能G的差值，即：

W=G纯水-G海水=（Gn+RTlnα纯水）-（Gn+RTlnα海水）=RTln（α纯水/α海水）

式中：α纯水——水的活度；

      α海水——海水中水的活度；

      R——气体常数；

      T——绝对温度；

      Gn——标准态时水的自由能。

根据活度的定义，纯水的活度为1（即α海水=1），海水中水的活度可近似用摩尔分数表示，即：

α海水=N/（N+2n）

式中：N——水的物质的量，mol；

      n——海水中电解质物质的量，mol。

W=RTln{1/[N/（N+2n）]}=RTln（1+2n/N）

因为N>>n，上式可近似定成：

W=2RTn/N

如果是自海水中取出1000g水，n/N=m，则：

W=2RTm

实际淡化过程，不是从大量的海水中取出水放到纯水中，而是将浓度为c0的海水，淡化成浓度为c1的淡水和浓度为c2的浓海水，即：

海水（c0）→淡水（c1）+浓海水（c2）

此过程所需能量，与三者的浓度有关，需要的最小功，等于盐和水在始态与终态的自由能之差：W=（n1G1盐+ n1G1盐- n1G1盐）+（N1G1水+ N1G1水- N1G1水）。

从脱盐的直接能耗来说，反渗透法明显优于单目的的蒸馏法，但不明显优于双目的（如热电制水和或水电联产）的蒸馏法。而且由于反渗透膜的寿命短，换膜费用高，膜本身就反映了能耗。对蒸馏法来说，过程的直接能耗，不同地区差别很大，需要进行技术经济比较确定。

技术	优点	缺点	发展方向
多级闪蒸法MSF	产量大，工艺成熟，维护量小，对原水预处理要求低和使用寿命长，出水品质好。	传热系数较低，能耗大，性能比低，成本高。	提高最高操作温度，改进热交换的新方法，装置大型化，采 用新材料和管路优化设计提高效率。
反渗透法RO	能耗低（不需要蒸汽）；建设周期短、 投资低、操作方便；适用于各种规模。	原水预处理要求高；RO膜容易污染和结垢；膜要经常更换。	段间能量回收集成技术；新型RO膜研究； 全膜法预处理工艺；高回收率工艺。
低温多效蒸馏法LT-MED	节能，原水预处理要求不高、过程循环动力消耗小、淡水水质高；减少制水成本。	设备结垢问题比较严重；设备结构复杂；装置容量偏小。	装置规模的大型化；采用新材料和新工艺提高性能；与核能 等新能源结合。

由于膜的寿命和膜装置的限制，使得膜法在大规模处理海水中仍处于不利地位。因为反渗透法的制水成本，受膜寿命和装置规模的不利影响超过了低能耗所带来的好处，一般认为海水淡化装置容量超过日产6000m³淡水时，双目的蒸馏法比反渗透法更经济。

低温多效蒸馏装置的造水成本可以分为如下几个部分：化学药品消耗，电力消耗，人工工资、福利及管理费用，维修费用和设备折旧费用。淡化装置的年利用率以95%计算，其各部分费用如下（单位：人民币，元）。

（1）化学药品消耗：万吨级低温多效蒸馏装置海水中化学药品加入量为：聚磷酸盐类阻垢剂4mg/L，消泡剂0.2mg/L。折算每吨淡水阻垢剂消耗量13克、每吨淡水消泡剂消耗量0.65克，目前阻垢剂（Sokalan PM15 I）采购价格23,000元/吨、消泡剂（AF）采购价格32,000元/吨。每吨淡水的化学药品费用为0.32元（其中：阻垢剂0.3元、消泡剂0.02元）。

（2）热力消耗：低温多效蒸馏装置的造水比为10，每吨淡水消耗100kg蒸汽，装置制水使用汽轮机四段抽汽（蒸汽参数：320℃、0.6MPa），按到厂标煤价623元/吨（不含税）计，蒸汽价格按32.74元/吨（不含税）计。每吨淡水的热力成本为3.274元。

（3）电力消耗：低温多效蒸馏装置生产1吨淡水的电力消耗为1.0kWh。每度电价以0.4元计，每吨淡水的电力成本为0.4元。

（4）职工工资福利费用：低温多效蒸馏的自动化程度较高，淡化装置每班设二人操作就行。人员的配备采用三班十二人制，人均年工资20000元，每吨淡化水的工资费用为：0.046元。福利费用取为工资额的15%，每吨淡水的福利费用为0.007元。职工工资福利费用为0.053元/吨。

（5）大修及检修维修费用：根据国家规定，供水工程的大修及检修维护费取固定资产原值的1.5%，每吨淡水的大修及检修维修费用为0.69元。

（6）管理费：管理费取为劳动力费用的20%，每吨淡水的管理费用为0.01元。

（7）固定资产折旧费用：固定资产的折旧年限为20年，固定资产原值为10，000万元，每吨淡水的固定资产折旧费用为0.91元。

通过以上计算得出，低温多效蒸馏海水淡化的单位制水成本约5.657元/吨。

在进行水的成本分析时，反渗透膜的使用寿命以3年计，工程的折旧年限以15年计，银行贷款的还款年限以15年、年利率以6%计，装置的年利用率以95%计算，其造水成本的各项费用分别为：

（1）化学药品消耗：600t/h反渗透淡化装置的海水中化学药品加入量为：聚合氯化铁5mg/L，次氯酸钠4mg/L，亚硫酸氢钠5mg/L，阻垢缓蚀剂（FLOCON/SHMP）2mg/L。水的回收率为45%，海水反渗透的吨（淡）水化学药品费用分别为：聚合氯化铁0.023元，次氯酸钠0.009元，亚硫酸氢钠0.022元，阻垢剂0.253元，清洗剂0.034元，离子交换再生药剂费0.05元。反渗透淡化的化学药品消耗总量为0.391元/吨。

（2）电力消耗：反渗透装置的第一级电力消耗为3.9kWh，第二级电力消耗为1.0kWh，加上离子交换、引水和其他附属设置及照明等的费用，淡化1吨淡水的总电力消耗为5.7kWh。每度电价以0.4元计，海水反渗透的吨水电力成本为2.28元。

（3）职工工资福利费用：海水反渗透的预处理部分需要人工维护，淡化装置每班设3人操作。人员的配备采用三班9人制，人均年工资20000元，每吨淡化水的劳动力费用为：0.034元。福利费用取为工资额的15%，每吨淡水的福利费用为0.005元。职工工资福利费用为0.04元/吨。

（4）大修及检修维护费用：反渗透淡化工程的年大修及检修维护费用为其固定资产原值的1.5%，则每吨淡水的维修费用为0.23元。

（5）管理费：管理费取为劳动力费用的20%，每吨淡水的管理费用为0.008元。

（6）膜更换费用：海水反渗透膜寿命以3年计，膜的更换费用为0.923元。

（7）固定资产折旧费用：固定资产的折旧年限为15年，固定资产原值为8,000万元，每吨淡水的固定资产折旧费用为0.97元。

通过以上计算得出，反渗透海水淡化的单位制水成本约4.842元/吨。

多级闪蒸的造水成本可以分为如下几个部分：化学药品消耗，电力消耗，人工工资、福利及管理费用，维修费用和设备折旧费用。淡化装置的年利用率以95%计算，其各部分费用如下：

（1）化学药品消耗：多级闪蒸加入阻垢分散剂5mg/L、33%盐酸100mg/L，水的回收率为50%，每吨淡水消耗阻垢分散剂10.0克、33%盐酸200克，阻垢分散剂的价格10000元/吨，每吨淡水消耗阻垢分散剂0.10元、盐酸0.10元。周期性的加入液氯作杀生剂，平均加量以1mg/L计，杀生剂价格1000元/吨，每吨淡水消耗杀生剂0.002元。多级闪蒸装置每年清洗二次，清洗剂的消耗量根据结垢程度决定，根据原料水条件以及国外清洗剂消耗量的经验，清洗剂的消耗平均以3000公斤/年计算，其价格以15000元/吨计算，每吨淡水消耗清洗剂0.12元。化学药品费用合计为0.322元。

（2）热力消耗：多级闪蒸的造水比为10，每吨淡水消耗100kg蒸汽，装置制水使用汽轮机四段抽汽（蒸汽参数：320℃、0.6MPa），按到厂标煤价623元/吨（不含税）计，蒸汽价格按32.74元/吨（不含税）计。每吨淡水的热力成本为3.274元。

（3）电力消耗：多级闪蒸装置的主体电力消耗为3.5kWh，加上引水、产品水输送、浓盐水排污和厂区照明费用，生产1吨淡水的电力消耗为4.0kWh。每度电价以0.4元计，多级闪蒸的吨水电力成本为1.6元。

（4）职工工资福利费用：多级闪蒸的自动化程度较高，淡化装置每班设二人操作就行。人员的配备采用三班十二人制，人均年工资20000元，每吨淡化水的工资费用为0.046元。福利费用取为工资额的15%，每吨淡水的福利费用为0.007元。职工工资福利费用为0.053元/吨。

（5）大修及检修维修费用：根据国家规定，供水工程的大修及检修维护费取固定资产原值的1.5%，每吨淡水的大修及检修维修费用为0.46元。

（6）管理费：管理费取为劳动力费用的20%，每吨淡化水的管理费用为0.011元。

（7）固定资产折旧费用：固定资产的折旧年限为20年，固定资产原值为17,000万元，每吨淡水的固定资产折旧费用为1.46元。

通过以上计算得出，多级闪蒸的单位制水成本约7.179元/吨。

低温压汽蒸馏装置的造水成本可分为如下几个部分：化学药品消耗、电力消耗、人工工资、福利及管理费用、维修费用和设备折旧费用。装置的年利用率以95%计算，其各部分费用如下：

（1）化学药品消耗：低温压汽蒸馏加入聚磷酸盐类阻垢分散剂5mg/L，水的回收率为50%，每吨淡水消耗阻垢分散剂10克，阻垢分散剂的价格10000元/吨，每吨淡水消耗阻垢分散剂0.10元。周期性的加入液氯作杀生剂，平均加量以1mg/L计，杀生剂价格1000元/吨，每吨淡水消耗杀生剂0.002元。低温压汽蒸馏装置每年清洗一次，清洗剂的消耗量根据结垢程度决定，根据原料水条件以及国外清洗剂消耗量的经验，清洗剂的消耗平均以3000千克/年计算，其价格以15000元/吨计算，每吨淡水消耗清洗剂0.06元。化学药品费用合计为0.162元。

（2）热力消耗：低温压汽蒸馏装置不需要蒸汽造水，因此热消耗为零。

（3）电力消耗：3´2000吨低温压汽蒸馏装置的主体电力消耗为7.5kWh，加上引水、产品水输送、浓盐水排污和厂区照明费用，生产一吨淡水的电力消耗为8.0kWh。每度电价以0.4元计，低温压汽的吨水电力成本为3.2元。

（4）职工工资福利费用：低温多效蒸馏的自动化程度较高，淡化装置每班设二人操作就行。人员的配备采用三班十二人制，人均年工资20,000元，每吨淡化水的工资费用为0.046元。福利费用取为工资额的15%，每吨淡水的福利费用为0.007元。职工工资福利费用为0.053元/吨。

（5）大修及检修维修费用：根据国家规定，供水工程的大修及检修维护费取固定资产原值的1.5%，每吨淡水的大修及检修维修费用为0.572元。

（6）管理费：管理费取为劳动力费用的20%，每吨淡化水的管理费用为0.011元。

（7）固定资产折旧费用：固定资产的折旧年限为20年，固定资产原值为16,000万元，每吨淡水的固定资产折旧费用为1.827元。

通过以上计算得出，低温压汽蒸馏的单位制水成本约5.825元/吨。

项目	SWRO	MED	MSF	MVC
产品水水质， mg/L	300-500	5-10	5-10	5-10
操作温度，   ℃	5-45	<70	≈110	<70
装置总能耗，kWh/m3	5.0-6.0 （有能量回收）	5.0	8.0	8.0
原水预处理	要求高	要求低	不需要	要求低
水利用率 %	<40	15-40	12-25	15-40
腐蚀结垢倾向		较小	较大，要加酸和脱气	较小
建造材质要求		低	高	低

进入蒸馏装置的海水无需进行预处理，仅设置海水过滤网即可。而进入海水反渗透装置的海水需进行絮凝澄清、过滤和加氯等预处理。并且由于反渗透的水利用率低，所以预处理系统庞大，投资也较高，占地面积也大。

对于新建电厂，蒸馏法需要启动蒸汽，因此启动锅炉的容量应该考虑满足淡化设施的需要，启动锅炉的补充水应考虑一套单独的水处理设施用于启动；另外，由于没有备用设备，需要淡水水源作为工业用水的备用水源。而膜法不需要启动蒸汽，机组启动时，给水水温较低，对淡化设备出力稍有影响，并不影响机组的启动用水，不需要考虑额外的启动设施；淡化设备考虑有足够的备用出力，可以满足设备检修时的用水的需要。

蒸馏法海水淡化海水浓缩倍率最高可达到2倍，反渗透法海水淡化海水浓缩倍率一般为1.4倍（一级反渗透回收率按40%，脱盐率按98%;二级反渗透回收率按75%，脱盐率按98%）。

名称	SWRO	MED	MSF	MVC
总价	8,000	10,000	17,000	16,000

项目	MED	SWRO	MSF	MVC
化学药品费用	0.32	0.391	0.322	0.162
热力费用	3.274	0	3.274	0.00
电力费用	0.4	2.28	1.6	3.2
工资福利费用	0.053	0.04	0.053	0.053
大修及检修维护费	0.69	0.23	0.46	0.572
管理费用	0.01	0.008	0.011	0.011
膜更换费用	0.00	0.923	0.00	0.00
固定资产折旧费用	0.91	0.97	1.46	1.827
单位制水成本	5.657	4.842	7.179	5.825

海水淡化热法工艺需要复杂的工业装置，其特点是需要典型的大型处理设备。而反渗透工艺要相对简单，其核心工艺为分离膜。目前MSF、MED和SWRO三种技术都比较成熟，对于技术的选择没有唯一和最佳，而是基于每个项目的自身特点，重点考虑边界条件的限制。单独设立的海水淡化厂适合采用SWRO；如果有电厂蒸汽或余热配套，那么MED技术更为经济和可靠。MED出水水质好且设备运行稳定；十万吨级及以上MSF技术则更为安全，可靠和经济。SWRO与MED、MVC相比在产品水纯度上是有区别的，其中MED出水纯度最高，因此可以根据不同用水水质要求选择适宜的海水淡化方案。SWRO消耗电能，MED主要消耗热能，从综合利用能源角度看MED可利用电厂余热热能。SWRO设备投资省，能量消耗低（采用能量回收装置后），建设周期短。 无论海水淡化规模大型、中型、小型，SWRO都适合，而MSF和MED等适合较大型的海水淡化系统。图16是MED与SWRO的综合技术性能对比。

水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这也是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式（即MED-SWRO或MSF-SWRO方式），满足不同用水需求，降低海水淡化成本。

目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为45.4万立方米，其中，MSF日产水28.4万立方米，SWRO日产水17万立方米。其优点是：投资成本低，可共用海水取水口。SWRO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。此外，以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝对的，要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来说，包括海水预处理、淡化（脱盐）、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进入起淡化功能的装置之前对其所作的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、除掉悬浮物（对反渗透法），或脱气（对蒸馏法），添加必要的药剂等；脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分，是整个淡化系统的核心部分，这一过程除要求高效脱盐外，往往需要解决设备的防腐与防垢问题，有些工艺中还要求有相应的能量回收措施；后处理则是对不同淡化方法的产品水针对不同的用户要求所进行的水质调控和贮运等处理。海水淡化过程无论采用哪种淡化方法，都存在着能量的优化利用与回收，设备防垢和防腐，以及浓盐水的正确排放等问题。海水淡化技术的发展与工业应用，已有半个世纪的历史，在此期间形成了以多级闪蒸、反渗透和多效蒸发为主要代表的工业技术。专家普遍认为，今后三、四十年在工业应用上，仍将是这三项技术“唱主角”，但反渗透的比重将越来越大。从地区上来讲，中东海湾国家仍将以多级闪蒸为首选，因为它具有大型化和超大型化（单台设备产水量目前已高达日产淡水4万吨－5万吨）、适应于污染重的海湾水以及预处理费用低的优势；然而在中东以外地区将以反渗透或膜法为首选，因为膜法的能耗和成本都具有优势，以北美地区为例，近期的发展已经表明，在淡化和水处理方面都将以膜法为主。图17和图18分别是全球和我国的海水淡化方法比重示意图。

制水成本高一直是制约我国海水淡化产业发展的主要瓶颈问题，设备容量大型化是降低海水淡化制水成本的必由之路，而设备容量大型化则意味着材料用量及设备造价的提高。海水淡化设备的一般选材原则是综合考虑材料的性能价格比、强度重量比、工艺性能以及所处介质中的稳定性等因素。

反渗透法海水淡化设备主要包括膜材料及组件、过滤器、高压泵、能量回收装置等。

膜法海水淡化系统材质选择也经历了类似的发展过程。1979年，当首个大规模膜法海水淡化工程在沙特阿拉伯吉达建设时，其高压泵材质为316L，运行中发现较大程度的缝隙腐蚀。此后，1986年建设的Duba和Haqi两个海水淡化工程其高压泵材质则为317L，然而运行过程中同样发生了腐蚀问题。在此之后，奥氏体不锈钢904L以及双相不锈钢2205均逐渐开始被应用，实际运行表明，其应用多数情况下均较为稳定，但仍存在一些问题。1991年投入运营的阿拉伯联合酋长国Fujairah海水淡化厂，采用254SMO做为高压泵的主要材质，后续运营中表现十分稳定，没有发生腐蚀现象。自此之后254SMO逐步成为大规模膜法海水淡化系统的主要选择。20世纪后期，超级双相不锈钢2507以其优良的抗腐蚀能力及较低的价格，越来越得到市场的认可，应用逐渐广泛。

对于膜法海水淡化系统材质选择来讲，原海水输送、低压增压泵等材质一般选择双相钢2205，也有选择904L的，但不多；系统中高压泵、高压管道、浓水管道、能量回收装置等，材质一般为254SMO或者SAF2507，后者通常较为经济。而系统所涉及到的低压海水输送管道、产水管道材质则可选择FRP或者PVC。

反渗透膜作为海水淡化反渗透法的核心部件，广泛运用于海水和苦咸水淡化、污水处理、再生水回用等领域。长久以来国内反渗透膜市场一直被陶氏化学、美国海德能、日本东丽等国外品牌瓜分。近年来，南方汇通的子公司北京时代沃顿凭借产品性价比优势带领国内品牌突飞猛进。未来海水淡化大规模开发与进口替代效应将给时代沃顿带来难得的发展机遇。

反渗透膜占据国内膜技术市场最大份额。目前国内的反渗透膜主要应用于锅炉水处理，未来将向废水处理、回用及海水淡化等行业倾斜。据中国膜工业协会预测，2015年我国膜市场需求将达到200亿元，反渗透膜有望占据半壁江山。

反渗透膜的结构，有非对称膜和均相膜两类。当前使用的膜材料主要为醋酸酸纤维素、PVDF（聚偏氟乙烯）和芳香聚酰胺类。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。

此外还有复合膜，它主要由以上两种材料制成，它是以很薄的致密层和多孔支撑层复合而成。多孔支撑层又称基膜，起增强机械强度的作用；致密层也称表皮层，起脱盐作用，故又称脱盐层。基膜的材料以聚砜最为普遍，其次为聚丙烯和聚丙烯腈。因为聚砜价廉易得，制膜简单，机械强度好，抗压密性能好，化学性能稳定，无毒，能抗生物降解。脱盐层的材料主要为芳香聚酰胺。此外还有哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺与缩合尿素、糠醇与三羟乙基异氰酸酯、间苯二胺与均苯三甲酰氯等。

在反渗透法海水淡化系统中，高压离心泵作为反渗透装置水压系统的核心，泵体材料由耐海水腐蚀不锈钢材料制作，是非常关键的设备。目前，我国反渗透海水淡化产业刚刚起步，主要是摸索具有自主知识产权的反渗透工艺和关键的膜技术，所用高压泵主要依赖进口，国内目前没有适用于反渗透海水淡化的高压泵。

国外用于反渗透海水淡化工程的高压泵主要是往复式柱塞泵和多级离心泵，表7是国外反渗透海水淡化用泵厂商和参数一览表。

高压泵的选型来看，目前，国内中小规模的反渗透海水淡化工程多用美国的Cat Pumps、Aplex Industries Inc等公司的往复泵，这种泵大都是由高压清洗机型高压泵改造而来，价格昂贵，有的小泵泵速高达500 r/min－600r/min，所以会出现上述的噪声超标现象。大中规模的反渗透海水淡化工程多用Grundfos公司的高压增压组合泵，尽管Grundfos泵流量偏小，当流量不能满足要求时仍采用多台并联，而大规模的反渗透海水淡化工程，则采用苏尔寿或KSB的多级泵，从Grundfos泵、苏尔寿泵和KSB泵所配带的电机功率来看，不同流量和比转速的泵，效率基本可达到70％－80％之间。

反渗透海水淡化能量回收装置的作用就是把反渗透系统高压浓海水的压力能量回收再利用，从而大幅降低反渗透海水淡化的制水能耗和制水成本。按照工作原理，能量回收装置主要分为水力涡轮式和功交换式两大类。

目前功交换式能量凹收装置西方国家处于技术垄断地位，价格昂贵，其代表产品包括DWEER（Work exchanger energy recovery）、PX（Pressure exchanger）、ARt（Aqualyng recuperator）等。能量回收装置是反渗透海水淡化产业链中的重要环节，也是我国目前发展反渗透海水淡化产业迫切需要攻克的关键部件之一。

能量回收装置关键部件对材料有较高要求，需要高强度，耐海水腐蚀，水润滑性能优越，耐摩擦性能好的特殊材料。HVCPX.1000的控制阀门过流部分材质采用POM、PA、PTFE、PEEK、PE等工程塑料和316L不锈钢，能直接以海水作为工作介质，通过试验表明其动作灵敏，抗污染力强，耐海水腐蚀，无泄漏，工作可靠。

热法海水淡化设备主要包括蒸发器、热交换器、压力容器以及各种表格泵、阀等。

（1）铜管

尽管在海水淡化领域里，铜合金管受到了钛合金管和不锈钢管的挑战，但目前海水淡化用冷凝管主要还是用铜合金管。而且基于价格、耐蚀性、加工难易程度方面的考虑，铜合金管在海水淡化市场中的主体地位不会动摇，而海亮股份作为海水淡化铜管行业的龙头，必将充分分享到海水淡化市场发展的盛宴。

在海水淡化热交换用管出口方面，海亮股份的主要客户都为国际大型海水淡化设备制造商，如法国SIDEM、韩国斗山重工等，这在一个方面证明其热交换用铜管方面的加工实力。目前国内生产热交换用冷凝管的企业约有十几家，产量在1000吨以上的企业有海亮股份、长沙铜铝材有限公司、中铝洛阳铜业公司、沈阳铜兴产业集团有限公司等，竞争较为激烈。预计“十二五”期间新增海水淡化产能100万吨/日，假设蒸馏法占50%，装机日产淡水1万吨/日需要铜管400吨计算，未来5年海水淡化装置铜管需求约为2万吨。到2020年，新增海水淡化装置需要铜管约45000吨，再加上水电联产电厂凝汽器用热交换冷凝管数量，在未来10年中用于海水淡化及水电联产的热交换管约8万吨。

铜管的使用年限一般为10年－15年，未来更新换代也将拉动热交换用铜管的需求。但国内的增量市场相比国外尤其是中东地区海水淡化项目需求，依然较小。

海水淡化蒸馏法设备中热交换部位需要使用大量耐腐蚀管材，目前以铜合金为主，未来钛管凭借其超耐腐蚀的特性，有望取代铜管的地位。

（2）不锈钢管

反渗透海水淡化管道可以分为低压管道和高压管道，为保证输送海水的需要，低压管道经常采用玻璃钢、UPVC、PE等材质，高压管道常采用不锈钢材质，常用的牌号有316L、2205等。

低温多效蒸馏海水淡化装置通常包括有蒸发器、闪蒸罐、蒸汽热压缩器、真空泵、支架、平台和梯子等部分构成，工艺泵及管路系统一般安装在蒸发器下方支架内部。装置的主体为蒸发器，包括壳体、传热管、管板、布水系统以及淡水箱等。从装置的制造上来讲，与海水接触的部分，其制造材料需选用耐腐蚀的材料，目前采用较多的为316L或双相不锈钢。

（3）钛管

钛是海水淡化设备中优良的材料。目前海水淡化主流方法分为热法和膜法两种，前者是将海水加热使之汽化，然后将蒸汽冷凝而获得淡水，工作温度高，海水腐蚀性较大，对钛的需求很高；后者是将海水加压，使其中的淡水透过半透膜而将盐份截留，工作温度较低，目前使用钛较少。

多级闪蒸法（MSF）的设备主要由海水加热、热回收部冷凝器、热输出部冷凝器、通风凝结器和喷射压气机等部分构成，热交换部位使用大量的传热管，管内走海水，管外走蒸汽。传热管原来用铜合金管，但是由于铜合金不耐腐蚀，未来将逐渐被钛管所代替。在低温多效蒸馏法（LT-MED）中也需要用大量的传热管，钛管不仅能有效的抑制加热后的海水对管材的腐蚀，同时能更好的减少表面结垢问题，降低维修费用。反渗透膜法（RO）目前使用钛合金较少，但是在预处理时为了杀死海水中的细菌注入氧时，耐蚀性好的钛管是更好的选择，同时钛合金能更好的解决生物污堵问题，实验证明在海水流速为3m/s－5m/s的钛制海水淡化设备中，生物污堵现象是最轻微的。

钛材多方位的优势决定了未来在海水淡化管领域的广泛应用空间，预计未来十年，中国海水淡化钛需求量约为9500吨－23520吨，全球约为140.63万吨－281.25万吨。虽然国内初步测算需求量并不大，但国内需求只占国际需求总量的1.6%，可以说整体发展空间非常巨大。

海水淡化工厂用钛量因条件不同差别很大，多的每一万吨淡水装置要用钛107吨，少的每万吨淡水装置用钛只有0.22吨。还有的蒸馏法淡化厂完全不用钛而采用耐蚀性较差的钢材或铜材钛管。用量的多少决定于技术条件和经济条件，凡是海水含盐量高水温高、水污染严重的地方，用钛量就比较多。反之，就可能不用或少用。凡是经济条件好的地方为了安全可靠，愿意采用好材料用钛就比较多，反之就会不用或少用。表8为世界典型海水淡化工程用钛管的情况统计。

我国天津大港电厂于1987年引进两套3000吨/日的多级闪蒸海水淡化装置。装置由美国设计，韩国制造。热交换器的管子主要是白铜管，只在热放出部位用了钛管，是Φ16×0.6×18400mm的焊接管，每台设备740根，重1.77吨。钛管中间隔板用碳钢。1999年，停产检修时，钛管完好无损，但碳钢隔板已严重腐蚀，无法再用。由于碳钢隔板与钛管无法分离，因此，只好将整个热交换器废弃，重新做了一台热交换器，隔板改用不锈钢。新做的热交换器1999年投入使用至检修时约5年时间，发现不锈钢隔板已被腐蚀，但尚可继续使用。当初想节约投资，设备隔板用了碳钢，使钛管热交换器被迫完好无损地废弃，结果是招致巨大的损失。可见虽然一次性投资中钛成本略显昂贵，但是长期来看，使用钛的性价比反而更高。

海水淡化装置的主要生产国是美国和日本。日本公司为沙特建造日产淡水3万吨的蒸馏法装置10台，用钛管3200吨，平均日产淡水1万吨的装置，需用钛107吨。

天津大港的2×3000吨/日的MSF装置，热交换器主要用白铜管，只在热放出部分用了钛管，每台设备用740根，重1.77吨。如果这个模式按比例换算成日产万吨的装置，则钛管用量为5.9吨。

山东青岛黄岛电厂于2003年建成一台3000吨/日的低温多效蒸馏装置。装置分10段，共有10个列管式热交换器，大部分管子是白铜管，只在上部用了少量钛管。10个热交换器共用Φ19×0.5×4220mm的钛焊管2200支，重1.25吨。如果按比例换算成日产淡水万吨的装置，用钛量为4.2吨。

目前，规模化的海水淡化装置蒸发器的制造材料主要有两种，一种是采用316L或双相不锈钢等耐海水腐蚀的材料，另一种是采用碳钢加防腐涂层。

国内可以生产海水淡化蒸发器的企业主要有中国一重、上海电气、双良股份等。

河北国华沧东电厂一期2×1万吨/日的低温多效蒸馏海水淡化项目，海水淡化装置采用4效蒸发器，该蒸发器总换热面积为4万m²，壳体材质采用316L，每效使用的换热管为13200根，其中铝黄铜管规格Φ25.4×0.7，数量12909根；钛管规格Φ25.4×0.5，数量291根。钛管主要作为上三排换热管使用。该项目使用的各种水泵壳体材料均为316L、蒸汽管道采用304材质。表9为海水淡化装置中常用的不锈钢种类。

双相不锈钢之所以逐渐成为海水淡化用不锈钢重要的一类材料，是因为它具有优异的耐蚀性，特别是耐应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂是在一定温度下，材料在腐蚀环境下，有拉应力存在的前提下造成材料突然失效的一种腐蚀方式。双相不锈钢的强度是奥氏体不锈钢的两倍，特别是其优异的力学性能可以降低材料成本。2205双相不锈钢已经应用于多级闪蒸（MSF）海水淡化装置蒸发器的外壳。建于2004年的利比亚Melittah海水淡化厂和建于2005年的阿尔及利亚Skikda海水淡化厂均采用了2205双相不锈钢，意大利制造海水淡化设备的工厂FISIA采用双相不锈钢作为工程材料。如今双相不锈钢已经被越来越多地应用在海水淡化装置中。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢具有极优越的耐应力腐蚀破裂的能力，大大提高了这方面的耐腐蚀能力和安全性。同时，双相不锈钢的高强度使得蒸发器的壁厚可以大大地减少。从而材料用量和成本大大降低。根据工况条件，同一装置中可以使用不同的双相不锈钢钢种。目前较为成熟的是装置的上部根据具体情况选用合金程度较低的LDX2101或2304；而下部则选用耐腐蚀能力较好的2205。这样的结合己被证明是在保证材料性能情况下，最佳经济效益的选择。表10为海水淡化装置常用不锈钢的机械性能表，表11列出了世界范围内部分低温多效蒸馏海水淡化装置蒸发管和管板材质。

我国目前海水淡化产能约有64万吨/日，根据规划，预计到2015年时，我国海水淡化新增产能约90万吨/日－135万吨/日，到2020年时，比现在新增产能190万吨/日－235万吨/日。假设这些新增产能中热法和膜法各占一半，若按照天津大港和山东黄岛的模式测算，预计每1万吨/日淡水用钛量约为5吨，则保守估算，到2015年时，海水淡化设备钛新增需求量约为225吨－338吨；到2020年时，为475吨－588吨。目前日产淡水1万吨的海水淡化设备中需要铜合金管约400吨，假设钛管壁厚为铜管的一半，由于钛的密度约为铜的密度的一半，因此相同长度的钛管质量约为铜管的1/4，则若新增海水淡化设备中全部用钛管替代铜管的话，日产1万吨的海水淡化设备用钛量约为100吨；若除冷凝管外其他配套也用钛合金的话，钛需求量将是之前测算数据的20倍－40倍，即9500吨－23520吨。

全球范围内，海水淡化设备的钛需求市场更大。目前中国海水淡化市场份额只占到全球的1.6%，中东地区的国家占比将近50%，包括沙特22%、阿联酋11%、科威特6.7%、卡塔尔2.5%、巴林2.1%等，由于中东地区的海水有“四高”的特点，即高温、高菌藻、高石油污染和高盐度，不适宜用膜法，并且中东地区能源丰富，因此大量采用大型的热法海水淡化设备。假设中东地区海水淡化都采用热法，其他地区采用一半热法一半膜法，则保守测算未来十年全球海水淡化设备钛需求量140.63万吨－281.25万吨，仅中东地区就有93.75万吨－187.50万吨。

在海水淡化技术日渐成熟的今天，经济性是决定其广泛应用的重要因素。在国内，“制水成本和投资费用过高”，一直被视为是海水淡化难以大胆使用的主要问题，但实际上这是一个"认识"问题。目前世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、远程调水和海水（苦咸水）淡化三种。开采地下水作为一个重要的开源措施，工程量小、成本低，这是很吸引人的优点，但地下取水受资源条件限制很大，而且许多地区多年来由于过度开采地下水，已形成地下漏斗，造成房屋倾斜，甚至导致了海水倒灌等环境危害，地下水的开采已经受到制约。远程调水，目前并没有把工程投资费用以及被引水地区的间接经济损失计算在内，仅以日常运行费用、管理费计算其成本，这与真正成本相差很大。其实引水工程，除了巨额的投资之外，还要占用大量耕地，还存在被引水地区的环境危害等问题。如引黄济青（岛）工程，占地达6.2万亩，还会造成黄河断流、植被破坏等生态环境问题，而生态环境的破坏在经济上是难以估量的。专家预测，南水北调工程实施后，长江水流到北京，按现行不变成本计算，综合成本在5元/立方米以上，甚至有专家预测每立方米将达20元。美国有资料认为，远程调水超过40公里，成本将超过海水淡化。

对于海水淡化，能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来，随着技术的提高，海水淡化的能耗指标降低了90%左右，成本随之大为降低。目前我国海水淡化的成本已经降至4元/立方米－7元/立方米，苦咸水淡化的成本则降至2元/立方米－4元/立方米（天津海水淡化与综合利用研究所应用纳滤技术，将含盐量为1.5万mg/L的浅层苦咸水淡化为含盐量小于300mg/L的可直接饮用水，每吨水的运行成本还不到3元钱），如果进一步综合利用，把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等，则其淡化成本还可以大大降低。

海水中蕴藏着大量的盐、镁、钾、溴、锂等重要的化学元素，世界上其他国家每年从海洋中提取盐5000万吨，镁及氧化镁260万吨，溴20万吨。而我国目前仅开展了规模化制盐，多数化学元素的综合利用尚处于科学研究阶段。我国海岸线长，海域广阔，从海水中提取化学元素，增加化工资源供应的潜力很大。以下为反渗透膜法+精制盐的工艺流程：海水原水→海水原水池→海水泵→混凝澄清设备→海水清水池→海水清水泵→超滤自清洗过滤器→超滤装置→提升泵→保安过滤器→电渗析装置（①→电渗析稀盐水水箱→提升泵→反渗透保安过滤器→一级海水反渗透高压泵→一级海水反渗透装置→一级淡水箱、②→电渗析浓盐水水箱→提升泵→多效蒸发制盐装置，电渗析出水为两股物料，一股为稀盐水用于反渗透海水淡化，另一股为浓盐水用于多效蒸馏制盐）。

至于某些生产性的工艺用水，如电厂锅炉用水，由于对水质要求较高，需由自来水进行再处理，此时其综合成本将大大高于海水淡化的一次性处理成本。可见，如果抛开政府补贴等政策性因素而单从经济技术方面分析，海水淡化尤其是苦咸水淡化的单位成本实际上是很有竞争力的。表12是几种淡水获取方式的成本比较。

海水淡化是能量密集型产业，使用化石燃料在带来能源的同时也带来巨大的环境隐患，开发利用新能源进行海水淡化具有现实意义。主要应用：风能、核能、太阳能、波浪能、潮汐能、液化天然气（LND）、热能、生物质能、海洋温差等。由于化石燃料的价格攀升以及环境保护等因素，使传统海水淡化企业趋向于使用新能源，如核能、太阳能、风能、潮汐能等，与化石燃料相比，它们都是清洁能源，也属于可再生能源。另外核能具有能量密度大的优点，是环境友好型能源，同时也是可持续发展的能源，目前利用核能进行海水淡化的成本与利用传统的化石燃料几乎相同。20世纪90年代以来，核能应用于海水淡化技术得到了国际原子能机构和世界许多国家的广泛重视。图19为可再生能源海水淡化技术构成图。

太阳能海水淡化系统实际上是将太阳能利用装置和传统海水淡化装置相结合，用太阳能代替传统能源供给海水淡化装置所需能量。比较有前途的结合方式如表13和表14所示。

由国外已建成、并使用的可再生能源海水淡化项目可见，有相当部分系统使用了太阳能（表2.2所示）。虽然受自然条件限制较大、初期投资高、经济性仍不够理想，但由于技术成熟、系统可独立运行、不受电力和蒸汽的限制、无污染、可随机组合、适应性强，因此对于电力和蒸汽缺乏的海岛或沙漠地区，太阳能海水淡化或苦咸水淡化具有竞争力。

太阳能海水淡化可以分为直接法和间接法。直接法是将集能部分和脱盐部分结合，间接法则分开。间接法主要是蒸馏和反渗透太阳能海水淡化装置。蒸馏装置的关键技术是提高系统能源利用率。反渗透装置主要研究为光伏发电海水淡化，关键技术是研发低成本电池材料和解决太阳能供电稳定性。

槽式太阳能热系统具有规模大、寿命长、成本低等特点，是目前最成熟的大规模太阳能热利用技术。近年来，世界许多科研机构都致力于研发直接用水作吸热介质的DSG （Direct Stream Generation）系统，并成功商业化。

系统包括两个部分：槽式太阳能聚光-集热子系统和传统的海水淡化子系统。槽式太阳能聚光-集热系统是整个太阳能海水淡化的核心部件，包括抛物面反射镜、支架、追踪传动装置以及直通式真空集热管。传统的海水淡化子系统包括：闪蒸分离器、MED或MSF蒸发器、海水预处理系统和浓盐水排放系统。

原理：海水在集热管内流动、吸热，最后通过节流阀喷出进入闪蒸容器，闪蒸为蒸汽。不断加入预处理的给水以保持闪蒸容器内的水位，同时过冷水在集热管内再循环。为了防止在集热管内沸腾，海水被加压到合适压强，这个压差由循环水泵提供。通过选择合适的给水速度和海水淡化系统的给气压力，可以大大减小水泵的耗能。图20是槽式太阳能热海水淡化系统结构图。

（1） 闪蒸法

加压的海水在集热管中被加热，然后在独立的气室中闪蒸为蒸汽。海水在集热管内由于压力较高保持单相流动。闪蒸法原理图如图21所示。

（2） 直接蒸发法

海水在集热管内直接加热最终产生蒸汽，通过汽水分离装置得到蒸汽。这种方法会在集热管内产生汽-水两相流动。直接蒸发法原理图如图22所示。

（3） 间接蒸发法

传热流体在集热管中循环，海水在另一个不与集热器直接接触的容器内，通过热交换器被加热并产生蒸汽。间接蒸发法原理图如图23所示。

直接蒸发法可能有运行稳定性的问题，流动不稳定性会导致受影响管段的流动损耗，甚至造成集热管过热和选择性吸收涂层的永久损坏。间接蒸发法，系统的主要缺点在于大部分导热流体难以制取、可燃、易分解等特殊性质。而闪蒸系统可有效避免上述缺陷，且具有结构简单、运行稳定、效率较高、建造成本低等优点。因此闪蒸系统适宜作为研究开发对象。

主要研究领域为光伏技术和RO技术的结合，具有不受有无电源困扰、运行成本低廉、无污染、无燥音等特点。研究表明，太阳能较之柴油供电海水淡化系统效益明显，成本仅为柴油的29.4%（10年运行费用之比），按太阳能光伏电池使用寿命20年计算，成本仅为柴油的17.6%；按0.5元/升销售淡水，太阳能海水淡化系统的初期投资只需1.5年即可回收。图24为大鱼山岛光伏太阳能海水淡化示范工程。

2010年6月，在舟山市岱山县大鱼山岛建成一套5m³/d的光伏太阳能海水淡化示范工程，其工艺流程如图25所示，分为光伏发电系统、海水预处理、反渗透处理和系统控制四大部分。

太阳能光伏陈列布置在海水淡化厂房楼顶，利用“光伏效应”将太阳光辐射能转化为直流电能，再通过逆变器将直流电能转换成交流电能，用来供给海水淡化设备所需电能。工程取水点位于大鱼山岛南海岸的灰鳖洋海域，通过海水取水泵将海水（浊度约80-150 NTU）泵入水力循环澄清池，经混凝沉淀处理后浊度下降低到5-10NTU，再经电抑菌海水箱灭菌处理，出水经海水增压泵增压（约0.32 MPa）后泵入多介质过滤器进一步过滤处理，使其浑浊度降低到1NTU以下，污染指数≤3-5。经过预处理的海水通过保安滤器后由海水高压泵进一步升压1.5-1.8 MPa左右，再经能量回收装置增压至海水淡化额定操作压力（约4.5-5.5 MPa）后进入反渗透膜组器，透过反渗透膜的淡化水（约30％）收集后从膜堆引出，再经pH调质处理后供给用户使用；其余的反渗透高压浓海水进入能量回收装置，余压能交换后排出系统。

大鱼山岛是一个远离岱山本岛的小海岛，既缺水，又缺电。缺水季节靠运输，吨水总成本达30元左右。如利用柴油发电机供电进行海水淡化，吨水制水成本约 l6.5元/t左右。如采用光伏太阳能供电吨水成本约13.0元/t左右，还可依据《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，享受财政补助，实际成本约为9元/t左右。无论从节能环保角度，还是从吨水成本角度考虑，光伏太阳能海水淡化优势明显。

海水直接进入太阳能集热系统，然后输出到第一级闪蒸室。避免中间的换热损失，使第一级蒸发温度提高，提高淡水产量。同时，传统海水蒸馏淡化工艺中多级闪蒸要求负荷稳定，很难适应太阳能作为热源的不稳定条件，为此开发了闪蒸与低温多效相结合的新工艺。即第一级是闪蒸段，后段为低温多效系统。闪蒸段连接太阳能直接加热海水系统，低温多效系统解决条件不稳定的问题，使太阳能海水蒸馏淡化系统的总能效提高。图26是太阳能闪蒸-多效蒸发海水淡化系统流程图。

图26 太阳能闪蒸-多效蒸发海水淡化系统流程图

在海水淡化中采用太阳能正变得经济可行。在美国成本约为1.1美分/千克，为一般纯净水价格的1/4；据估计，在我国治水价格大约也仅为0.1/千克，适合我国目前的消费水平。所以，利用太阳能海水淡化，在化石能源逐渐减少的情况下，是解决淡水资源缺乏的理想措施之一。国外太阳能海水淡化技术已有发展，过去几十年内，建造了大量的太阳能海水淡化系统，部分仍在运行。受光热光伏转换效率以及占地等因素的限制，目前太阳能海水淡化只适合没有电、汽，淡水需求量小的岛屿、海洋移动平台等。

采用先进的制造工艺和强化转热传质新技术，使其与太阳能的具体特点结合，达到优势互补，提高太阳能海水淡化装置的经济性，才能被广大用户接受。 由于传统蒸馏装置的缺点，单纯太阳能蒸馏技术基本处于停滞的状态，联合太阳能海盐生产、海水淡化、热发电等多目标产业综合系统的研究发展方向良好。把膜技术和太阳能蒸馏系统结合起来的太阳能蒸馏系统随着膜技术的快速发展将可能成为今后太阳能海水淡化的主要发展方向。

利用太阳能进行海水淡化，其能量利用方式有两种方式：蒸馏法和电渗析法，在近期内仍将以利用蒸馏方法为主。研究发展结构紧凑、占地面积小、产水率高、热能利用高的太阳能海水淡化系统一直是科学家们追寻热门课题。随着太阳能技术的不断改进和性价比的不断提高，太阳能海水淡化工艺越来越具有竞争力。过去的几十年里，很多研究都认为偏远地区应该使用小规模的太阳能海水淡化装置，但现在它们中的一些已经朝着中型化或大型化的方向发展。我国对太阳能海水淡化技术也有不少研究：上世纪80年代—90年代初期，我国在该领域的研究基本集中在单级盘式太阳能蒸馏器上；上世纪90年代初—90年代末期间进行了改进，研制了多级迭盘式太阳能蒸馏器以及其他回收水蒸汽潜热的太阳能蒸馏器；上世纪90年代末至现在，出现了多级降膜多效回热式、多级闪蒸式等太阳能淡化装置等。近年来，我国虽然也出现了少量太阳能反渗透海水淡化装置的研究，但泵的驱动动力源采用蒸汽、风能等，目前未见采用光伏发电作为泵驱动动力的太阳能光伏海水淡化装置的报道；而国外自上世纪80年代即开始了太阳能光伏反渗透海水淡化系统的研究，并已得到较为广泛应用。本文主要介绍国际上太阳能光伏反渗透淡化系统的研究，为国内相关研究人员提供参考。对于太阳能反渗透海水淡化装置，近年来国内仅公开了少量以采用蒸汽、风能为动力源的相关研究，如2003年公开的我国专利CN02281876.6，研究了一种反渗透海水淡化设备，包括精滤器、反渗透膜组件，还包括太阳能集热器、贮热器和循环泵组成的产生蒸汽的太阳能部分，及具有自清洗过滤器、自动冲洗罐、汽轮泵的反渗透海水淡化部分，汽轮泵提供反渗透组件的进水流量和压力。太阳能反渗透海水淡化设备用太阳能产生的蒸汽直接驱动汽轮泵无须消耗电力，也避免了蒸汽转化为电力再驱动泵所造成的热效率的损失，既具有太阳能技术的节能和环保特点，又具有膜法海水淡化的优点。

   美国Water Serv.公司Boesch, William W.等1982年报道了世界第一家太阳能反渗透淡化厂，采用反渗透和太阳能光伏海水淡化系统，解决干旱地域的水生产。该系统操作不需其他后备能源，采用简单直流电阵列即可。加拿大Highquest Eng.公司Keefer, B. G.等年研究了太阳能光伏电源与反渗透淡化的最优匹配。其利用太阳能光伏反渗透淡化系统，海水淡化的能量消耗<4kWh/m³。日本日历造船工程有限公司Satone, Hiroyuki等研究了采用太阳能光伏反渗透法淡化海水，在过滤器中添加60ppm NaHSO₃脱氧，添加1.5ppm NaOCl消毒，2ppm FeCl₃絮凝。该系统的平均脱盐率为99.7%。英国拉夫堡大学Thomson, Murray等研究了一种成本效率高、无电池的光伏反渗透海水淡化系统，包括2.4KWp光伏阵列。在厄立特里亚（Eritrea）通过钻井海水，该系统全年中每日提供量为3m³/d。实践证明，光伏淡化系统通常利用铅酸电池，需要设备在固定流速下操作；然而在实际中，特别在炎热的气候下，电池会出现问题。而该系统能在可变流量下工作，可以有效利用自然变化太阳能，无需电池。该系统使用标准工业变换器，电动机和泵，提供了优良的能源和成本效率。德国imb+frings watersystems GmbH的Lindemann, Johannes H.2004年报道了地中海、中东和海湾国家的风能和太阳能海水淡化应用。其中大加纳利岛的反渗透厂提供日产量0.8m³/d－3m³/d的饮用水。该厂包含一个4.8kWp光伏系统和60kWh电池储能。

风能作为清洁的可再生新能源应用于海水淡化工程，已经取得了较为成熟的研究成果，特别是近年来风力发电技术和海水淡化技术的进步，使得风力发电海水淡化在世界范围内得到了越来越广泛的应用。

海上风资源丰富，具有风速大、相对稳定的特点，风能是海水淡化的重要能源选择。国际上利用风能进行海水淡化的国家主要有西班牙、希腊、墨西哥、英国、澳大利亚、荷兰等（如表15所示）。据国家气候中心测算，我国陆地上离地面10m高度层风能资源技术可开发量为2.548 TW，在一些风能资源丰富，淡水资源匮乏的地区，特别是一些脱离大陆电网的孤岛地区非常具有优越性。

风能海水淡化主要有两种形式：（1） 风电海水淡化（分离式）；（2） 风力直接驱动海水淡化（耦合式）。分离式是先将风能转化为电能，然后再驱动脱盐单元进行海水淡化。耦合式是将风能转化的机械能直接用于驱动脱盐单元进行海水淡化。两者都必须采用相关的调节装置解决风能的波动性问题。分离式海水淡化的风电可以并入电网，也可以不并网作为独立能源直接为海水淡化厂供电。最近，美国GE公司对这两种供电方式的风电海水淡化厂进行了系统的理论和实体模型研究，表明风力发电并入电网式的海水淡化厂成本更低。

风电的重要特点是其随机性（不连续性），风电并网后，会对电网产生负面影响。同样，即使风电不并网而直接为海水淡化厂供电，其淡水产量也不稳定，难以保证城市的稳定可靠供水。解决方法主要有：蓄水池法、电池法、抽水蓄能法等，以第一种方法为主。

最近，德国著名风电公司Enercon设计并生产出以反渗透海水淡化技术为基础的新型可变负荷运行的风电海水淡化装置（工作原理如图26所示），成功地解决了因风电不稳定而在独立为海水淡化系统供电上的限制。其成果和创新主要集中在两个方面：一是新型高效的能量回收装置；二是负载功率和产水量可连续调节。该项技术显著降低了海 水淡化的能耗和成本，同时也大大降低了风电独立海水淡化的难度和技术风险。该系统已经在挪威Utsira 进行了运行测试。

（1）西班牙加那利群岛海水淡化系统（Canary Island）

加那利群岛位于非洲西北，大西洋东部，由13个火山岛组成，面积7273 km，人口约200万，是著名旅游胜地。全境属亚热带地中海式气候，年平均降水量为 300 mm，蒸发量高，海水淡化是岛上日常淡水的主要来源。从20世纪60年代以来，全岛共建有采用不同技术的海水淡化厂34座，其中反渗透法30座，蒸馏法3座，电渗析法1座。截至2001年，最大日淡化能力达331800m³。

21世纪初，在欧盟的资助下，兴建一座独立风电海水淡化厂，对比研究三种不同的海水淡化技术（RO法、压缩蒸汽法和电渗析法）对风电波动性和随机性的适应性问题，表明三种技术都可用于独立风电海水淡化，其中RO在技术和经济上最佳。RO法共采用八组 RO系统，每套RO系统产水能力为25 m3/d。该系统一个重要特点是它不需要柴油发电机、电池、抽水蓄能等常规储能装置或设备来平衡和消除风电的随机性和波动性的影响，只需配备一定转动惯量的飞轮来抑制风机输出功率的快速波动，系统即可正常运行。整个独立电网由两台230kw 的风机供电，当风速达到启动风速时，风机开始启动，并优先加速飞轮。同步电机与飞轮一起为独立电网提供基本频率保证。当电网频率达到52Hz时，若风机输出功率足够大，将启动第一组RO系统；若发电功率仍足以支撑另一组 RO系统，则启动下一组 RO系统；依次类推，直到所有RO系统都已投入运行。在系统运行过程中，若风电输出功率过剩，则优先通过加速飞轮蓄能；其次是调整迎风角以降低发电输出功率。若风电输出功率仍过大，则关闭其中一台或多台风电机组。当风速降低时，首先通过变桨增加风机输出功率；若输出功率仍偏小，则利用飞轮储能进行弥补。当飞轮转速低至电网最低频率48Hz时，若风机输出功率仍不能维持已连接 RO系统正常运行，则关闭其中一组RO系统；若还不能实现功率平衡，则继续关闭更多组 RO系统，直到所有 RO系统均已停止运行。实验结果表明，采用以上运行策略的独立风电RO海水淡化系统在不进行能量回收情况下单位产水耗电量为7.5 kWh/m³。西班牙加那利群岛海水淡化工程如图27所示。

（2）挪威阿奇若岛（Island of Utsira）风力海水淡化系统

挪威 Utsira岛风力发电厂可能是目前世界上惟一的独立于电网的大型风力发电系统，建于2004年，由德国恩那康公司设计。整个系统由四组反渗透膜（RO-Unit）组成，每组产水能力为7.5-15m³/h，系统最大产水能力为1440m³/d。因系统采用Enercon专门设计的能量回收装置，产水耗电量为2-2.8 kWh/m³。

整个系统包括：（1） Enercon风机；（2） 柴油发电机组；（3） 主同步装置；（4） 用于控制频率的飞轮蓄能装置；（5） 蓄电池装置。柴油发电机组主要用于当风速波动过大或风速过小而供电不足时保证电厂的正常供电。主同步装置和飞轮蓄能装置则尽可能减少柴油发电机组的启动。一般主同步装置和飞轮蓄能装置可保证系统稳定运行，不需柴油发电机组投入工作。对于引起风机功率快速波动的阵风，飞轮储能装置可以起到稳定电网的作用。蓄电池装置主要用于平衡长周期的供电用电不匹配。当用水（或用电）低谷时，多余的电用来为蓄电池装置充电；而当用水（或用电）高峰时，仅靠风力发电不能满足供电要求蓄电池装置会自动放电进行功率补充。除了蓄电池装置之外，作为试验，Utsira岛风力发电厂还安装了一套电解槽装置。当风电过剩时，富余电力用于电解制氢，用于低风速时段发电。整个系统比较复杂，由一套能源管理系统进行统一管理。各部件的运行状态信息会及时传送到远在德国奥尔赤（Aurich）的Enercon公司控制中心，由该中心根据系统运行情况自动对其进行必要的调整和管理。

（3）澳大利亚珀斯风能海水淡化厂

珀斯海水淡化厂2006年底竣工，2007年初投入使用，是澳大利亚第一个大规模海水淡化装置。日最高产水量14.4万吨，占珀斯市供水总量的17%。使用可再生能源风能作为能源，成为全球最大的使用清洁能源的海水淡化工厂，为全球树立了一个新标杆。

工厂依据位于珀斯北部200公里的Emu Downs风力农场的发电量决定其电力需要。83兆瓦的风力农场包含48台风轮机，每年为风力网贡献272吉瓦时电力，预计每年能为珀斯海水反渗透设备充分补偿180吉瓦时的电力要求。此外，用于连续监控设备排放量的仪器会在流量超标的情况下自动关闭工艺流程。该设备共有12组一级通道产量为160,000m³/d的海水反渗透机组以及6组最终产品流量为144,000 m³/d的BWRO机组，拥有世界上最低的能源消耗率，这部分得益于美国能源回收公司的（ERI）PX压力交换器能量回收装置的使用。据悉，PX技术为珀斯海水淡化反渗透设备节约15.6兆瓦的能量。表16为珀斯项目实际情况一览表。

海水淡化是高耗能产业，海水淡化的远景规划应与能源的远景规划，尤其是海上风力发电规划协调制定。将风力系统与反渗透系统相结合是目前比较成功的风力海水淡化案例。海水淡化反渗透膜是海水淡化厂成本的重要组成部分，这方面我国研究和生产水平与国外有很大差距。国外的经验表明，海水淡化成本与海水淡化厂规模密切相关。大规模海水淡化厂（日产水大于10万m3）可显著降低产水成本。在原理与工艺试验取得成功后，首先在具有1000-10000人的缺乏淡水水源、依靠柴油发电的海岛建设小型独立风电海水淡化厂。取得经验后再在沿海一带建一座具有一定规模的独立风力海水淡化厂。

我国风能资源丰富（约有250GW），其中沿海风能可开发量（H=40m）8.41GW，近年来风力发电建设规模和速度发展飞快。但由于风能具有间歇性与不可调度的特点，高占比的风力发电与电网系统并接后将对其安全及品质造成一定的冲击，对电网的电压、稳定性造成一定程度的影响。限制了风电产业的健康发展和风电资源的有效利用。采用风电进行海水淡化，能够提供风电因电网要求等不能入网情况下的有效利用途径，实现绿色能源的充分利用。目前国际上利用风能进行海水淡化已有较多的工程实例，相关经验已经证明风能是进行海水淡化的一种重要能源选择。2004年公开的我国专利CN200320105925.X，研究了一种风能直接驱动的反渗透海水淡化装置，包括由高压泵、反渗透膜组等构成的海水淡化设备、立轴式风力机，风力机包括至少两组垂直叶片，每组一对叶片通过垂直轴杆连接，每个垂直轴杆装有第一伞齿轮，与每个垂直轴杆分别传动连接的水平轴杆两端装有第二、三伞齿轮，水平轴杆一端通过第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合，其另一端通过第三伞齿轮与风力机主轴一端的第四伞齿轮啮合，风力机主轴另一端连有导向电机，风力机主轴外侧装有水平轴杆带动绕风力机主轴旋转的外轴套，外轴套传递动力至高压泵。本实用新型采用风力直接驱动海水淡化设备中的高压泵，相对于以风力发电为基础的电力驱动装置，其风能利用率高，投资省、维护费用低。

西班牙Inst. Energ.Renovables的Gonzalez,A.等开发了位于西班牙台里发的海水淡化系统，采用100kW风能转换器和220组件光电发生系统，提供最大能源26.4kW，该反渗透厂在65-75kg/cm2下运作，日流量500m³/d，产生150 m³新鲜水（总不溶固体<500ppm），脱盐率99.2%。

核能海水淡化涉及三种技术，即核技术、淡化技术以及它们之间的连接技术。可以是单一目的或水电联产。涉及主要问题为反应堆的选择、核燃料循环方式、连接方式等方面。核能海水淡化连接方式主要包括核电站和淡化装置的连接、供热用核反应堆和淡化装置的连接、水电联产核反应堆和淡化装置的连接。选择核能海水淡化必需考虑该地区的电水需求、核能淡化的经济性、安全性、可靠性和一定的运行弹性，保证产品水不被污染，电力和淡水的稳定供应，不对周围居民和环境产牛影响，同时核能海水淡化工程的建设、管理和运行是一个非常复杂的过程，需考虑各个方面凶素的影响。

国外于20世纪60年代开始核能海水淡化的研究，国际原子能机构对核能海水淡化的研究起了重要的推动作用，日本、韩国、俄罗斯、哈萨克斯坦等对核能海水淡化进行了大量研究。1973年哈萨克斯坦曾建成核能供热的低温多效海水淡化装置，淡化能力80×103m³/d，并成功运行26年。以色列也曾建造了核供热低温多效淡化装置，淡化规模17.4×103m³/d，由于效率不高和高油价被迫于1983年关闭。截止1998年，日本共建成10座核能海淡化厂，目前在运行的有8个，分别采用多级闪蒸、低温多效和反渗透工艺，规模从1000-2600m³/d不等。国外在该领域具有丰富的设计和运行经验，技术已经相对成熟。

红沿河核电海水淡化系统于2008年开工，2009年7月开始设备安装，2010年4月启动系统调试，是核电站辅助设施中最大的厂房，是我国核电站中首个海水淡化系统，开辟了核电站利用海水淡化技术提供淡水资源的先河。该系统投用后，每天可提供约10.08kt淡水，满足红沿河核电一期工程4台GW级核电机组生产、生活用水需求。海水淡化系统是通过预处理（混凝、沉淀、过滤）、反渗透脱盐等技术，将海水转化成符合生产、生活要求的淡水。试验分析结果表明，该 系统一级脱盐率达到99.6％（设计标准为99.3％），二级脱盐率达98.7％（设计标准为97.0％）。所产淡水的电导率等指标优于当地自来水，完全满足电厂生产、生活需要。不但大大缓解项目所在地水资源缺乏的状况，也为有效解决沿海核电站淡水资源问题开辟了新路，对后续核电项目建设有积极的参考意义。

辽宁红沿河核电站是东北地区第一座核电站和最大的能源建设项目规划建设6台GW级压水堆核电机组，目前项目进展顺利。一期工程4台机组已全面开工建设，是目前全球在建机组最多的核电项目。

核能是一种高效、清洁、安全的能源，代表着未来能源的发展方向，而且核能海水淡化在国外具有丰富的设计和运行经验，技术已经成熟。在淡化规模加大时，相比于传统化石燃料作为能源的海水淡化工程，核能海水淡化的能源优势更加明显。因此在缺乏淡水资源，同时又缺乏常规能源或常规能源运输不便的沿海地区，核能海水淡化技术具有很好的应用前景。

波浪能是海洋表面所具有的动能和势能，是海洋能量中最不稳定的一种能源。潮汐能是月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量。

波浪能和潮汐能的研究重点在发电领域，关于海水淡化的研究不多。印度建造了波浪能发电反渗透海水淡化装置，爱尔兰则建造了波浪能转化为液压能驱动反渗透脱盐单元的海水淡化装置，国内中科院广州能源所进行了波浪能海水淡化的研究。

上海理工大学刘业凤根据潮汐能和太阳能的特点，并基于多效蒸馏技术，提出了一种新型的太阳能多效蒸馏海水淡化装置。该装置利用了降膜蒸发和降膜凝结强化传热技术。其主要特点是利用潮汐能代替用电力驱动的水泵和真空泵为系统给排水以及抽真空提供动力，从而降低了系统运行成本。原理如图28所示。

给水蓄水池中的给水通过给水管进人冷凝器，再通过喷淋器喷淋在蒸发器的换热管上，蒸发冷凝器内淡化后的浓盐水通过排水管与浓盐水箱相连。蒸发器、蒸发冷凝器和冷凝器处于同一箱体内并被放置于高于海洋涨潮后水面约4m处，给水蓄水池用于在海洋涨潮时蓄积海水，浓盐水池和淡水蓄水池壁足够高，保证其与外界大气连通且海水在涨潮时不会入内。从而便可以利用海水在涨潮和退潮的液位差即潮汐能使给水蓄水池与浓盐水蓄水池存在4-6m的液位差Δh。

调查显示我国波浪能和潮汐能的蕴藏总量分别达到70和110GW。波浪能、潮汐能海水淡化技术还需进一步完善，距离规模化的应用还有一段距离，但对于波浪能和潮汐能较丰富但淡水资源匮乏的沿海或海岛地区，该技术具有很大的吸引力。

天然气是三大主要能源之一，由于其高效和清洁而被广泛使用。为了便于远洋运输，天然气开采后通常要经过脱酸、脱水处理，通过低温工艺将其液化转变为LNG，每生产一吨LNG的动力消耗约为850kWh，而LNG在接收站气化成常温气体供给用户的过程中将释放出大量冷能，为830-860kJ/kg。这部分冷能通常被海水或空气带走，不仅造成了极大的能源浪费，也会影响周围海域及地区的生态环境。如果能利用好这部分的冷能，则能达到节能的目标。

LNG常压下的蒸发温度是−162℃，是一种深冷冷源，可应用于海水淡化、空气分离、冷能发电、冷冻冷藏等领域。LNG海水淡化属于冷冻法海水淡化技术的一种，利用气化过程中的冷能作为能源用冷冻法进行海水淡化。为能源用冷冻法进行海水淡化的技术。

日本、美国和欧洲等西方经济发达国家都非常重视LNG冷能的回收利用，多年以来一直在进行这方面的探索研究，逐步扩大应用领域，并积累了丰富经验。认为进口的LNG不仅是燃料，同时是宝贵的冷能。美国的Cravalho等人首先提出回收LNG冷能用于海水淡化的零净功耗系统，其装置主要由热机、热泵和相关换热器构成，系统理论最大淡水输出量大约为6.7kg（水）/kg（LNG）。Antonelli等也提出利用LNG进行淡化海水的冷冻法，该方法采用了正丁烷为中间冷媒进行蒸发冷冻法工艺。日本是世界上最大的LNG进口国，占全世界LNG交易量的近1/2左右，同时日本也是对LNG冷能利用得最好的国家。

我国大多沿海城市都面临淡水短缺，回收利用LNG冷能进行海水淡化有良好的发展前景。LNG接受站都建在海边，沿海海产品的生产消费较多，因地制宜的回收利用LNG冷量进行海产品的加工存储具有很大意义。将LNG冷能用于海水淡化是冷能利用的一种方法，与其他冷能利用方式相比，不需要过多的能源和装置，同时也可为沿海地区LNG接收站解决可能存在的淡水不足或淡水昂贵问题。近年来，上海交通大学和中国科学院广州能源研究所均开展利用LNG冷能海水淡化的研究，取得一定成就。上海理工大学和上海电气集团进行了LNG间接冷冻法海水淡化技术研究，对关键部件和相关参数进行分析，并制造了海水淡化样机。我国第一个LNG冷能回收项目—深圳大鹏湾LNG冷能综合利用项目，海水淡化与制冰是其中三个子项目之一。

LNG冷能是一种清洁能源，具有很高的利用价值。但目前LNG冷能大都直接排放到大海和空气中，对环境构成严重威胁。我国对LNG冷能的回收尚处于初级阶段，LNG海水淡化技术在我国沿海有LNG项目同时淡水资源匮乏的地区具有广阔的应用前景。

目前，新能源海水淡化技术在国内外尚未得到大规模的应用，但它代表了未来海水淡化技术的发展方向，符合资源节约型和环境友好型社会建设的要求，在淡水资源和能源均严重不足的地区具有广阔的应用前景。核电厂基建投资高，但燃料费用较低，发电成本也较低，采用核能与淡化联产，可有效得到海水淡化所需的大量电能，并可减低海水淡化制水成本。世界上还有很多处于不同研发阶段的使用可再生能源的独立海水淡化装置。所谓“独立”是指这类装置不与中心电网相连，只用可再生能源来提供动力。这些装置规模都很小，他们的日产淡水能力在几立方米到几百立方米之间，可以在偏远地区恶劣的自然条件下为当地人日常生活提供可饮用水。这类装置的技术主要包括：太阳能/多级闪蒸，太阳能/多效加湿法，太阳能/兰氏环/反渗透，太阳能/膜蒸馏，光电/反渗透，风能/反渗透，风能/光电/反渗透整合，以及波浪能/反渗透等。Papapetrou等人对此类使用可再生资源的独立海水淡化技术进行了综述，其中最受欢迎的是光伏/反渗透海水淡化技术（图29显示了突尼斯的光伏反渗透海水淡化系统），其次是风能/反渗透海水淡化技术和太阳能/低温多效蒸馏海水淡化技术。然而，这些技术还面临着技术问题和局限，需要进行大规模海水淡化整合的研究和改进，以保证这些技术的可靠性。

美国佐治亚州的一家公司研制出一种新型海水淡化设备，据称淡化过程的费用只有现有技术的三分之一。据最新一期英国《新科学家》杂志报道，这种便携式的新设备每天能够处理1.1万升水。它使用了一种称为“迅速喷雾蒸发”（RSE）的技术：含盐的水通过管道喷雾进入分离室，形成非常细小的水滴；在分离室的热空气中，水滴迅速蒸发，水和盐分等杂质分离；水蒸气输入凝结室成为纯水，而盐分则落在分离室的底部，而传统技术盐分回收后集结在管道上面，很难取下。该公司称，新技术效率比现有的反向渗透等技术要高得多。试验表明，它能处理含盐量高达16％的水，大大超出了一般海水的浓度。平均算来，它生产1000升淡水的成本是16至27美分。科学家说，这种装置还可以处理废水。RSE技术回收的效率可达95％，传统技术只能达到35％，投资只有蒸馏法和反渗透法的四分之一且运行维护成本大为降低。

在工业社会里，人们将产业定义为技术加资本。目前，我国的海水淡化技术比较成熟，进入了商业化阶段，该行业巨大的经济发展空间正在吸引着越来越多的产业资本和金融资本的进入。纽约投资企业贝尔-斯特恩公司首席投资战略家伊丽莎白•麦凯认为，水业将是21世纪最大的行业，而作为未来水业发展方向之一的海水淡化产业，其投资价值相当看好。华尔街专业人士分析，继IT股和生物股之后，海水淡化公司的股票将成为投资者一致看好的炙手可热的新兴成长股。

早在400多年以前就有人提出海水淡化的问题，进入20世纪后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展，70年代以来，更多的沿海国家由于水资源匮乏而加快了海水淡化的产业化。目前，无论是中东的产油国还是西方的发达国家都建有相当规模的海水淡化厂。沙特、以色列等中东国家70%的淡水资源来自于海水淡化，美国、日本、西班牙等发达国家为了保护本国的淡水资源也竞相发展海水淡化产业。截至1997年底，全世界单台产量在100吨／日以上的海水淡化设备，日产水量就已达2300万吨，且一直以10%－30%的速度增长，由此带动了淡化水产品提供、设备制造、工程安装、技术服务等整体海水淡化市场的巨大需求。目前世界上每年海水淡化市场的成交额已达数百亿美元。在我国，海水淡化年产量也已超过了千万吨。现代意义上的海水淡化则是在第二次世界大战以后才发展起来的。战后由于国际资本大力开发中东地区石油，使这一地区经济迅速发展，人口快速增加，这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增。而中东地区独特的地理位置和气候条件，加之其丰富的能源资源，又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择，并对海水淡化装置提出了大型化的要求。在这样的背景下，20世纪60年代初，多级闪蒸海水淡化技术应运而生。现代海水淡化产业也由此步入了快速发展的时代。海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区，但并不局限于该地区。由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。最新资料表明，到2003年止，世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂，其生产能力达到日产淡水3600万吨。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区，淡化水大约养活世界5%的人口。海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题而普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。图30是世界海水淡化市场分布图。

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响。海水淡化是世界上公认的解决淡水危机的最佳方案之一。由于世界上70％以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，海水淡化可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。现代意义上的海水淡化是在第二次世界大战以后才发展起来的。从20世纪50年代以后，随着水资源危机的加剧，海水淡化技术得到了加速发展。第一个现代海水淡化工厂于1954年建于美国德克萨斯的弗里波特，现在仍在运转着。而大规模的海水淡化技术应用始于中东地区。中东各国“富得流油”，却十分干旱，水资源严重匮乏。1983年，沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂；在科威特，现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区，有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%－90%。

目前，海水淡化已遍及全世界一百二十多个国家和地区，主要市场集中在中东、美国等地区，亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都在积极发展海水淡化产业。全球有海水淡化厂1.4万多座，海水淡化日产量约3500万吨左右，其中80%用于饮用水，解决全球1亿多人的供水问题。世界海水淡化市场分布如图21所示。目前，世界规模最大的低温多效蒸馏海水淡化工程是日产24万吨的阿联酋Taweelahal海水淡化厂、单机容量最大的多级闪蒸装置是由韩国Doosan公司承建的沙特68,190m³/d的Yanbu海水淡化装置、年产淡水量1.27亿立方米的以色列哈代拉海水淡化厂则是世界上运行中最大的海水反渗透淡化设施。

目前，世界上已有40多个国家和地区开展了海水淡化工作，海水淡化已经成为或正在规划成为美国、日本、新加坡、以色列、西班牙、加勒比海各岛国等水资源的重要组成部分。

美国是北美地区最先开展海水淡化的国家，美国政府于本世纪50年代成立盐水局（Office of Saline Water），进行淡化技术应用研究，1974年后转为资源技术局，不断推进水资源和海水淡化技术的进步。2003年美国全国大约有1200个海水淡化厂，美国现有海水淡化厂2560多家，居世界首位；日产水量360万m³/d（其中民用占80%，工业用占20%），但多数淡化厂进行地下苦咸水的淡化。最近，美国建设了几个大型的淡化厂，如在帕坦湾（弗罗里达半岛西侧墨西哥湾沿岸）新近建设的海水淡化厂。

日本是一个岛国，地下淡水资源十分有限，主要依赖地表水。目前，日本的海水淡化技术处于世界前沿，其产水能力约占世界上正在运行的海水淡化厂产水能力的20%。

1973年，日本通产省下设造水促进中心，专门研究节能的海水淡化技术。日本海水淡化厂主要应用在工业用水（以发电厂和锅炉用水为主）及离岛地区生活用水。1968年日本建造了第一座民用海水淡化厂。1997年位于冲绳岛的40,000m³/d淡水的逆渗透式海水淡化厂整体设施正式完成，该厂总投资金额约347亿日元，由中央政府补助85%，淡化方式为反渗透法。至2001年，日本共有369座日产量500m³以上的海水淡化厂，可供应777,967m³/d的淡化水，其中347座供应工业用水，占总厂数的94%，供应民用水的仅22座，约占总厂数的6%。在投资金额方面，工业用淡化厂总投资金额占总额的77.8%。

2005年4月，处理量50，000m³/d的日本最大海水淡化装置在福岗地区自来水公司正式启用。该装置前处理用超滤膜（UF）、后处理（第二阶段处理）用超低压反渗透膜（RO）（均为日东电工生产），回收率由以前的40%提高到60%。

新加坡虽然降雨充沛，但因为土地面积有限，无法贮存雨水，因此水资源缺乏，人均水资源量曾经是全球倒数第二位。在严重的资源型缺水面前，新加坡被迫高度依赖马来西亚的淡水资源，于1961年和1962年与马来西亚签署了两份长期水供协定，但这两份协议将分别于2011年和2061年到期。为了提高2011年以后供水的可靠性和自给自足能力，新加坡开始谋划“维持可持续性的水供”新策略。根据预计，到2011年新生水和淡化海水将达到新加坡每日用水需求量的30%和10%。新加坡正在逐渐摆脱建国以来对从马来西亚购买水资源的高度依赖。新加坡四面环海，在海水利用方面有着得天独厚的优势。新加坡早在20世纪70年代就研究海水淡化科技，但因为成本太高，直到90年代初期，新加坡公共事业委员会（PUB）才开始规划由民间企业供应淡化水项目，决定以BOO方式（建设－拥有－运营）兴建1座13.6万m³/d的海水淡化厂。2003年6月，新加坡斥资两亿新元兴建首座海水淡化厂新泉（SingSpring），由星泉公司以每吨0.78元新币的售价，每天提供13.6万吨的淡化水给公共事业委员会。该厂采用反向逆渗透薄膜科技，生产可靠安全且符合世界卫生组织和PUB食用水安全标准的淡水。该厂已于2005年9月开始供水，可满足新加坡10%的用水需求。2008年1月西拉雅能源公司（Powerseraya）投资2000万新元建成的反渗透海水淡化厂正式启用，成为东南亚首个具备生产热能、水和电的全方位能源公司。该厂设在新加坡裕廊岛，全球首次采用直径16英寸的反向渗透薄膜。日产淡水 1万吨，用于高质厂生产用水和生活饮用水；蒸汽将出售给新加坡石化公司用于工业生产。目前，通过淡化海水来增加和扩大海水供应，已成为新加坡水源供应管理的重要组成部分。

以色列是一个干旱少雨、水资源极度缺乏的国家，沙漠地区约占国土总面积的2/3。由于水资源缺乏而且咸水比例较大的自然状况，促使以色列加大了对咸水、海水等非常规水源的利用，并在这方面走在了世界前列。以色列水资源委员会认为解决以色列乃至整个中东地区水资源问题的根本出路只能靠淡化海水。

自60年代起以色列的科技人员就一直致力于咸水淡化技术的研究，实际生产量也逐年增加。尤其最近几年由于技术成熟和成本降低，海水淡化生产量增长非常快。根据以色列水资源委员会的“以色列水资源供需预测，到2020年以色列的咸水和海水淡化都要有显著增加，其中海水淡化量相对1998年水平更是增加20倍，达到年产淡水2亿吨的水平，占总供水能力的近8%。按照以色列学者Nessim Moatty对1995和1998年以色列的水资源总体规划结果的分析，在加大废水利用、进口水资源和海水淡化三种解决水资源短缺的主要措施中，海水淡化是消除未来用水“赤字”的唯一途径。

以色列年用水需求量约20亿吨，但水资源供给仅有16亿吨，不足部分则以污水回收再利用及海水淡化补充。按以色列水资源委员会的规划，将在20年内再建8个海水淡化厂，以供应民用及工业用水。在兴办方式上，多采用BOOT（兴建-拥有－营运－移转）或BOO（兴建－拥有－营运）模式，承包商往往是私人企业家。政府对初期投资给予支持并在合同中确定工厂生产后由政府保证的最低购买量，以降低投资者的风险。

目前以色列两个大型装置正在运行，即：帕勒马希姆（Palmachin）海水淡化装置和阿什克隆（Ashkelon）海水淡化装置。其中的阿什克隆装置产淡水量为330,000m³/d，是迄今为止世界上最大的反渗透工程。

西班牙是欧洲最干旱的国家之一，长期以来，西班牙政府大力支持海水淡化，以此作为解决缺水状况的一种途径。2004年新政府执政后，他们制定了南方供水的新规划，主要方法是在缺水最严重的地中海沿岸兴建20座海水淡化厂。预计这些厂将满足50%的水需求。

西班牙1965年就建成了第一家海水淡化厂，目前有3000家海水淡化厂在运转，700家合计产量超过800,000m³/d，占世界市场的25%。现在，西班牙在废水再利用、工业用水处理和海水淡化等领域有技术优势和实践经验，而且是反渗透海水淡化装置第二大国。最近，西班牙又在地中海沿岸陆续推出三座节能型大规模海水淡化厂，提供该地区生活、工业及农业用水。根据2001年西班牙的水资源计划，西班牙将在未来8年投资200亿欧元，新建41家海水淡化厂。西班牙“水计划”（Agua program）将会大大提高地中海沿岸淡水供给能力，到2010年其海水淡化能力将达到270万m³/d，到2015年，海水淡化产量将达1,300,000m³/d。

随着全球变暖的加剧，近十年来世界许多国家和地区都出现用水紧张的状况，澳大利亚昆士兰东南部地区从2000年至2009年间遭受了旱灾。当地的维文霍（Wivenhoe）水库曾经一度只能提供16%的饮用水。澳大利亚深受干旱之苦。

2006年，澳大利亚第一座海水反渗透装置在珀斯（Perth）投入运行，淡水产量为144,000m³/d，现在又打算建该市第二座。2009年，土根镇一座耗资10亿美元、占地15英亩（1英亩约合4047平方米）的海水淡化厂投入运行。悉尼的海水淡化厂于2010年初开始运行。另外，墨尔本和阿德莱德的海水淡化厂也在建设中。2010年7月，澳大利亚史上最大的基础设施建设工程之一的海水淡化工程正在其五大城市推进。该项目耗资132亿美元（1美元约合6.77元人民币），每天可从处理数百万升海水，使其海水淡化成为饮用水。预计两年之后，澳大利亚主要城市饮用水的30%将来源于海水。

澳大利亚为每立方米海水淡化需要花费1.75美元到2美元，这其中包括了海水淡化厂的建设成本、清洁能源和其他成本。国际海水淡化协会的潘克拉兹认为，有些国家的环保标准相对不那么严格，所以当今世界上一般的海水淡化厂每脱盐1立方米海水的成本是1美元，澳大利亚海水淡化成本可能是世界上最高的。

目前，无论是中东的产油国还是西方的发达国家都建有相当规模的海水淡化厂。在中东地区和一些岛屿地区，淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用。沙特、以色列等中东国家70%的淡水资源来自于海水淡化，美国、日本、西班牙等发达国家为了保护本国的淡水资源也竞相发展海水淡化产业。中国是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡化先进技术的国家之一。目前全球海水淡化市场成交额已达到数十亿。著名的海水淡化公司有：法国Sidem公司、英国Weir热能公司、韩国斗山重工公司、以色列IDE公司、意大利Fisia公司等。

国外海水淡化工程的建设，过去通常为政府出资建设和政府管理，对海水淡化的初期发展发挥了至关重要的作用。随着海水淡化技术的快速发展和行业市场化发展需要，一些国家特别是中东国家采取政府引导与市场化运作相结合的模式，在保证政府对淡化水控制权的前提下引入市场机制，允许私营经济和国外企业介入，进一步降低海水淡化工作的建设投资和运营成本。BOT和BOO是主要的融资模式。

制定有效的政策才能带动行业的快速发展。许多国家在加大海水淡化资金投入的同时，积极制定有效行业发展政策。例如：阿联酋对发电设施和供水设备的进口没有限制，只征收4%的关税。

海水淡化是涉及多方面的系统工程，需要加大统筹协调的力度，并不断完善制度和标准，促进海水淡化产业健康、有序、快速发展。例如，以色列专门设立了水资源委员会，具体负责海水淡化水定价、调拨和监管。

我国是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡化先进技术的国家之一，继西沙群岛日产200吨电渗析海水淡化装置成功运行后，又先后在舟山建成了日产500吨反渗透海水淡化站，在大连长海建成日产1000吨海水淡化站。初步统计，截至2010年底，国内建成海水淡化装置70多套，设计淡化水产能60万立方米/日；在建装置5套，设计淡化水产能26万立方米/日。其中，反渗透法占总产能的66%，低温多效蒸馏法占33%，其他海水淡化方法占1%。其中，制水规模和单机容量最大的低温多效蒸馏海水淡化工程是天津北疆电厂的已建4×25,000m³/d和在建4×25,000m³/d海水淡化装置，8套装置均以色列IDE公司引进（如图31和图32所示），全部建成后也是我国目前最大的海水淡化工程项目；制水规模和单机容量最大的反渗透海水淡化工程是华能玉环电厂的6列共计3.5 万吨/日的反渗透海水淡化工程，该工程也是目前亚洲最大的膜法海水淡化工程；制水规模和单机容量最大的多级闪蒸海水淡化工程是天津大港电厂2套日产3000吨的多级闪蒸海水淡化装置，于1990年由美国Envirogenics公司引进。

SWRO和MED是国内海水淡化工程中应用最多的方法，已建成投产的海水淡化装置中，SWRO和MED合计占了总产水量的98.62%。SWRO，55套，约占总装置数量的83.33%；产能33.3128万m³/d，占总产量的73.15%。MED装置数量排第二，8套，约占总装置数量12.12%；产能11.6000万m³/d，占总产量的25.47%，SWRO起步早于MED，2005年之后产能增加迅速，2005－2008年产能一直高于MED。MED始于2004年，2004－2007年产能出现小幅增加，2008年之后产能再次迅速增加。MSF、ED和MVC均仅1套装置，且应用年代较早，规模较小。MSF、ED和MVC这三项技术不代表技术发展的方向。而SWRO和MED装置数量多，产能大，2005年之后产能增长迅速，是我国海水淡化产业发展的选择。

已建成的66套海水淡化装置，山东省占20套，合计产水能力7.0610万m³/d；浙江省占22套，合计产水能力9.1380万m³/d；辽宁省占12套，合计产水能力6.6764万m³/d；河北省占4套，合计产水能力9.2500万m³/d；天津市占4套，合计产水能力11.7万m³/d；其他地区占4套，合计产水能力1.7134万m³/d。目前天津市和河北省仅有4套淡化装置，但淡化水产能大，平均单套装置的日产能达二三万吨。浙江、山东海水淡化装备数量多，分居一二位，但平均单套装置的日产能仅三四千吨。各主要省份海水淡化产量有显著提高均始于2005年，但2008年之后除河北省、天津市海水淡化产量迅速提高外，其他几个省份呈现下降趋势。目前天津市和河北省海水淡化起步晚，发展快，目前在各省份中产能最高，装置规模趋于大型化，具备较高的海水淡化水平。我国万吨级海水淡化工程分布如图33所示。

2005年起，海水淡化产量呈现快速增长之势。之后2007年－2009年海水淡化产量一直维持较高的产量，2005年推出的《海水利用专项规划》对我国海水淡化产业的发展起到很大的推动作用。

目前淡化海水主要用于解决沿海城市工业用水和海岛地区的市政生活用水。反渗透海水淡化技术应用于市政供水具有较大优势，几乎所有市政供水的海水淡化系统均采用了反渗透技术。

目前我国已建成20个万吨级海水淡化工程，但只有两个全部或部分使用了自主技术，分别是2009年国华沧东电厂投产的1.25万吨/日低温多效蒸馏海水淡化装置和2010年投产的舟山六横日产十万吨级膜法海水淡化项目一期工程。我国已建万吨级海水淡化工程，主要采用的是反渗透法和低温多效蒸馏法。反渗透万吨级海水淡化装置共13套，总规模达28.7664万m³/d，平均单套装置的日产能2万吨以上，最大单机生产能力为1万m³/d；低温多效蒸馏万吨级海水淡化装置共7套，总规模达21.2500万m³/d，平均单套装置的日产能3万吨以上，最大单机生产能力为2.5万m³/d。

为解决日益严重的淡水危机，促进海水利用产业发展，党和国家高度重视并积极推动海水利用工作。1994年3月，经国务院第16次常务会议审议并通过的《我国21世纪议程》将海水淡化和直接利用作为实现水资源持续利用的推广示范工程技术。从“九五”末期开始，国家海洋局等就着手研究与制定海水利用的一系列相关政策法规，使我国海水利用政策日臻完善。

国家海洋局、科技部、教育部和国家自然科学基金委等联合发布的《国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要》提出，“十二五”时期要重点突破关键技术，培育和支撑海洋战略性新兴产业发展，海水综合开发和利用相关技术成为重点之一。《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》（国办发〔2012〕13号，以下简称《意见》），《意见》指出发展海水淡化产业的重点工作：一是加强关键技术和装备研发；二是提高工程技术水平；三是培育海水淡化产业基地；四是组建海水淡化产业联盟；五是实施海水淡化示范工程；六是建设海水淡化示范城市；七是推动使用海水淡化水；八是完善海水淡化标准体系。为加快落实海水淡化重点工作。《意见》提出了加大财税政策支持力度、实施金融和价格支持政策、完善相关法律法规、加强监督管理、强化宣传培训等多项政策措施。国家发改委环资司正在组织对2005年的《海水利用专项规划》进行重新编制，目前此规划正在进行中期报告的评审，其中针对海水淡化产业化发展存在的问题，提出了促进海水淡化措施和办法，完善海水淡化政策保证机制。表17列出我国当前海水淡化相关政策的汇总。

试点类别	试点单位
一、试点城市	浙江省舟山市
	广东省深圳市
二、试点园区	天津市滨海新区
	河北省沧州市渤海新区
三、试点海岛	浙江省温州市洞头县鹿西乡（岛）
四、产业基地	杭州水处理技术研究开发中心有限公司
五、供水试点	天津国投津能发电有限公司
六、苦咸水淡化试点	甘肃省庆阳市环县

2000年，海水利用就被列入国家计委、国家经贸委联合发布的《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》。

2001年，海水利用作为先进环保和资源综合利用领域的高技术，被列入国家计委、科技部联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》。

2003年，国务院发布了《全国海洋经济发展规划纲要》，这是我国制定的第一个指导全国海洋经济发展的宏伟蓝图和纲领性文件，提出要把发展海水利用作为战略性的接续产业加以培植，继续积极发展海水直接利用和海水淡化技术。

2005年，国务院以国发（2005）21号文发出《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》中，明确提出把“推进沿海缺水城市海水淡化和海水直接利用”，列入近期加快建设节约型社会的重点工作。同年，国务院关于发布实施《促进产业结构调整暂行规定》的决定中，提出加强水利建设，优化水资源配置，积极开展海水淡化。

2006年，在《国家“十一五”科学技术发展规划》中，“大型海水淡化及综合利用技术研究与示范”被列为国家“十一五”期间资源领域的重大项目。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（ 2006-2020年）》中，“海水淡化”被列为重点领域及其优先主题项。国家海洋局、科学技术部、国防科学技术工业委员会、国家自然科学基金委员会联合印发的《国家“十一五”海洋科学和技术发展规划纲要》，是我国首个国家海洋科学和技术发展规划，明确提出重点开展大型海水淡化技术与产业化示范研究，开发可规模化应用的海水淡化装备和膜法低成本淡化技术及关键材料，发展海水直接利用和海水淡化技术。另外，同年出台的《节水型社会建设“十一五”规划》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》、《国民经济和社会发展第十个五年计划科技教育发展专项规划》、《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》等也为海水淡化产业发展提供了政策支持。

2007年，《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15号）中，提出制定支持再生水、海水淡化水、微咸水、矿井水、雨水开发利用的价格政策。国家发展改革委印发了《高技术产业发展“十一五”规划》（发改高技[2007]911号），提出发展海水直接利用和海水淡化技术，重点开发海水循环冷却技术、海水预处理技术、浓盐水综合利用技术、可规模化应用的海水淡化装备，支持热法、膜法低成本淡化技术及关键材料开发与产业化，建设海水综合利用示范基地，扩大海水利用产业规模。

2008年国家海洋局制定《全国科技兴海规划纲要（2008年-2010年）》，要求优先推动海水综合利用产业技术集成和产业化；构建包括海水综合利用在内的科技成果转化与推广平台和若干专项成果转化基地；实施海水综合利用产业链开发示范工程，带动科技兴海全面发展；提高海水淡化装备制造能力和产业化能力。

2012年2月，国务院办公厅发布了《关于加快发展海水淡化产业的意见》，《意见》指出我国是淡水资源缺乏的国家，人均水资源拥有量低，且时空分布不均。发展海水淡化产业，对缓解我国沿海缺水地区和海岛水资源短缺，促进中西部地区苦咸水、微咸水淡化利用，优化用水结构，保障水资源持续利用具有重要意义，有利于培育新的经济增长点，推动发展方式转变。“十一五”期间，我国海水淡化能力快速增长，已具备进一步发展的条件。为加快发展海水淡化产业，提出发展海水淡化产业的总体思路、发展目标、重点工作、政策措施和组织协调等几条意见。

2005年，国家发改委、国家海洋局和财政部联合颁发了《海水利用专项规划》，全面推进我国海水淡化与综合利用工作。《规划》作为我国第一个详尽阐述海水利用发展目标的宏观指导性文件，明确回答和阐述了我国海水利用现状，海水利用面临的形势，海水利用的指导思想、原则和目标，发展重点、区域布局和重点工程，投资分析与环境影响评价，保障措施等六个方面的内容，对于促进沿海地区水资源的可持续利用，引导海水利用快速健康发展具有十分重要的意义。《规划》的出台，标志着我国海水利用事业步入了一个全新的发展阶段。

为配合《海水利用专项计划》的开展与实施，各沿海地方也纷纷开始筹划地方海水利用专项规划。2005年，青岛市率先编制完成全国第一个城市海水淡化产业发展规划—《青岛市海水淡化产业发展规划》。2006年，天津制定了《天津市海水淡化产业发展规划》，明确发展热法和膜法海水淡化、海水直接利用和海水化学资源提取产业链，建设海水淡化产业化基地和示范城市。2007年，浙江省发展规划研究院编制《浙江省海水利用发展规划》，鼓励发展海水利用装备（产品）制造业，培育海水利用产业链。2009年，《广东省海水利用专项规划》启动会在广州召开，要求根据广东省海水利用工作的实际情况，编制一个真正符合本省实际的海水利用专项规划。2010年，辽宁省发展改革委与辽宁省海洋渔业厅联合颁布《辽宁省海水利用专项规划》。

2006年，国家标准化管理委员会、国家发展和改革委员会、科技部、国家海洋局等部委联合制定了《海水利用标准发展计划》，计划涵盖了我国海水淡化、海水冷却、海水化学资源提取、大生活用海水和海水综合利用等领域。2008年，国家海洋局和物价标准委员会联合发布《全国海洋标准化“十一五”发展规划》，规划提出“十一五”期间重点研究、制定海水资源综合利用和海洋能开发利用标准及这期间我国海洋标准化工作发展思路和目标。其中，海水淡化综合利用标准以海水冷却技术、大生活用海水技术、海水淡化工程、海水综合利用等方面的基础标准、方法标准和产品标准的研制为主。

从2005年起，国家及地方相关政策法规中出现了一些海水产业价格政策和海水利用优惠政策。《海水淡化专项规划》提出要研究制定鼓励海水利用的财税政策，对从事有关海水利用特别是海水淡化给予必要的税收优惠政策支持。 2007年11月国家发展委员会和商务部联合发布《外商投资产业指导目录（2007年修订）》，将“日产10万立方米及以上海水淡化及循环冷却技术和成套设备开发与制造”、“效率>90%的反渗透海水淡化用能量回收装置等反渗透膜组件”等5项海水利用相关技术和产业作为优先鼓励投资项目。同年，国务院推出《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》，要求积极稳妥的推进资源性产品价格改革，制定支持海水淡化等的价格政策，加大水资源费征收力度。国家对海水利用产业的支持和鼓励在税收政策以及循环经济法规中也有体现：新的《中华人民共和国企业所得税法》规定，国家对企业从事海水淡化项目的所得将给予“三免三减半”的优惠，即前三年免税，后三年税收减半；《中华人民共和国循环经济促进法》规定：“国家鼓励和支持沿海地区进行海水淡化和海水直接利用，节约淡水资源”。

此外，地方性政策规划中也有扶持海水利用产业发展的相关优惠政策。

国家发改委、科技部和国家海洋局对发展我国海水淡化都发挥了重要作用。科技部一直关注海水淡化技术的发展，在“九五”到“十一五”期间，进一步加大了对海水淡化和海水直接利用技术研究和产业化发展的资金支持，直接推动了我国海水淡化和海水直接利用的技术进步和示范推广。2004年，国家发改委通过设立“城市节水与海水利用”高技术产业化专项和“节能、节水和资源综合利用”重大项目，重点支持海水淡化和海水直接利用产业化示范工程。

国家海洋局更是在其职能范围内，积极组织海水淡化的调查、宣传，同时在海水淡化的取水区域选划、环境保护等方面都采取了许多积极有效的措施。2008年，国家海洋局于出台了《为扩大内需促进经济平稳较快发展做好服务保障工作的通知》，提出了以下十项海水措施。要求加强海水淡化，海水直接利用和海水综合利用技术研究，大力扶持海洋高新技术产业发展。

我国海水利用的市场监管工作已启动，将对海水利用产业的健康、有序、快速发展起到积极推动作用。近年来，在国家的高度重视下，我国海水淡化及综合利用产业得到快速发展。为了适应这一形势发展的需要，国家海洋局在海水利用市场准入与监管方面开展了一些具有重要意义的工作。

2008年9月，“国家海水及苦咸水利用产品质量监督检验中心”正式成立，负责开展全国海水及苦咸水利用产品设备的质量监督检查工作。2010年，该中心完成了我国首次海水及苦咸水利用膜产品质量国家监督专项抽查任务，抽检结果已向社会公布。目前该中心正在执行2011年国家海水及苦咸水利用膜产品质量的第二次抽检。

另外，目前我国已制定了69项海水淡化及利用的相关标准，另有56项正在抓紧制定中。

为提升我国海水利用产业的核心竞争力，国家海洋局长期以来还致力于海水淡化及综合利用的研究开发和成果转化。在科技部大力支持下，连续组织实施了“九五”、“十五”和“十一五”科技攻关计划，初步构建起具有我国特色的海水淡化及综合利用技术体系，为我国海水淡化及综合利用规模化应用和产业化发展奠定了基础。

刚刚颁布不久的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中，将海洋经济发展作了重点部署，而海水淡化和综合利用作为海洋经济的重要组成部分，也将在“十二五”期间加以培育和大力推进，因此，我国海水淡化及综合利用的发展将面临前所未有的机遇。

我国是缺水型国家，发展海水淡化不仅是培育战略性新兴产业的迫切要求，也是缓解水资源短缺的重要途径，对推动沿海地区社会经济可持续发展具有重大战略意义。目前，我国在一些海水淡化核心技术与关键设备上与世界先进水平仍有差距，今后应从技术突破、机制创新、市场培育等多个方面入手，强化产学研合作，充分发挥企业在技术创新中的主体作用，加快我国海水淡化技术与产业发展。

前些年较为虚无缥缈的海水淡化市场近两年在我国发展逐渐有升温之势，幕后推手有三个：一是水资源短缺，加快向海洋要水的进程；二是沿海重化工项目对工业淡水的巨大需求；三是城市自来水价格节节上涨，水价与海水淡化成本即将并“价”齐驱。

需求带来市场，从去年开始，涌现一批10万吨规模以上的海水淡化项目。目前我国海水淡化领域，除了传统意义上该领域的知名企业，如以色列的IDE，法国的SLCE，美国的GE、陶氏和德国的西门子，以及新加坡凯发、日本东丽，近段时间，另有水务投资公司——北控水务、中环水务，以及中冶集团、日本的日立，分别以不同形式介入。

具体说来，最近值得一提的事件有：北控水务收购阿科凌，从而获得曹妃甸海水淡化项目（5万吨/日，反渗透膜法），后期可能还有更大规模；中环水务同IDE展开技术合作（从2009年开始，中环水务将海水淡化业务列入公司发展战略，并成立海水淡化专项小组）；东丽与我国蓝星在北京顺义合资建设的反渗透膜项目，预计近日投产，总投资额约合5.3亿元人民币；中冶集团所属中冶连铸与河北乐亭县签订了海水淡化BOT项目框架协议，建设每日20万吨海水淡化及供水项目，总投资20亿元，其供水区域为乐亭临港产业聚集区；日立则在积极推进大连长兴岛10万吨规模的海水淡化项目（计划采用反渗透膜法）。

我国海水淡化技术是在政府支持和国家重点攻关项目驱动下发展起来的，热法（多级闪蒸、压气蒸馏和低温多效蒸馏蒸馏）和膜法（反渗透、电渗析）等海水淡化技术的研究开发，都取得相当大的进展。1967－1969年全国组织海水淡化会战，同时开展了电渗析、反渗透和蒸馏等多种海水淡化方法的研究。1970年，以海水淡化会战人员为主组建国家海洋局第二海洋研究所海水淡化研究室，1984年在此基础上组建杭州水处理技术研究开发中心，这是我国最早的海水淡化技术研究机构，继后，天津海水淡化与水综合利用研究所、清华大学、大连理工大学等机构开展海水淡化技术研究工作。近40年来，我国的海水淡化技术及产业有了长足的发展，国内的海水淡化以低温多效蒸馏和反渗透为主要方法。特别是2005年以来，国内建成了一批大型海水淡化工程，我国海水淡化进入了快速发展期。1958年首先开展电渗析海水淡化的研究，1967－1969年国家科委和国家海洋局共同组织了全国海水淡化会战，同时开展电渗析、反渗透、蒸馏法等多种海水淡化技术的研究，为海水淡化事业的发展奠定了基础。1965年，山东海洋学院化学系在国内最先进行反渗透CA不对称膜的研究；上世纪70年代进行了中空纤维和卷式RO膜及元件的研究，并初步工业化。“七五”以来，反渗透海水淡化技术的开发研究一直列入国家重点攻关项目，“七五”期间完成了中、低盐度反渗透膜和组件的研制，建立了海水淡化示范工程；“八五”期间，在中盐度反渗透膜的研制方面取得了很大进展；“九五”攻关使新型的聚酰胺复合膜中试放大成功，结合关键技术和设备引进，现已生产聚酰胺复合膜产品。1997年在浙江舟山市嵊山镇建造了500立方米/日反渗透海水淡化示范工程，吨水耗电5.5度以下，技术经济指标具有同等容量的世界先进水平。目前我国已建和在建的海水淡化装置10多个， 以反渗透法为主，已建成最大反渗透海水淡化工程为5000m³/d。另外，还开展了NF-RO集成海水淡化的研究。浙江玉环电厂的30000吨/日双膜法海水淡化工程已完成招标合同，建成后将成为国内最大的海水淡化同类工程。上世纪60年代原船舶工业部上海704研究所开发了5m³/d级的压汽蒸馏淡化装置和利用柴油机缸套水余热的闪蒸淡化装置装备舰船使用。70年代-80年代初，天津市科委支持了日产淡水百吨级的多级闪蒸中试研究，取得一定的设计参数和经验。80年代以后，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所进行了30m³/d规模的压汽蒸馏装置开发工作，其研究内容包括30m³/d竖管常压压汽蒸馏装置和30m3/d水平管负压压汽蒸馏装置（操作温度72℃）以及30m³/dOTE/VC淡化装置。以上研究工作取得的成果和过程中遇到的问题为后期研究积累了丰富的经验，对于我国蒸馏法海水淡化技术的发展起到了重要的推进作用。

1987年天津大港电厂从美国Envirogenics公司引进两套3000m³/d的MSF海水淡化装置，与离子交换法结合，解决锅炉补给水的供应，运转至今取得了显著的经济和社会效益，自1994年开始参照引进的多级闪蒸海水淡化装置，开发生产出日产1200m³淡水的多级闪蒸系统原型中间试验装置。1998年完成安装，此设备出水电导率在2.7－7μs/cm之间，产水量最大约45m³/h，尚需进一步进行改进工作。

2004年6月由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所设计的3000m³/d的低温多效蒸馏海水淡化工程在山东黄岛发电厂一次试车成功并通过9个多月的运行考验（图34所示）。该海水淡化装置系国内第一台完全自主知识产权的多效蒸馏海水淡化装置，装置的国产化率达99%。海水淡化装置的建设完成表明我国已初步掌握大型低温多效蒸馏海水淡化的成套技术。另外，10000m³/d的多效蒸馏示范工程已完成设计，近期将开工建设。

除了自主设计建造的蒸馏淡化工程外，2003年河北国华沧东电厂签约从法国Sidem公司引进2×10000m³/d热压缩多效蒸馏海水淡化装置，装置于2006年下半年投入运行。2004年，天津经济技术开发区签约从美国WEIR热能公司引进10000m³/d低温多效装置，并于2005年底投入运行。

随着我国淡水资源的日益短缺，海滨电厂海水淡化既符合国家的发展战略，在经济上又具有可操作性。目前，我国建设中的2×1000MW燃煤机组海水淡化设备的水量需求都考虑了工业用水、消防用水和生活用水，产水量均达2万t/d，其投资额为1.3~1.6亿元人民币。如果从降低造价的角度出发，可以考虑引进市场竞争机制，允许私营或职工与单位投资等多渠道、多层次相结合的投资方式。主要融资模式可以参照国外BOT（建设—经营—转移）和BOO（建设—拥有—经营）模式，加上国家政策的扶持，实施有效可行的方案，大力发展海水淡化技术，鼓励企业进入海水淡化领域，将会为内陆节约更多的淡水资源。

1997年，浙江省重大科技攻关项目“500m³/d反渗透海水淡化示范工程”在浙江省嵊泗县嵊山岛建成投产，这是我国第一个自行设计、建造的百吨级反渗透海水淡化工程。2000年，在国家科技部重点科技攻关项目“日产千吨级反渗透海水淡化系统及工程技术开发”的支持下，先后在山东长岛、浙江嵊泗建成了1000m³/d反渗透海水淡化示范工程，该工艺在国内首次应用压力式能量回收装置，可回收反渗透浓水近94%的能量；2003年，国家发改委高技术产业化项目“山东荣成10000m³/d反渗透海水淡化示范工程”在山东荣成市建成投产，标志着我国成功开发了万吨级反渗透海水淡化装置及工程技术软件，拥有了大型反渗透海水淡化工程技术的自主知识产权，5000m³/d反渗透海水淡化装置单机的设计和建造，在国内当时尚属首例。2006年投产的大唐王滩电厂万吨级反渗透海水淡水工程是我国第一个投运的“双膜法（UF+SWRO）”海水淡化项目。2007年10月，由国内设计的单机1万m³/d反渗透海水淡化工程在青岛黄岛发电厂建成投产，在单机规模方面接近国际先进水平，标志着我国反渗透海水淡化工艺已基本成熟，具备单机规模万吨级以上海水淡化工程的设计和建设能力。2010年浙江六横10万m³/d海水淡化示范工程一期项目已经建成，8月一期工程1万m³/d将投入使用，这是我国具有完全自主知识产权的海水淡化工程。2010年建成的红沿河核电站海水淡化系统，日产淡水10080m³，是我国核电站中首个海水淡化系统，也是膜法海水淡化在核电领域中最大的应用项目之一，开辟了核电站利用海水淡化技术提供淡水资源的先河。

2004年6月由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所设计的3000m³/d的低温多效蒸馏海水淡化工程在山东黄岛发电厂一次试车成功，该装置系国内第一台完全自主知识产权的多效蒸馏海水淡化装置，装置的国产化率达99%。该装置的建设完成表明我国已初步掌握大型低温多效蒸馏海水淡化的成套技术。2006年4月从法国Sidem公司引进的2×10000m³/d低温多效蒸馏海水淡化工程在国华沧东电厂投产。2006年12月由法国Weir公司设计、国内为主制造的10,000m³/d低温多效蒸馏海水淡化工程在天津投产。2007年国内相关机构整合成立海水淡化公司数家，借助我国电力设备的出口，目前已经签订低温多效蒸馏海水淡化设备供货合同4项，产水容量2.8万/d。2009年国华沧东电厂的海水淡化工程开创了单机万吨级海水淡化国产化的先河，日产1.25万吨规模的3号海水淡化装置是我国拥有自主知识产权的首台万吨级低温多效蒸馏海水淡化装置。2009年首钢京唐钢铁厂海水淡化一期工程投产，每天可生产5万吨淡水，每年生产约1800万吨淡水，占钢铁厂用淡水总量的50%左右。2010年作为国家首批循环经济试点项目的天津北疆电厂一期海水淡化首套装置投产，单机产水能力达到2.5万m³/d，是国家开发投资公司和天津市共同开发建设的绿色系统工程。至此，标志着我国的海水淡化工程技术已达到国际先进水平。

上世纪九十年代中期以来，我国自主研究通过国家产业化关键技术开发和国家产业化计划等实施，在杭州北斗星和贵州贵阳建立了两条反渗透复合膜生产线，设计膜生产能力达200万m³/a。加上从国外引进芳香聚酰胺复合膜生产线，总的设计生产能力合计在450万m³/a 以上。累计引进的RO膜元件的水处理能力约为1000万m³/d。2005 年我国反渗透膜销售额占世界的20%，达到10亿元人民币，包括膜与水处理工程的RO国内市场总额达50亿元人民币。国产海水给水泵可满足技术要求。产量在3000m³/d以下的反渗透用高压泵已实现国产化并通过了两年的现场考核，开发出了交换式能量回收装置并进行了现场测试，尚需在稳定性和可靠性方面进一步提高。铝黄铜类海水淡化传热管可满足国内需要并大量出口，开发出了日产万吨级以下的蒸汽热压缩并完成了为期3年的现场考核，效率接近国际先进水平，尚需进一步提高效率和开发更大容量的装备。

2005年，国家发改委、国家海洋局和财政部联合颁发的《海水利用专项规划》中指出资金筹措要充分发挥市场机制作用，主要走市场化运作的路子，通过国家、地方、企业、社会多方筹集，采取企业自筹、银行贷款、社会融资、利用外资、地方配套、国家补助等多种方式，建立多元化、多渠道、多层次、稳定可靠的海水利用投入保障体系。对本规划中的海水利用工程项目的投融资原则，一是属于一般性投资项目，企业作为基本的投资主体，主要向市场融资；二是属于基础性和公益性投资项目，在加强中央政策性投融资、国家安排一定比例的资金补助，强化地方和企业的投资责任的同时，也要积极推行市场化运作方式。根据上述投融资原则，国家将对本规划中确定的不同性质的重点工程，给予一定比例的资金补助。补助原则：一是以供应城市和海岛居民用水为目标的基础性和公益性海水淡化工程（包括管网建设），应视为城市供水工程等基础设施建设，安排必要的投资补助。二是属于示范工程、国产化技术装备依托工程、示范城市创建工程和重点改造项目等，给予适当补助。地方政府对上述项目，也应予以适当支持。所有项目都要符合有关项目管理要求。目前，我国尚处于海水淡化发展的初级阶段，政府仍发挥主导作用。我国投产的供应城市和海岛居民用水为目标的基础性和公益性海水淡化工程多以政府投资为主。例如：于2004年2月20日由嵊泗县发展计委委员会以嵊计[2004]14号文批准立项，项目总投资约470万元，其中设备投资350万元，新增一套的杭州水处理中心研制的日产1000吨反渗透海水淡化设备（与一期设备相同）；土建及海水预处理部分改造费用120万元。工程于2004年3月正式实施，计划于2004年7月底前投入使用。资金落实情况：县财政全额拨款470万元。

为了加快解决沿海城市和工业缺水现状，从2002 年开始，国家陆续对水务项目开放，允许鼓励国内外企业个人投资供水、发电等社会基础设施建设。同年国家计委、国家经贸委和外经贸部商务部发布的《外商投资产业指导目录》中，鼓励外商投资海水淡化城市供水厂项目建设和经营，不再明确要求中方控股。2007年发展改革委和商务部日颁布的《外商投资产业指导目录（2007年修订）》中更是将“日产10万立方米及以上海水淡化及循环冷却技术和成套设备开发与制造”等5项海水利用相关技术和产业列入“鼓励外商投资产业指导目录”中。根据全国海水利用专项规划，2010年我国海水淡化规模将达到80万－100万m³/d，2020年将增长至250万－300万m³/d。有数字显示：未来20年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机。国际脱盐协会技术委员会主席利昂•阿维尔布奇说，“我国未来会有几十亿美元的市场”，这对国外海水淡化企业具有强大的吸引力。对此，我国开始采取政府引导与市场化运作相结合的模式，建立国家、地方、企业多元化、多渠道的投资体系。目前国内海水淡化项目主要投资模式有：BOO（建设－拥有－经营）和DBOO（设计、建设、自主拥有和运行）等方式。

2009年10月，我国最大海水淡化项目—天津大港新泉海水淡化项目一期10万m³/d开始试供水。该项目总投资7.4亿元，位于大港区海洋石化园区内，由新加坡凯发集团以DBOO（设计、建设、自主拥有和运行）形式投资建设，是第一个在我国被政府批准的非企业内部配套的独立项目，打破了多年来海水淡化项目只能为大型项目的配套而不能进入市场化运作等局面。

2010年3月，曹妃甸阿科凌反渗透膜法5万m³/d海水淡化项目正式开工。据《我国经济周刊》了解，该项目为曹妃甸工业区与阿科凌共同出资4.1亿元人民币建设，阿科凌公司取得了30年的BOO（建设－拥有－经营）权限。该项目为国内未来规模化商业运营海水淡化项目开发探索了新的合作发展模式。

按照循环经济的理念和发展模式，将海水作为一种非常规水资源进行综合利用，形成循环经济产业链，这样在提高经济效益的同时还可以降低潜在的环境污染。海水淡化项目，要积极综合利用海水淡化排放的浓盐水制盐并提取化学资源，形成浓盐水循环利用产业链；海水直接利用项目，要积极利用海水循环冷却排放的浓盐水制盐并提取化学资源。近年来，以循环经济理念为指导，依托沿海工业园区建设，集成海水淡化、海水冷却和海水化学资源综合利用技术，国内部分海水淡化工程开始尝试采用循环经济模式。

曹妃甸工业区是首批被国家批准为循环经济示范区的11个园区之一。海水淡化工程被公认为曹妃甸工业区“循环经济产业链条中的龙头”。2009年首钢京唐钢铁厂海水淡化一期工程建成投产，它的正式运行标志着曹妃甸在打造循环经济产业链上取得了新进展。

2010年，国家开发投资公司北疆发电厂一期海水淡化首套装置的成功出水。这标志着建设在一片盐碱滩涂之的国家循环经济试点项目，正式投入运转。项目首创“发电一海水淡化一浓海水制盐一土地节约整理废物资源化再利用”的“五位一体”循环经济模式。

2010年，青岛碱业股份有限公司2万m³/d海水淡化项目建成投产，使青岛碱业公司在国内乃至世界纯碱行业中首家形成了“纯碱生产—海水淡化—浓海水化盐制碱—热电联产一体化”的发展模式。该项目建成投产后，将给企业带来资源利用的最大化，并使以海水淡化为标志的海洋化工成为企业新的经济增长点。

在国家发展改革委、国家海洋局、财政部联合印发的《海水利用专项规划》中，天津、大连、青岛等城市被确定为国家级海水淡化与综合利用示范城市和产业化基地。国家将以这些城市为基础，建设国家海水利用产业化基地。

天津市位于海河下游，东临渤海，有153公里海岸线，有利用海水资源的天然条件。按2008年的数据，天津全市水资源总量为18.30亿m³，天津市常住人口1176万人计算，天津市水资源人均占有量156m³，远低于国际公认的年人均水资源1700m³的警戒线，属重度缺水地区。仅相当全国人均水资源量的7.53%，天津是淡水资源严重短缺的特大城市。随着滨海新区的开发开放，预计到2010年，年需水量将达到 67082万m³，供需矛盾将十分突出。

《天津市海水淡化发展规划》中提出，到2010年，初步建立起政府引导、市场化运作的海水淡化建设和运营体系，以海水淡化、海水化学资源提取和海水淡化成套装备制造为主要内容的海水综合利用产业成为高新技术产业的重要组成部分，将本市建成我国海水淡化关键技术的研究开发中心，具有自主知识产权的配套装备加工基地，海水淡化示范城市。天津市政府已确定海水淡化为城市供水的重要补充。到2010年，天津海水淡化规模将达到50万m³/d，海水淡化年生产能力达1.5亿m³以上，年海水直接利用量达40亿m³以上

天津市在海水淡化领域集结了一批科技开发力量（比如：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、天津大学等）并取得了丰硕的科研成果。最近天津市的５个单位承担了“十一五”国家科技支撑计划重大项目“海水淡化与综合利用成套技术研究和示范”的12个课题，其中9项为天津市主持实施，将获得国家科技专项经费6485万元，占总经费的80%。

天津是我国较早实施海水淡化的地区之一，海水淡化技术在我国居领先水平。早在上世纪80年代这里就建设了我国最早的海水淡化工业生产装置。目前，天津海水淡化能力达到11.7万m³/d，在建和拟建海水淡化能力达到48万m³/d。年直接利用海水能力达14亿吨。上世纪80年代，天津大港电厂在全国率先引进2套3000m³/d多级闪蒸海水淡化装置。2003年天津塘沽盐场海水淡化装置建成千吨级反渗透海水淡化示范工程。2006年，单套产水能力达1万m³/d的海水淡化工程正式在天津滨海新区建成通水，这是国内第一台自主制造的万吨级海水淡化设备，由宝成集团引进法国威尔公司（ENTROPIE） 全套技术完成，2006年初设备正式移交泰达新水源公司。2009年10月天津大港新泉海水淡化项目一期10万m³/d开始试供水，特别是为天津100万吨乙烯项目进行供水配套。

天津大港海水淡化工程是目前我国最大海水淡化项目，也是目前亚洲最大的海水淡化厂。该项目由凯发集团以DBOO（设计、建设、自主拥有和运行）形式进行。2010年前后，伴随着北疆电厂20万m³/d、大港新泉10万m³/d、塘沽临港工业区10万m³/d等一批海水淡化及综合利用重大项目的建成投产，以滨海新区为主体的淡化海水产量将达到50万m³/d，约占全国每天淡化海水产量的一半以上。滨海新区将成为全国海水淡化领域的“巨无霸”，为实现可持续发展打下坚实基础。天津市已建、在建及拟建海水淡化项目。

配套加工能力增强：目前，大规模海水淡化的关键设备主要由发达国家提供，年销售额已近百亿美元，每年保持着近20%的增速。以天津膜天膜工程技术有限公司、天津宝成集团等企业为代表，天津已经在海水淡化设备制造领域形成了一定的企业集群和产业规模。在膜材料和膜组件、污水膜处理、能量回收装置等设备制造方面形成了一定的技术优势。作为国内膜技术领军企业，天津膜天膜工程技术有限公司已完成国家重大高新技术产业化示范项目“年产100万平方米中空纤维膜产品产业化项目”，该项目总投资额1.2亿元人民币，厂区占地面积6.7万平方米，目前为我国乃至亚洲最大的中空纤维膜生产基地。在海水淡化科研成果向实际生产转化方面，天津也已取得了一定的成效。天津膜天膜工程技术有限公司实施大规模产业化之后，企业仍保持着积极的研发投入，自主开发了具有国际先进水平的CMF（连续微滤）、MBR（膜—生物反应器）、TWF（双向流）等三大核心技术，填补了国内空白，使我国成为拥有这些技术的少数国家之一。

青岛地处黄海之滨，环抱胶州湾，海岸线长730公里，便于海水的大规模利用。青岛是我国北方沿海严重缺水城市之一，水资源供需矛盾突出，形势十分严峻。年平均水资源总量为23.9亿立方米；人均占有水资源量328立方米，仅为全国平均值的13%，且存在诸如地下水位下降、水质污染、海水入侵等问题。水资源短缺是青岛市长期面临的问题，发展海水淡化产业能够为青岛市提供新水源，减少对客水的依赖，实现经济效益和环境效益的双赢。

青岛市把海水利用既作为解决青岛市城市供水不足的重要措施之一，更将其视为青岛未来水资源的战略保障。2005年青岛市政府出台了《青岛市海水淡化产业发展规划》，确立了青岛市海水综合利用的总体目标：把青岛建设成全国海水直接利用示范区、海水淡化产业示范基地、海水化学资源综合利用试验区和国家海水综合利用研发中心，使青岛市成为国家海水综合利用示范城市。2009年市政府出台的《关于加快推进蓝色经济区建设的意见》，明确提出推进海水淡化技术创新，吸引集聚国内外海水淡化领域龙头企业，发展海水淡化装备制造业，把青岛建设成为全国海水淡化产业装备制造基地和国家海水综合利用示范城市，到2015年海水淡化规模达到每日25万吨。

青岛是我国著名的海洋科技城，是我国海洋科研与教育中心，是我国海水利用的发源地，早在70年代就组建了专门的“海水综合利用研究所”，在国内最早从事反渗透海水淡化研究。在海水利用防腐蚀与防生物附着领域，拥有雄厚的研发实力和良好的基础条件。目前全市涉及海水利用技术研发以及人才培养机构有我国海洋大学、中科院海洋所、国家海洋局一所、我国船舶工业总公司725所等20多家院所，有能力解决海水利用关键领域的重大技术问题，推动海水利用产业化发展。

青岛特别重视海水淡化技术的研究与应用，海水淡化技术研究和产业化方面已取得突破性进展，涌现了一批在海水淡化领域拥有自主知识产权的生产企业，已经具备了发展海水淡化产业化的基础。2004年黄岛发电厂建成了3000m³/d海水淡化工程，为全国第一个拥有自主知识产权的低温多效蒸馏工艺海水淡化工程，标志着青岛市海水淡化产业开始步入全国前列。2006年，青岛发电厂建成2万m³/d海水淡化工程。2007年，青岛黄岛发电厂建成的1万m³/d反渗透海水淡化示范工程，是我国首台单体容量最大、技术含量最高、单机占地面积最小的海水淡化装置。目前，黄岛发电厂海水淡化能力约2.6万m³/d。2010年6月，青岛碱业股份有限公司2万m³/d海水淡化项目建成投产，使青岛碱业公司在国内乃至世界纯碱行业中首家形成了“纯碱生产—海水淡化—浓海水化盐制碱—热电联产一体化”的发展模式。该项目建成投产后，将给企业带来资源利用的最大化，并使以海水淡化为标志的海洋化工成为企业新的经济增长点。目前，青岛市形成了6.6万m³/d的海水淡化能力。目前，青岛正在建设总规模为10万m³/d的青岛百发海水淡化项目，该项目采用反渗透海水淡化工艺，计划2011年建成通水。届时，淡化海水将直接进入青岛市政自来水供水管网。

近年来，青岛市委、市政府非常重视海水淡化技术的研究与应用，海水淡化技术研究和产业化方面已取得突破性进展，涌现了一批以华欧集团为代表的在海水淡化领域拥有自主知识产权的生产企业，已经具备了发展海水淡化产业化的基础。青岛科瑞特机电集团的纳米多微孔陶瓷复合膜海水淡化装置、青岛蓝太系膜产品、双瑞防腐、防污工程有限公司的产品均投入市场。青岛海诺水务科技股份公司目前已具备实施20万-30万吨/日海水淡化项目的能力。

2008年，大连全市水资源总量为19.91亿m³，比多年平均值减少42.1%，占辽宁省水资源总量（266.03亿m³）的7.48%，而大连市人口则占辽宁省（常住人口4315万人）的14.21%。按大连市2008年末常住人口613万人计算，大连市水资源人均占有量325m³，低于辽宁省的人均线（617m³），仅相当全国人均水资源量的1/6。从国际上人均1000m³作为生存的起码要求线衡量，大连已是水资源严重匮乏地区。

大连市委、市政府高度重视海水利用问题。2003年，大连市发展改革委员组织我国市政工程东北设计研究院、北京工业大学和哈尔滨工业大学完成了《大连市海水与城市污水资源战略研究》。这些研究工作都是创建大连海水利用示范基地的前期工作及理论依据。2008年，为加快全市海水利用，促进水资源可持续利用，保障经济社会可持续发展，大连市海洋与渔业局编制并经市政府批准发布《大连市海水利用规划（2008－2020）》。规划提出了大连市海水利用的指导思想、主要原则、发展目标和重点，提出了海水直接利用、海水淡化和海水化学资源综合利用的发展方向和重点。2009年12月9日颁布的《辽宁省海水利用专项规划》，更为大连海水利用产业的发展创造了良好的机遇。

一是核心技术优势。大连理工大学在2007年承担了万吨级多效蒸发（MED）海水淡化技术研发项目，掌握了大型MED海水淡化装备核心技术，以该项成果为依托、我国自主设计建造的国产首台万吨级海水淡化装备——“国华沧东电厂1.25万吨低温多效蒸馏海水淡化装置”，于2008年12月建成并顺利投入运行，该装置的各项指标均达到国际先进水平。该项成果也使我国成为继法国、以色列之后第三个拥有万吨级低温多效蒸馏（MED）海水淡化装备核心技术的国家，使大连在该领域的核心技术优势领先其他地区。目前国内外众多企业纷纷来连寻求合作，在国内外产生了重要影响。

二是装备配套和市场优势。大连已经具备大型海水淡化装备的制造能力。随着大连市城市化快速发展、产业的向北转移，一些新区新建的和老区拆迁的电厂（包括核电站）、化工厂等都需要建设海水淡化装置，而且《规划》对辽宁省沿海地区和海岛的海水淡化都提出了具体目标要求，使大连市发展海水淡化产业具有广阔前景和基础优势。

浙江全省共拥有海域面积26万平方公里，大陆海岸线和海岛岸线长达6486公里，面积大于500平方米的岛屿占全国岛屿总数的2/5，利用海水的条件十分优越。2008年全省总水资源量为855.23亿立方米，人均水资源量为1670立方米，低于国际公认的年人均水资源1700立方米的警戒线。随着经济的快速发展，全省面临资源性缺水、水质性缺水、高耗性缺水三重压力。尤其是滨海地区这种情况更为严重。

舟山市地处海岛，主要利用水库、山塘等蓄水设施依靠梅汛和台汛两期降水来蓄水，是一个资源型缺水的地区。2008年，舟山市水资源总量8.08亿立方米，按舟山市2008年末常住人口105.4万人计算，舟山市水资源人均占有量766.6m³，约为全省平均的1/2，加上水污染问题日益加重带来水质型缺水，淡水资源缺乏已成为舟山国民经济和社会发展的瓶颈问题。

浙江省政府加大政策扶持力度，引导海水淡化和综合利用持续健康发展。浙江省在“十五”期间启动了《科技兴海重大科技攻关及示范工程方案》，将海水淡化技术攻关和推广应用作为重点项目予以扶持。2007年省发改委、省海洋与渔业局和省财政厅联合印发了《浙江省海水利用发展规划》，明确提出了2010年和2020年我省海水利用发展目标，确定了海水淡化、海水直接利用、海水淡化技术和装备制造、海水化学资源综合利用等海水利用重点领域。目前，浙江省正在积极研究制定在税收优惠、产业技术、用地扶持、项目运营等方面的海水利用扶持政策。

舟山在《浙江省海水利用发展规划》总体布局中定位为海水利用综合发展区。以创建国家级海水淡化与综合利用示范城市为发展平台，大力发展大中型规模的海水淡化和直接利用，积极发展海洋化工和海水综合利用，鼓励发展海水利用装备（产品）制造业，培育海水利用产业链。到2010年，海水淡化规模达到15万吨/日，海水直接利用量达到1亿吨/年。

浙江是我国海水淡化人才、技术、产业最集中的省份之一，以国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心、海洋二所、浙江大学等为代表的科研机构，拥有一大批专业技术人才。通过承担国家和省部级科研项目，形成了一批具有自主知识产权的重大科技成果，在膜材料合成、制膜工艺优化方面具有国内先进水平。杭州水处理技术研究开发中心承担了我国首套反渗透海水淡化装置的设计和建设，承担了国家千吨级到万吨级的反渗透海水淡化示范工程的设计和建设，近些年来在国内海水淡化的市场占有率达到60%以上。目前，浙江已经建立了国内最大的膜及膜组件生产线，膜的年生产能力达到120万平方米。全省已有近百家水处理工程公司和配套产品生产企业，年产值达20多亿元。

舟山四面环海，海水资源极其丰富，海水综合利用起步也较早，到目前已形成以海水淡化为主，海水直接利用、浓缩海水利用为辅的综合利用格局。舟山在海水淡化方面可以说是走在全省前列的，1997年嵊泗县“嵊山500m³/d反渗透海水淡化”示范工程项目是国内第一个自行设计、自行施工的工程，开创了国内反渗透海水淡化应用的先河，技术上的不断改进，使每吨淡化水综合成本降到了5元左右。2009全年建设海水淡化工程3处，完成泗礁4000m³/d、黄龙1000m³/d和衢山2500m³/d的海水淡化工程；完成了我国最大的海水淡化项目—六横镇10万吨级海水淡化与综合利用产业化工程一期1万吨级建设，适时建设六横镇10万吨级海水淡化与综合利用产业化二期工程，做好长涂6000m³/d海水淡化工程的前期工作。

截止2009年底，舟山市海水淡化项目情况为：全市累计建成海水淡化工程18处，合计产水淡化能力达到33,200m³/d，有效地缓解了海岛旱季缺水状况。目前在建和拟建项目3个，分别是舟山六横10万m³/d海水淡化工程、岱山县衢山镇反渗透海水淡化厂二期工程5000m³/d、菜园海水淡化五期4000m³/d等项目，总生产能力近10万m³/d。

河北省沿海地区处于环渤海经济圈的中心地带，是全国5个重点海洋开发区之一。河北省位于渤海湾西岸及北岸，海岸线总长487.3公里，有良好的海水资源。且由于大陆河川大量的淡水注入，使渤海海水中的盐度很低，仅为3%。优越的自然条件为河北省海水淡化及海水利用产业化提供了良好的基础。但同时河北省也是严重的资源型缺水省份，据评估分析，目前全省的用水总量为200多亿立方米，而省内可用的水资源总量约为170亿立方米，为保障经济社会发展，每年不得不超采40多亿立方米的地下水。按2008年的数据，河北省水资源总量为161.0亿m³，河北省水资源人均占有量231.1m³，按2008年全国人均水资源量为2066m³/人计算，仅相当全国人均水资源量的11.19%。水资源短缺问题已经成为河北省经济发展的严重桎梏。

作为全国水资源严重缺乏的省份之一，要建设沿海经济社会发展强省，解决水资源短缺是必须直面的重大问题，河北省政府高度重视海水利用与开发。2009年5月，《河北省海水利用规划》项目在石家庄通过验收。该规划对于规范和指导河北省沿海三市科学合理利用海水资源，积极培育和发展海水利用产业，引导海水利用工作健康、快速发展具有重要意义。“十一五”期间，河北省实施了海水淡化“328”工程，即抓好沧州、唐山、秦皇岛三个城市试点，推动海水淡化在电力、化工两个行业的应用，组织八大海水淡化工程。项目投资估算31亿元，全部建设后，海水淡化能力达45万m³/d。

河北省近几年海水淡化产业进展迅速，目前海水淡化能力达到9.25万m³/d。主要生产形式利用钢或电厂产生高温废气对海水进行蒸馏得到淡水，主要生产厂家有河北国华沧东电厂、首钢京唐钢铁厂、河北大唐王滩电厂以及曹妃甸工业区阿科凌海水淡化项目等。其中，国华沧东电厂是国内第一家大规模引进海水淡化设备的电力企业，可以利用电厂原有的系统设备和电厂低品质抽汽做为制水汽源，以较低的温度（低于70℃）将海水蒸馏，制得品质很高的淡水，节省了提取海水和海水升温加热的费用，海水淡化的能耗指标从26.4（kW•h）/m³， 降到2.9（kW•h）/m³，降低了90%左右。目前国华沧东电厂海水淡化装置产水能力达到3.25万m³/d，包括两台10000m³/d低温多效蒸馏海水淡化装置和一台12,500m³/d低温多效蒸馏海水淡化装置。其中，2008年12月投产的1,2500m³/d的海水淡化装置是我国拥有自主知识产权的首台万吨级海水淡化装置，共创造8项全国第一。该装置与国外制造的同类型设备相比，具有造水比高、电耗低、投资低等显著特点，已达到国际同类产品先进水平。公司现海水直接利用达到4万m³/d，海水淡化能力已达3.25万m³/d，不但满足了电厂运营的用水品质及用量，还具备了外供能力。

首钢京唐钢铁厂海水淡化项目设备于2008年10月全部安装到位，项目采用法国 Sidem公司的先进技术，生产过程中利用炼钢产生高温废气对海水进行加热得到淡水，生产能力达到 5万m³/d，远期达20万m³/d。可满足生产使用高品质冷却水的需求，每年可为曹妃甸节约淡水2000万m³。

大唐王滩电厂反渗透海水淡化系统是我国第一个投运的“双膜法（UF+SWRO）”海水淡化项目，由我国自行设计建造，一期总设计出力10,800m³/d，已建成装置出水7200m³/d。项目中采用了代表世界最新科技的超短预处理工艺：自清洗过滤器+超滤（UF）。王滩电厂采用海水直流冷却方式，使发电机组冷却不再使用冷却塔，使用过的海水又汇入自然河流回归大海，可节约大量淡水资源，经济、环保，管理成本低。锅炉补给水和其他工业用水由反渗透海水淡化技术获取，生活及消防用水由开发区自来水厂供应。

曹妃甸工业区是首批被国家批准为循环经济示范区的11个园区之一，海水淡化工程被公认为曹妃甸工业区“循环经济产业链条中的龙头”。作为一个滨海工业区，在建设初期需要从一百公里以外的唐山市引进数千万吨的淡水，这不仅加重了唐山这座缺水城市的负担，更成为项目引进和经济发展的瓶颈。为此，曹妃甸工业区大力引入海水淡化项目，把海水淡化作为打造循环经济和工业区开发建设的重点产业，打造海水淡化产业，形成产业链条，为工业生产庞大的淡水需求提供不竭的水源供给。

2009年首钢京唐钢铁厂海水淡化一期工程建成投产，它是曹妃甸工业区第一家建成投产的海水淡化工程。它的正式运行标志着曹妃甸在打造循环经济产业链上取得了新进展。

河北省积极推进海水淡化装备配套产业集群建设，构建海水淡化制造基地。目前，河北省秦皇岛市海水淡化制造专业企业主要有四家：（1）秦皇岛禹王环境工程有限公司是专业从事水处理设备研制、生产、工程安装及售后服务为一体的高新技术企业。公司从事水处理研究、设计、生产、施工。其海水淡化设备遍布全国各地，并已远销东亚、东南亚等国际市场。（2）秦皇岛新源水工业有限公司是以研制、生产海水（苦咸水）淡化及工业水处理设备为主，集科研、生产为一体的高新技术企业。（3）山海关船舶重工有限责任公司是国内唯一承接舰船用海水淡化装置和陆用苦咸水淡化装置的制造企业。（4）秦皇岛桑格海洋水开发利用有限公司属于中外合资企业。主营产品为：海水淡化、水处理等设备。该公司的中方投资者曾获“河北省优秀发明单位奖”，日方投资者是拥有诸多发明专利权的海水淡化装备生产企业，两企业致力于开发我国的海水淡化装备制造市场。

渤海新区的规划发展与原可研相比没有变化，2007年2月15日，省政府批准设立沧州渤海新区。2007年7月20日上午，沧州渤海新区成立。沧州渤海新区位于河北省东南部，东临渤海、南近山东、西界沧州、北倚京津，渤海新区建成后将成为河北省重要的出海口和对外开放的窗口之一。渤海新区行政区划包括核心区与规划协调区两部分，核心区包括黄骅市、黄骅港开发区、临港化工园区、临港经济技术开发区和南大港管理区，面积2375km²，总人口约54.6万人；规划协调区包括海兴县，面积960km²，总人口约22万人。沧州渤海新区具有土地及环境容量优势，沧州渤海新区有1700多平方公里的非农用地（其中1035平方公里未利用地、349平方公里盐田）、307平方公里滩涂、1051平方公里浅海。这在我国东部沿海区域中，是仅有的一块面积最大、人口较少、可用做工业建设的“处女地”。

渤海新区是河北省政府确定的建设沿海经济社会发展强省的增长极和隆起带，具有区位、交通、土地、环境容量、产业等综合优势，正在按照建设一个综合大港、打造一座滨海新城、聚集一批支柱产业的发展定位，构筑石油化工、装备制造、电力能源、港口物流等四大产业群。而淡水这一基本要素却成为了制约发展的瓶颈。

2011年以来，随着经济复苏，渤海新区的入驻企业开始不断向新区政府提出新的用水需求。目前渤海新区在建的部分项目明年准备部分项目投产，急需淡水供应，已经和河北国华沧东电厂进行协商，如果不能及时提供淡水将会影响部分企业的按时投产。2011年5月份，渤海新区经济发展局对新区各重点企业“十二五”期间用水市场进行调研摸底，调研结果如表19所示：

由表19可知，渤海新区现状工业用水量为11.73万吨/日，2012年、2013年及2015年分别达到20.56、35.82及77.38万吨/日。

渤海新区的淡水资源和供水现状与原可研相比没有变化，渤海新区规划大发展同时，不得不面临淡水资源短缺的严峻现实。沧州水资源量多年平均只有13.8亿吨，人均占有量205吨，亩均占有量110吨，分别占全国均量的8%和6%，不足全省均量的50%。渤海新区更是河北省典型的资源型缺水地区，淡水资源先天不足且结构单一，埋深50m以上的地下水约60%的面积为微咸水或咸水，50m至100m范围内基本上是咸水，250m以下才有淡水。近些年由于降雨量逐年减少，地下水补给严重受限，水资源供需矛盾更加突出。而需水量随着经济发展不断扩大，为满足生产和生活的需求，不得不大量超采地下水，造成地下水每年以2m－3m的速度急剧下降，地下漏斗不断扩展。据统计，平水年（P＝50%）年超采量达到5086.6万吨（13.9万吨/日）以上，超采率达到200%以上。偏枯水年（P=75%）超采量11738.6万吨（32.2万吨/日）以上，超采率达到300%以上。开采深度从最初的200m达到现在的800m以上，地下水漏斗中心埋深从1975年的50.28m，至今已达100m以上。地下水连年超采引起地下水位逐年下降、地下水漏斗逐年扩展、地面沉降、裂缝和塌陷、海水倒灌等一系列环境地质问题，同时也引起了系列的社会问题，大量的水井干涸，带来了严重的人畜饮水安全问题，造成城市和农村之间、工业和农业之间、用水户之间的争水矛盾不断扩大升级，严重影响了和谐新区的建设和发展。目前，渤海新区除中捷和南大港为自备井供水外，港城区和化工园区用水供给源主要有大浪淀水库、杨埕水库、海水淡化。2011年淡水日供水量约为13.2万吨/日，2011年新区淡水资源供应能力如表20所示。

类别	供水能力	水源
港城区	11.2万吨/日	杨埕水库6万吨/日、大浪淀水库4万吨/日、海水淡化1.2万吨/日。
化工园区	2万吨/日	大浪淀水库2万吨/日。
合计	13.2万吨/日

大浪淀水库和杨埕水库水源均来自跨流域调引黄河水。由于黄河水源“限量供给、以供定需”的原则，淡水已经成为制约新区发展的瓶颈，选择海水淡化解决淡水资源短缺已经成为渤海新区发展的必然选择。

渤海新区的水市场与原可研相比没有变化，但2011年以来，淡水量的需求呈上升趋势。渤海新区的建设和淡水的可靠供应是密切相关的，如果没有可靠的水源供应将严重阻碍地区的工业和经济发展。按照渤海新区的当前供水能力，新区未来几年供水缺口巨大：2012年缺水6.8万吨/日、2013年缺水22万吨/日、2015年缺水达64万吨/日。对于以上渤海新区的淡水供需情况，十分需要建设更为可靠的水源，对于地区发展和建设，水市场的需求是可靠的。新区缺水解决之道，一是加大引黄规模，二是海水淡化，由于引水工程受上游来水影响较大，与有关部门、相临省份协调任务量大，不确定性因素难以控制，供水安全和水质均难以保证。

作为淡水水源，海水淡化水水质要大大优于地表水，而且供给稳定，作为地区化工和其它行业，高品质的淡水可降低企业的水处理费用，提高淡水的利用率。经沧州市物价局审批通过的黄骅港开发区水价情况如表21所示：

源水价格（2008年）	管委会水厂源水价	2.35元/吨（大浪淀水库直供的黄河水）
	神华水厂源水价	2.8元/吨（大浪淀水库直供的黄河水）
外供水价格	居民	4元/吨
	党政机关	5元/吨
	工商企业	6元/吨
	饮食行业	7元/吨
	特殊行业（洗车、洗浴）	17元/吨

海水淡化水由于设备投资费用高，随煤炭价格的提高，现在制水的能源费用所占比例增大，制水成本也在提高，电厂在为地方公益事业作出贡献的同时也要考虑市场对供水价格的承受能力。现有工商企业用水价格为6元/吨，海水淡化水水质较高，不需要更多的后处理，从现有地区水价看，海水淡化高品质水高于现有淡水价格应是可以接受的。根据中国市政工程华北设计研究总院为沧州渤海新区编写的总体规划中的给水工程中将海水淡化列入远期规划中最为重要的水源。

目前渤海新区在建或运营的部分项目，如：中钢滨海实业，计划2011年年底投产，投产初期需海水淡化水0.6万吨/日，随生产规模的扩大2013年逐渐增长至1万吨/日，已与河北国华沧东电厂签订用水合同；中铁装备公司，当前用水量9万吨/日，全部来自黄河水，因黄河水氯离子超标对设备腐蚀严重，急需河北国华沧东电厂提供海水淡化水1万吨－3万吨进行水质调配；华润渤海新区2×300MW热电工程，计划2013年初投产，需要1万吨/日的生产用水需通过河北国华沧东电厂淡化水解决，目前已签订供水协议。为保证渤海新区企业发展用水，沧州渤海新区管委会与河北国华沧东电厂签订《海水淡化供水包销合作协议》，约定政府负责包销河北国华沧东电厂20万吨海水淡化工程生产的全部淡水，并配套建设输水工程。协议要求河北国华沧东电厂保证2012年底具备5万吨/日的对外供水能力，并于2013年、2015年分别达到10万吨/日、20万吨/日的制水能力，满足新区发展对淡水的需求。渤海新区政府今年已启动由电厂至港区的日供5万吨海水淡化水管网建设，预计2011年12月底竣工并投入运行。此5万吨管道可满足本期及后续海水淡化工程的输水条件。

产业要发展，科技是支撑。1972年，国家海洋局在杭州第二海洋研究所建立了海水淡化研究室，后来发展为国家海洋局杭州水处理技术开发中心，主要从事膜法淡化过程的研究和开发。1984年，国家海洋局在天津组建了“海水淡化与综合利用研究所”，主要从事“蒸馏法海水淡化过程”的研发。如今，这两个单位已成为我国南北两大海水淡化中心和基地。除了上述两家主体队伍之外，天津大学等大专院校及科研院所也从事海水淡化技术的研究和开发工作。下面将简要介绍我国海水淡化与直接利用领域的主要研发机构情况。

国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所创建于1984年，位于天津市新技术产业园区内。系国家海洋局直属的我国唯一专门从事海水（苦咸水）淡化、纯水超纯水制备和膜分离等技术研究、设备生产、工程服务的专业性国家级研究所，全面推行ISO9001国际质量管理体系，是国家水处理工程的甲级设计单位。下属海跃高科技术实业有限公司、水资源利用、膜分离、海洋化工、海洋防腐工程、分析检测等六个技术开发中心和一个实验基地，现有员工460多人，其中高、中级科技人员260多人。

作为国内颇具实力、信誉卓著的国家级水处理技术研究单位与水处理设备供应商，专门从事膜法、蒸馏法海水淡化，苦咸水脱盐；反渗透、电渗析法纯水超纯水制备和工业用水脱盐；工业冷却水处理、污水处理等水处理技术和化工物料分离技术的研究开发、相应设备的研制生产、工程咨询、工程设计，并提供全方位、高水平的水处理和化工物料分离工程服务。同时进行海水化学资源综合利用、海洋防腐涂料技术等领域的技术研究和应用开发。形成海水淡化、海水直接利用、海水化学资源利用、海水水质科学与工程、海水利用发展战略、海水利用检测与监测、膜技术和水处理（工程、产品）等业务领域。

在国家和天津市政府的一贯支持下，该所已成为我国在海水淡化、海水直接利用和综合利用技术领域，综合实力最强、水平最高的研究机构之一。建所20余年来，承担完成国家科技攻关、863计划、院所基金、高技术产业化专项以及省部级科技攻关等重大科技项目百余项，建成一批国家重大科技示范工程。“九五”期间，该所承担了8项国家重点研究项目。其中海水循环冷却技术研究、低温压汽蒸馏海水淡化技术研究还获得了国家“九五”优秀成果奖。“十五”期间，天津海水淡化所承担了2500m³/h海水循环冷却技术示范工程、5000m³/h海水淡化示范工程、20万平方米住宅小区生活用海水示范工程等三项国家重大研究项目。“十一五”期间，该所承担了“海水淡化与综合利用成套技术研究和示范”重大项目中的六个项目，包括：5万吨/日低温多效蒸馏海水淡化成套技术与装备开发、10万吨级海水循环冷却技术与装备研发、大生活用海水集成技术研究及应用、1000吨/年气态膜法浓海水提溴技术开发、万吨级浓海水提镁技术研究开发和浓海水综合利用新工艺关键技术研究。

此外，该所技术支撑编制完成国家首部《海水利用专项规划》和《海水利用标准发展计划》。截止目前，该所获得国家和省部级科技奖励二十余项，其我国家科技进步奖二等奖一项、国家科技进步奖三等奖一项，取得国家专利近百项。作为我国北方重要的水处理技术研究和工程基地，在相关技术工程化、产业化的推广应用方面，也取得了骄人的成绩。

国家海洋局杭州水处理技术开发中心成立于1984年，是国内水处理技术和膜过程开发的创始单位，现有员工300余人（其中我国工程院院士1名，享受国家特殊津贴专家10人，高中级人员占75%以上）。杭州水处理中心是国家液体分离膜工程技术研究中心、我国海洋学会海水淡化与水再利用分会及国家净水设备技术动员中心的依托单位，拥有膜与膜过程国家重点实验室，是硕士学位的授予单位之一，并与多所著名高校联合培养博士研究生。该中心从事的专业有化学工程、环境工程、给排水、化工机械与设备、土木工程、自动控制、经济管理、技术经济、概算、海洋化学和计算机等十五个专业，专业结构合理，形成了研究开发、工程设计成套、安装调试、技术培训、分析监测等全程服务体系队伍。

该中心不但在膜技术科研开发领域挚旗，在产品开发和应用上更有着丰富的经验和强大的实力。“七五”以来，中心在国家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”、“973”计划、“863”计划、国家科技攻关计划、国家自然科学基金、国家海洋局和浙江省科技计划中，共承担完成了重大项目六十多项、获国家科技进步一、三等奖各一项，省部级科技进步奖40余项，国家级新产品三项，国家专利30项，其成果数量居国内行业之首。近期又承担了国家科技部《万吨级膜法海水淡化关键技术与装备研究》的专项研究课题，这些科研成果的成功研制和应用，从根本上扭转了我国膜技术产品长期依赖进口的局面。经过二十年的努力，中心不仅成为国家海洋局内经营规模最大的单位，也成为本行业内规模最大的单位之一。在化工纯水、海水淡化、锅炉补给水、工艺用水、医药用水、电子工业超纯水、金属化合物浓缩分离及各工业领域建立了对行业产生重大影响的成套工程。在海水淡化行业，公司率先在反渗透海水淡化领域建立了当时国内最大的日产五百吨反渗透海水淡化工程，获国家海洋局勘察设计金奖，以后建立了千吨级反渗透海水淡化示范工程，国内最大的万吨级反渗透海水淡化示范工程，目前最大的10万吨级亚海水淡化工程的一期工程，以及我国首套膜法1200吨/日电镀漂洗液回收镍、铜重金属示范工程。

此外，中心还较好地发挥了“国家队”和行业“领头羊”的作用，先后起草编写行业和国家标准30多个（海水淡化行业标准也正在编写中），编写了国家膜技术工程等标准及教育大纲，举办大型国际学术会议20多个，举办各类培训班30多次，培训行业内骨干3000多人次，并多次参与国家膜技术及产业发展规划的起草工作和国家重大项目的咨询工作。同时中心作为我国膜分离行业领先技术水平的代表，多次出席国际膜技术会议。

2000年天津大学海水淡化与膜技术研究中心成立，该中心由我国海水淡化蒸馏法奠基人之一的王世昌教授任中心主任。中心现有教授5人，副教授、副研究员和高级工程师多人，博士和硕士研究生50余人。中心拥有一批强有力的产、学、研队伍，已为国内多家大中型海水淡化项目提供技术服务。

天津大学是我国最早开展大型陆用海水淡化研究的单位之一，对海水淡化的两种主体技术——蒸馏法和膜技术法都有深入研究，并取得了多项成果，在国内外有较大影响。二十世纪六十年代即开始进行反渗透海水淡化研究，七十年代中期开始研究多级闪蒸海水淡化，八十年代初主持完成天津市科委重点示范工程，建成我国第一台日产百吨级海水淡化多级闪蒸装置，达到同期国际水平。之后，天津大学先后承担了海水淡化方面的国家“九五”、“十五”攻关项目、国家“863”计划项目、国家自然科学基金和天津市自然科学基金项目等十多项，内容涉及多级闪蒸、多效蒸发、露点蒸发淡化、海冰淡化、海水淡化能量回收装置、液体分离膜等多个方面。

自上世纪60年代以来我国开始研究海水淡化技术，“九五”期间科技部首次设立了有关海水利用的项目—海水资源开发利用关键技术研究。随后“十五”、“十一五”均将海水利用相关技术及产业研究列入国家科技攻关项目，并将其列入《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》。“九五”到“十一五”期间的部分海水淡化与直接利用科技攻关项目。

“十五”期间受国家科技部的委托中化化工科学技术研究总院作为项目组织单位，组织天津化工研究设计院、杭州水处理技术开发中心、北京化工大学、南京工业大学等院所、高校及近30家企事业单位共同承担了“十五”国家科技攻关计划重点项目“工业节水及膜法海水淡化技术开发”的研究开发工作，解决了工业水处理领域的一些重大的关键性技术及集成技术，取得了明显的节水成效。攻关的主要内容有4个方面，即绿色水处理药剂开发、工业节水成套技术开发、工业废水回用技术开发及海水淡化关键设备开发。

为贯彻落实“十五”高技术产业发展规划，加快城市节水和海水（苦咸水）利用产业发展，2004年国家发展和改革委员会组织实施了城市节水和海水利用高技术产业化专项。

专项的主要目标是：通过实施城市节水和海水利用高技术产业化专项，在城市节水领域，重点开展新型节水技术及废水资源化技术产业化示范以使有限的水资源得到最大限度的利用；在海水利用领域，重点开展海水淡化、海水直接利用等技术的产业化示范，推动海水资源的开发利用，缓解我国水资源的供需矛盾，实现经济和社会的可持续发展。

专项支持的重点技术方向：围绕我国具有产业化基础的城市节水技术、海水淡化和海水直接利用等三个方面开展产业化示范工作。

2007年，“十一五”国家科技支撑计划“海水淡化与综合利用成套技术研究和示范”重大项目全面启动。国家海洋局副局长陈连增指出，该项目的启动和顺利实施，对于发展我国自主创新的大型海水淡化与综合利用技术装备，形成我国自主的海水利用技术、装备、标准和产业化体系，全面提升我国海水利用核心竞争力，推进海水利用产业快速发展，具有重大意义。据国家海洋局介绍，“海水淡化与综合利用成套技术研究和示范”项目总投资约 11.5亿元，其我国家拨经费 9680万元。共设 14个课题，实施周期为 4年。项目以增强自主创新能力为核心，以创建海水利用产业链为主线，将开展大型海水淡化与综合利用成套技术研究，建立大型海水淡化、海水循环冷却、生活用海水、海水化学资源提取利用示范工程。国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、青岛华欧海水淡化有限责任公司、北京北大青鸟新能源科技有限公司、天津长芦海晶集团有限公司、北京师范大学、天津大学等单位共同承担该项目。

2007年，浙江省根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，制订了海水淡化与海水综合利用技术专项。本专项研发投入预算3.0亿元，其中省财政拨款和补助0.5亿元，争取国家项目经费0.5亿元，地方政府配套及单位自筹2亿元。本专项主要支持以下几方面的技术开发，一是海水淡化大规模工程技术的开发，为我国实施大型海水淡化项目，为沿海地区大型工程和区域供水提供技术支撑；二是根据我省海岛众多、对中小型海水淡化装置需求较大的特点，重点支持各种型式的中小型海水淡化装置制备技术的开发，如太阳能、风能与海水淡化耦合的海水淡化装置，船用及移动式海水淡化装置；三是支持海水淡化关键设备与部件的开发，重点支持全国产化的中小型反渗透海水淡化装置的研发、系列反渗透海水淡化膜元件、中型能量回收装置及高压泵的开发，形成全省完备的海水淡化产业链；四是支持海水综合利用技术的开发，以浓海水利用为突破口，通过以海水为资源进行综合利用，进一步降低海水淡化成本，发展海洋新兴产业；五是支持膜法微污水处理技术的开发，重点支持纳滤和超微滤膜元件的开发、各种新型微污染水处理工艺及装备的开发，改善浙江省微污染水地区的水质。

“十一五”期间，河北省将实施海水淡化“328”工程，即抓好沧州、唐山、秦皇岛3个城市试点，推动海水淡化在电力、化工两个行业的应用，组织八大海水淡化工程。项目投资估算31亿元，全部建成后海水淡化能力将达到45万m³/d。海水淡化工程主要集中在沧州、唐山、秦皇岛三个沿海城市，其中包括唐山曹妃甸港口和重化工业园区10万m³/d的反渗透海水淡化工程、唐山三友集团1万m³/d的低温多效蒸馏海水淡化工程、国华沧东电厂的海水淡化工程，以及秦皇岛新源水工业有限公司的海水淡化装置产业化项目等八个工程。

《海水利用专项规划》中指出资金筹措要充分发挥市场机制作用，主要走市场化运作的路子。该规划的海水利用工程项目的投融资原则，属于一般性投资项目，企业作为基本的投资主体，主要向市场融资。但海水淡化产业投资的特点是投资大，见效慢，周期长。建设1万m³/d海水淡化项目需要1亿元人民币。大型海水淡化项目一般需要数十亿的建设资金。大型海水淡化往往不是一个企业能够承担的，而是涉及到方方面面。在国外企业背后，站着一群实力强大的投资银行、投资商、基金。我国企业在融资方面的能力，则是非常单薄。目前，我国海水淡化工程建设更多还停留在“你有钱，我就给你做”的阶段。而国外企业的做法则是，只要你有需要，我们就谈价钱，谈政策，何时为你建成。由于我国从事海水淡化的企业相对弱小，我国的大型海水淡化项目建设大多是由国外公司完成的。我国投产的供应城市和海岛居民用水为目标的基础性和公益性海水淡化工程多以政府投资为主，我国本土企业尚欠缺投资能力。

鉴于我国尚处于海水淡化发展的初级阶段，发展海水淡化产业，需要企业的自身努力，更需要政府的大力支持。以新加坡为例，新加坡政府投资建设示范工程带动产业的发展，同时政府的关注和扶持也大大鼓励了企业积极参与，这促使新加坡海水淡化产业能够迅速发展起来。这不单纯是一个技术问题，而是受项目管理、融资等方面的影响。我国在这方面还有很多需要学习的地方。

2012年我国海水淡化政策频频出台，2012年2月发布了《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》，意见中提到2015年建成2个日产能5万-10万吨的国家级海水淡化重大示范工程和20个日产能万吨级海水淡化示范工程，5个浓盐水综合利用示范项目，在全国建成20个海水淡化示范城市。2012年12月又正式发布了《海水淡化产业发展“十二五”规划》，截至2010年底，国内建成海水淡化装置70多套，设计淡化水产能60万立方米/日；在建装置5套，设计淡化水产能26万立方米/日。其中，反渗透法占总产能的66%，低温多效蒸馏法占33%，其他海水淡化方法占1%。目前，反渗透海水淡化投资为6000元/立方米－8000元/立方米，综合产水成本为5元/立方米－6元/立方米。计划到2015年，我国海水淡化产能达到220万立方米/日以上，海水淡化对解决海岛新增供水量的贡献率达到50%以上，对沿海缺水地区新增工业供水量的贡献率达到15%以上；大幅度提高苦咸水、微咸水的淡化利用能力。目前我国海水淡化工程总规模为世界的1%，且已建工程中约一半以上由国外公司主导承建，相对缺乏大型海水淡化工程建设的实践经验。2013年3月国家公布了海水淡化产业发展试点单位名单，预计未来两年，我国的海水淡化市场还是以试点工程建设为主，逐步加强自主建设能力，积累工程经验。从近期出台的海水淡化政策来看，能起到实质性效果的内容较少，有利于行业发展的资金支持或财税政策不多，目前海淡行业只有三免三减半优惠政策，企业以参与试点项目为主，市场观望情绪浓厚。

截至2012年年底，我国国内已建成的规模以上海水淡化工程共计66项（如表22所示），代表SWRO、MED和MSF等三种主要海水淡化工艺的典型工程分别是浙江华能玉环电厂、河北国华沧东电厂和天津大港电厂。