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把海水淡化,淡化后的海水可以变为饮用水,剩下的浓海水进行提溴,然后进行晒盐或者提取其他成分,最终形成化工/发电——海水淡化——海水循环冷却——浓海水制盐/制碱的海水淡化与综合利用循环经济产业链。
前不久,天津海水淡化产业(人才)联盟成立,旨在整合全国海水淡化技术研发、装备制造、产品生产、工程建设及场景应用等优势资源,把海水“吃干榨净”。
干渴的地球
小伙伴们在课本上都学到过,地球上71%的面积被海洋覆盖,水总体积约有13亿8600万立方千米,海洋约占地球总水量的96.53%,湖泊咸水和地下咸水占0.94%,而淡水资源只占总水量的2.53%,再除去无法取用的冰川和高山冰冠中的水,陆地上可利用的淡水湖、地下水和河流的水量不到地球总水量的1%。根据联合国的数据,到2025年,全球约有18亿人可能面临“绝对缺水”的局面,全球三分之二的人口可能面临淡水供应紧张或限制。资料显示,我国是全球严重缺水的国家之一。2019年我国人均水资源2059.2吨,只能达到全球平均水平的三分之一。北京、天津、山东等10个省、市人均水资源拥有量低于500吨的严重缺水线。中国水资源的时空分布很不均匀,就空间分布来说,长江流域及其以南地区,水资源约占全国水资源总量的80%,但耕地面积仅为全国的36%左右,黄河、淮河、海河流域,水资源只有全国的8%,而耕地则占全国的40%。
据有关部门预测,中国缺水的高峰将在2030年出现,那时人口将达到16亿,全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限,水资源开发难度极大,若不采取有效措施,届时因缺水造成的损失将更加巨大。
淡化海水补给水资源
16世纪末,人类试着用蒸馏器在船上直接蒸发海水来制取淡水,开创了人工淡化海水的先例。19世纪末,由于蒸汽轮船普遍发展,蒸发器也随之蓬勃发展起来,以满足锅炉用水和部分饮用水的需要。1877年,俄国在巴库建成世界上第一台固定式淡水装置。其他国家,尤其是缺少雨水的干旱国家也相继建成固定式淡水装置。但是,真正大规模地淡化海水,是在20世纪50年代后期。据统计,目前世界上共有70多个国家从事海水淡化工作。联合国《2030年可持续发展议程》指出,全球淡水资源到2030年将减少40%,同时世界人口迅速增长,爆发全球水资源危机的可能性极大;为了能给所有人提供水和环境卫生并对其进行可持续管理,海水淡化技术作为解决水危机的重要选项,可以在发展中国家推广相关技术。
全球最大、最先进的以色列索莱克海水淡化水厂
根据公开发布的最新统计数据,截至2018年底,全国已建成海水淡化工程142个,工程规模120.17万吨/日。全国海水淡化工程在沿海9个省市分布。北方以大规模的工业用海水淡化工程为主,主要集中在天津、山东、河北等地的电力、钢铁等高耗水行业;南方以民用海岛海水淡化工程居多,主要分布在浙江等地,以百吨级和千吨级工程为主。自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭介绍:“海水淡化是利用海水脱盐生产淡水的过程,淡化水作为稳定、优质的增量水源,可有效解决水资源短缺。与跨流域、长距离调水相比,具有不移民、少征地、不受气候影响等优点。淡化技术已经拓展应用于苦咸水淡化、废水资源化、水生态修复、水环境治理和饮水安全保障等领域,发挥了良好的社会、经济和生态效益。市场上销售的瓶装水,大多是纯净水,通过反渗透的工艺处理地表和/或地下水而得到,用了淡化的技术,只不过原料水不是海水而已。另外,很多的工业废水零排放项目,实质上就是集成了膜淡化和热法淡化技术才实现的。我国已掌握反渗透、低温多效两大国际商业化主流海水淡化技术,相关技术达到或接近国际先进水平。淡化技术在苦咸水和工业水等方面的应用规模则远大于海水,全国仅与膜有关的产值规模就超过3000亿元。”
如何防止污染的产生
2019年联合国大学水资源、环境与健康研究所的报告指出,全球的海水淡化厂每天会产出1.42亿立方米的盐水,并且大约80%脱盐后产生的浓盐水是在距离海岸10公里的范围内,直接排进海洋或者地表水、下水道和水井中,这些富含化学物质的盐水会对海岸带的生态系统和环境产生影响。研究人员表示,高盐度和溶解氧水平下降会对底栖生物(如生活在海底的蠕虫、蛤蜊、螃蟹、龙虾和海绵动物等)产生深远的影响,进而通过整个食物链的产生传导效应。全世界海洋管理者的共识是,解决这个问题的途径就是立法,比如出台更加严格的法规,用以遏制不符合排放标准的淡化厂。但是也有相关人士提出通过科技创新解决,比如淡化厂通过先进的废水处理工艺回收,就能大大减少对环境的影响;或者在波浪或潮汐发电厂旁建造海水淡化厂,这样就可以加速水流搅动,加快盐水混合速度等;也有生物学者提出,在高盐区域养殖耐盐的鱼类和盐生植物,采取与农业结合的机制,进行可持续发展创新。
天津北疆电厂海水淡化装置照片
海岸带的生态资源环境,有其特殊性、脆弱性和敏感性,鉴于其一旦被破坏便很难恢复,因此淡化厂必须特别慎重,各国政府也应采取更严格的环境影响评估,运用综合管理手段,从社会、法治、经济、生态环境、工程技术等多个层面,多面向、跨领域、跨疆界的解决海水淡化产业与环境平衡问题。天津大学海洋战略研究所研究员刘家沂介绍:“联合国大会于2018年3月22日启动了‘水资源促进可持续发展’国际行动十年,号召采取转变水管理方式的行动。水资源综合管理,是推动水、土地和其他相关资源协作开发管理的过程,意图在保护生态系统可持续性的前提下,以公平的方式将经济与社会福利最大化。以多数海岸淡化厂的建设为例,环境影响评估在海岸带综合管理方面的作用,包括综合原则及相互关系、生态平衡原则、环境保护原则、预警原则、透明原则,以及修复与补偿,这些原则最终的实现,必须是一个全局性的海岸带环境影响评估。”
天津大港新泉海水淡化有限公司照片
目前,我国多数海洋院校都缺乏海洋管理专业方向的学科建设,缺少培养文理工学科交叉、综合素质、系统思维的管理型人才计划。”因此,刘家沂建议:“应积极探索整合现有资源发展海洋管理学科,尽快培养海洋科技创新、资源与环境评估和海洋人文社会科学交叉、知识结构全面的海洋人才,这是可持续发展教育的发展方向,也是海洋强国建设的科技基础和重要保障。”链接:我国海水淡化的发展历程1920年前后,中国在山东省威海市刘公岛上已有了一座海水淡化蒸馏塔。蒸馏塔占地612平方米,与1560年突尼斯陆基海水淡化厂和1872年智利出现的世界上第一台太阳能海水淡化装置隶属同原理基础蒸馏海水淡化项目。1958年,国家海洋局第二海洋研究所首先在我国开展离子交换膜电渗析海水淡化的研究。1965年,山东海洋学院在国内最先进行反渗透CA不对称膜的研究。1970年,海水淡化会战主力汇集杭州,组织了全国第一个海水淡化研究室。
1981年,第一个日产200吨的电渗析海水淡化站在西沙群岛建成。1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中科协学会部批准在杭州水处理技术研究开发中心成立。1984年,国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所成立,开始蒸馏法海水淡化装置研究。1985年1月16日,我国第一座海水淡化工厂在西沙群岛永兴岛建成投产。1987年,大港电厂从美国引进2套3000m/dMSF海水淡化装置,与离子交换法结合,解决锅炉补给水的供应。1997年,我国第一套500m/d反渗透海水淡化装置在浙江舟山嵊山岛投产建成,开创了国内海水淡化规模化应用的历史先河。2000年,河北沧州建设18000m3/d反渗透苦咸水淡化厂。2003年,山东荣成建成万吨级反渗透海水淡化示范工程;同年,河北黄烨发电厂引进20000m/d多效蒸馏海水淡化装置。2004年,我国首台我国自主知识产权的3000m/d低温多效蒸馏海水淡化工程在山东黄岛。2005年,《海水利用专项规划》作为第一个指导性纲领文件正式发布。2016年12月28日国家发展改革委、国家海洋局共同出台《全国海水利用“十三五”规划》,规划中明确提出:“以水定产、以水定城”和“推动海水淡化规模化应用”,推动海水利用技术应用于西部苦咸水地区,促进海水利用走进“一带一路”沿线国家。到2020年,全国海水淡化总规模达到220万吨/日以上,沿海城市新增海水淡化规模105万吨/日以上,海岛地区新增海水淡化规模14万吨/日以上。
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2月27日,中国能建葛洲坝生态环保公司党委书记、董事长杨贞武与中国能建投资公司党委书记、董事长吴立成会谈。双方就深化环保水务、固废处理、土地整治等业务领域合作深入交流并达成共识。会谈现场杨贞武介绍了葛洲坝生态环保公司发展战略、市场布局等情况。他表示,公司聚焦“六全”领域,围绕“七网
经过长达一年半时间的技术交流,设计方案比选和激烈的市场竞争,最终,我司凭借着卓越的实力和不懈的努力,子公司--KWI法国公司与西班牙公用事业GSInima公司,在法国签订了Shuweihat四期独立海水淡化厂气浮预处理工艺包合同。气浮作为反渗透前段预处理工艺,处理能力为90万吨/天,为海水淡化厂核心设备
近日,碧水源、渤投水务、中电建中南院成功组建项目公司,共同建设“渤海新区黄骅市海水综合利用一体化工程项目”,总投资额超5亿元。该项目建设内容包括取排水系统、预处理系统、海水淡化系统、光伏及储能系统等设施,项目建设期2年,运营期30年。该项目设计植入光伏和储能系统,实现绿电制绿水,必将
11月26日,经过168小时满负荷平稳试运行,中国能建江苏电建一公司承建的蓬莱发电有限公司2*350兆瓦海水淡化EPC项目安装工程投运。该公司首次参建的海水淡化项目取得圆满成功。该项目位于山东省烟台市蓬莱区北沟镇聂家村北,建设日产1万吨的膜法海水淡化处理装置,供蓬莱公司生产、发电、供汽用水。项目
近日,自然资源部海洋战略规划与经济司发布《2022年全国海水利用报告》。《报告》显示,截至2022年底,全国现有海水淡化工程150个,工程规模2357048吨/日,比2021年增加了500615吨/日。其中,万吨级及以上海水淡化工程50个,工程规模2145428吨/日;千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程52个,工程规模
9月26日,碧水源与清华海峡研究院(下称“海峡院”)在北京签署合作协议。碧水源董事长、总裁黄江龙,海峡院工程物理产业促进中心主任黎祥银出席签约仪式,并进行座谈交流。黄江龙欢迎黎祥银一行到访,并介绍了碧水源的发展战略和业务情况。他表示,碧水源作为一家集膜材料研发、膜设备制造、膜工艺应
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摘要本发明提供的一种风冷式太阳能海水淡化装置,将冷凝面设置在加热面蒸发面上方,海水蒸发冷凝过程成为自发过程。利用烟囱效应解决蒸汽冷凝问题。风冷技术措施加速海水蒸发冷凝。海水管将海水从装置外输运到光热转换单元。光热转换单元将太阳能转换成热能并产生蒸汽。蒸汽管将蒸汽从光热转换单元输运
近日,碧水源旗下的北京碧水源分离膜科技有限公司再次中标舟山六横海水淡化厂换膜项目,这是继去年首批碧水源自主研制的海水淡化反渗透膜在该项目投入使用并验证了性能堪比进口产品后,双方的再次携手合作,将对我国沿海缺水城市生产“生命之水”的能源成本控制起到示范性作用。舟山作为国家海水淡化产
7月13日,中国电建所属山东电建三公司与ACWAPower签订沙特拉比格四期海水淡化项目。这是中国电建在沙特继拉比格三期,朱拜勒二期、3A海水淡化、3B海水淡化工程后,签订的第5个大型海水淡化项目。项目位于沙特红海沿岸拉比格市,采用100%反渗透海水淡化技术,日产水量60万立方米,主要为圣城麦地那供水
北极星水处理网获悉,7月3日,水利部官网发布《水利部国家发展改革委关于加强非常规水源配置利用的指导意见》,提出到2025年,全国非常规水源利用量超过170亿立方米;地级及以上缺水城市再生水利用率达到25%以上,黄河流域中下游力争达到30%,京津冀地区达到35%以上;具备条件的地区集蓄雨水、海水及海
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摘要:本发明提供的一种固液分离的太阳能海水淡化装置,整合顶置加热面太阳能蒸发技术和新型热法海水淡化技术,开创了太阳能海水淡化蒸汽冷凝热回收利用新技术。光热转换单元采用减压蒸发技术,能尽可能多地制得蒸汽,提高太阳能利用率。固液分离的海水淡化装置能最大限度回收利用蒸汽冷凝热,解决了现
顶置加热面太阳能蒸发技术是中国创造的最新专利技术。据此专利技术,顶置加热面太阳能海水淡化试验装置成功开发。妥善解决了太阳能海水淡化技术必须解决的光热转换、海水蒸发、蒸汽冷凝等问题。顶置加热面太阳能海水淡化试验装置可广泛用于科研教学及太阳能海水淡化项目建设原理验证。现将装置结构、工
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阿拉伯联合酋长国(UAE)初创公司——曼哈特(Manhat)开发了一种太阳能海水蒸馏技术,可与漂浮农场相结合,以解决中东(MiddleEast)和北非(MENA)地区水和食物短缺问题。深度技术解决方案该蒸馏技术可以通过捕获海洋表面中蒸发水来生产淡水。该技术的工作原理是在海岸边上放置一个类似温室的大型结
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盐差能是指2种含盐浓度不同的溶液之间的化学电位差能,广泛存在于海水与河水间,是一种重要的海洋蓝色能源。当今膜市场的快速发展以及对可再生能源日益增长的需求,推动着盐差能转换技术的发展,有效地利用盐差能可以在产电的同时降低浓海水的盐度。随着海水淡化技术的日渐成熟,海水淡化产业的规模不
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以色列解决本国用水问题的海水淡化技术现在有了新用途:把淡化过的海水注入境内最大淡水湖加利利海,以缓解这一重要水源地因气候变化和过度利用不断“缩水”的环境危机。加利利海也称加利利湖,位于以色列东北部,源于约旦河,与南部的盐水湖死海一样均为内陆湖,是以色列最大天然淡水水源,也是全球海
日前,哈尔滨工业大学环境学院马军院士团队与阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)赖志平教授团队联合攻关,在膜法水处理技术研究领域取得突破,研究成果以《超高通量纳米多孔石墨烯膜利用低品质热源实现可持续海水淡化》(AnUltrahigh-FluxNanoporousGrapheneMembraneforSustainableSeawaterDesalinationusi
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2023年4月25-26日,由中国物资再生协会纤维复合材料再生分会在山西太原组织召开“2023新能源复合材料绿色循环经济产业链创新发展论坛”圆满落幕。论坛聚焦“双碳”目标,以可再生能源快速发展的时代为背景,加快以复合材料循环利用为核心的新能源绿色循环产业发展,提升新兴产业固废资源综合利用水平,
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近日,青海省委生态文明建设领导小组综合及工程办公室关于印发《青海省生态文明先行示范区建设2020年度工作要点》的通知,其中提到优化煤化工、光伏、特色生物资源开发利用等12条循环经济产业链,持续推进电子级多晶硅工艺系统优化改进、锌渣处理及有色金属综合回收等技术改造,加快碳纤维、高纯氧化镁
近日,在河北高阳县纺织循环经济示范园区中水回用印染车间,笔者看到经过漂洗、印染等工序后,一条条毛巾披上了七彩霞衣。处理后漂洗、印染中使用的水都是污水处理厂处理后的中水,这样不仅节省用水,毛巾在生产过程中上色率和柔软度上也有所提升。高阳三利集团的工人李元勋说。高阳是纺织大县,大量的
生物质能直接燃烧发电是以农作物秸秆和林木废弃物为原料,进行简单加工,然后输送到生物质发电锅炉,经过充分燃烧后产生蒸汽推动汽轮发电机发电的高新技术。这一技术缓解能源短缺的危机;增加我国清洁能源比重;改善环境;扩大乡镇产业规模,增加农民收入,缩小城乡差距。打造生物质能发电产业链构建变
去年以来,甘肃省嘉峪关市立足资源禀赋和产业基础,坚持实践循环经济理念,走可持续发展道路,工业固体废物综合利用取得了明显成效。嘉峪关市主要工业固体废物按产生量大小排序分别为冶炼废渣、尾矿、粉煤灰、炉渣、脱硫石膏和残极。酒钢(集团)有限责任公司作为全市工业固体废物主要产生单位,其所产生
近年来,我市围绕建设资源节约型、环境友好型、生态园林型现代滨州这一奋斗目标,把发展循环经济作为走新型工业化道路、转变经济发展方式的重要战略举措,发展循环经济取得明显成效。目前,全市已拥有2家国家循环经济示范试点企业、1家省循环经济示范园区、2个省节能环保产业基地、4家省循环经济示范企
内蒙古霍林郭勒市依托霍林河煤田丰富的煤炭资源和产业基础,以霍林河循环经济示范工程为核心,坚持走煤电铝资源转化、综合利用、循环发展的新型工业化道路,积极承接电解铝产业转移,加快构建煤电铝加循环经济产业链,实现资源利用生态化。近年来,全市经济社会运行质量和效益明显提升。不断壮大煤电铝
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