西門子海水淡化技術能耗減半
為技術普及鋪平道路
http://www.moduwu.com 2011-08-01 10:59 來源：科學時報
導讀：海水淡化作為一項未來技術正受到越來越多的關注，傳統的海水淡化技術卻由于能耗較高而難以推廣。西門子的系統采用反滲透技術，處理每立方米海水耗能僅需1.5度電。
西門子技術將海水淡化能耗降到1.5度電/立方米。西門子供圖
專家估計，未來15年內，全球淡水需求將提高40%。而很多國家卻面臨著這樣一種窘境——被海水圍繞，卻一滴也不能飲用。
海水淡化作為一項未來技術正受到越來越多的關注，但傳統的海水淡化技術卻由于能耗較高而難以推廣。據估計，能耗成本約占總成本的70%~80%。因此，許多科研機構都在研究低能耗的海水淡化方案。
在新加坡的一座實驗廠，利用西門子公司的技術，淡化每立方米海水的能耗已經降到1.5度，而一般方法需要4度左右。
雖然和生產新生水每立方米0.7度的耗電相比，這項技術的能耗仍然高出一倍，但專家仍普遍看好。目前，這是唯一實現能耗減半的方案。據悉，到2012年，美國和加勒比海地區也將開展這項技術的示范項目。
現有的海水淡化技術主要有兩種。一種是蒸餾技術——將鹵水加熱，使其部分蒸發，同時冷凝生成水蒸氣，處理每立方米海水的能耗為10度電。
另一種更高效的方法是反滲透技術——采用有分子篩作用的專用薄膜將水分子濾掉而保留使水呈鹽性的離子，每立方水消耗4度電。
相比之下，西門子的系統采用反滲透技術，但處理每立方米海水耗能僅為1.5度電。
據介紹，這套技術采用了電滲析法，采用的薄膜不是讓水分子通過，而是讓離子通過，重點從過去獲取水分變成抽取鹽分。系統中有兩種類型的薄膜交替使用，一種只允許帶正電的離子通過，另一種只允許帶負電的離子通過。管道系統兩側安裝有兩個電極，它們產生的電壓將正負電離子向兩個相反的方向吸引，最終形成鹽水和淡水。
然而，這個過程隨著鹽度的降低，水的電阻增大，效率也不斷降低。因此，西門子采用了持續電去離子（CEDI）系統來提取水中最后一部分鹽。在CEDI系統中，薄膜層中間還加入了離子交換樹脂，提高系統導電性，將更多離子從水中提取出來，從而使海水達到可飲用的標準。
該示范處理廠自2010年12月投入使用，日產量僅50立方米。另外一家更大規模的試驗廠正在建設中，預計2013年投產。
新加坡雖然降水量充足，但其淡水供應卻主要依賴鄰國馬來西亞。目前，通過建立污水處理和海水淡化工程，新加坡已經將淡水進口量從總用水量的80%降低到50%。淡化海水是新加坡的四大食用水來源之一。例如，位于大士的新泉海水淡化廠每天生產13.6萬立方米的水，相當于本地用水量的10％。但淡化1立方米的海水需要消耗超過3度電。
為此，新加坡政府在2008年撥款400萬元支持西門子技術在該國的示范研究。
海水淡化技術是西門子環境領域的投資項目之一，2010年，西門子在環境領域的銷售額達到了280億歐元。
同時，西門子也將目光瞄準了中國的海水淡化市場。2010年，西門子水處理技術部總經理吳惠德在接受記者采訪時曾表示，污泥市場、高難度廢水市場，以及海水淡化市場是西門子未來在中國要著重發展的三個方面。
根據我國出臺的《海水利用專項規劃》，2010年中國海水淡化規模將達到日產80萬～100萬立方米，2020年將增長至日產250萬～300萬立方米。
吳惠德指出，未來10年，中國海水淡化市場規模有望增長近3倍，且需求會隨著經濟的發展更為旺盛。他表示，目前中國面臨嚴重的水資源稀缺和水污染問題，而海水可以淡化成生活用水，也可以淡化成工業用水，使得大量的工業園區能夠遷往沿海地區，這在很大程度上緩解了水資源稀缺的問題。
目前，西門子已經為首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司提供了海水淡化技術，將鋼鐵生產的熱能用于海水的淡化處理以獲得工業用水。另外還為大連化工大孤山項目提供海水淡化技術，日處理能力為2.2萬噸。
“從目前來看，在中國，無論是生活用水還是工業用水，水價都有日益上漲的趨勢，這必然會帶來對污水回用和海水淡化技術的更大需求。”吳惠德說。
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