2025年全国海水淡化总规模达到290万吨日以上处理量

　　水是人类宝贵的资源。没有它我们就活不下去。我国也是一个严重缺水的国家，海水淡化是我国长久的一个工程项目运营，来满足生产生活生态用水需求。
　　中国各省水资源总量排行榜一部分截图
　　最近，国家发展改革委、自然资源部印发《海水淡化利用发展行动计划（20212025年）》（发改环资〔2021〕711号）（以下简称：《行动计划》）。
　　《行动计划》明确，到2025年，全国海水淡化总规模达到290万吨日以上，新增海水淡化规模125万吨日以上，其中沿海城市新增105万吨日以上，海岛地区新增20万吨日以上。海水淡化关键核心技术装备自主可控，产业链供应链现代化水平进一步提高。海水淡化利用的标准体系基本健全，政策机制更加完善。确保淡化海水有用途、有用户，真正成为沿海地区传统水资源的有效补充。
　　《行动计划》提出，提升海水淡化科技创新和产业化水平。强化技术研发，重点突破反渗透膜组件、高压泵、能量回收装置等关键核心装备，逐步提高技术水平。完善产业链条，做好海水淡化产业补链、强链、延链工作，保障产业链供应链安全。提升服务能力，鼓励构建关键技术、核心材料、重要部件、整机装备和标准化等创新需求公共服务平台。
　　从国家颁布《行动计划》来讲，提出要充分发挥技术创新，将海水淡化关键核心技术研发纳入国家科技创新发展规划，从强化核心技术研发、完善产业供应链条，在国际上占有一席之地。其实我国的技术与国际上相比还存在明显的差距。
　　国际上，海水淡化项目在沿海缺水国家和地区用途较广，国外淡化工程规模超过1亿吨日，已建和在建30万吨日及以上规模海水淡化工程达36个。
　　一些发达国家积极开展海水淡化科技创新战略布局，在基础研究、技术研发、装备开发等方面指标领先并持续投入巨资以占据制高点。比如：美日研发的反渗透膜以通量大、寿命较长、脱盐率高等优势占据国际绝大部分市场；美国、瑞士研发的能量回收装置以95以上的高回收率和高稳定性与其他国家技术相比，非常明显的优势；
　　德国、丹麦研发的高可靠性海水高压泵在国内市场呈碾压态势；中东、北非地区积极推动大型海水淡化与可再生能源结合，并推动以膜法淡化替代和淘汰上世纪七十年代建设的热法淡化工程；国际一流研发机构正探索新技术并陆续取得原创性成果，麻省理工学院、耶鲁大学、康涅狄格大学、加州大学等相关研究尤其活跃。
　　我国海水淡化规模化利用水平与国内日益增长的需求矛盾突出。目前海水淡化总体规模相不够庞大，关键技术与国际先进水平有很多进步空间，不少地区海水淡化水入网存在一定障碍。产业链高端环节薄弱，尤其是在反渗透膜、能量回收装置、高压泵等方面与国外存在差距。另外，还存在相关标准规范不衔接，不完善等问题。
　　我国是世界上少数拥有海水淡化技术的国家之一，在淡化利用技术应用领域。在污水资源化利用领域推广使用超滤、微滤、反渗透等膜分离技术。
　　全球海水淡化技术超过20余种，包括反渗透法、低多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。
　　大多数国家主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法。蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。反渗透膜法适用面非常的广，且脱盐率很高，所以使用率较高。
　　新技术分享
　　海水淡化技术随着时代发展不断在进步，有很多提升优化的空间，今天就说一下美国普渡大学在反渗透的基础上的新的突破，反渗透的突破可能导致有史以来最节能的海水淡化，是否值得我们借鉴学习一下。
　　普渡大学的研究人员现在已经反渗透技术领域进行了创新，从而大大减少了电力消耗。力学助理教授DavidWarsinger和他的团队彻底颠覆了所谓的批处理技术，它最终可能会成为世界各地水安全的差异制造者。
　　在中东等干旱地区，一半以上的淡水供应来自海水淡化设施。但是为了保持该过程所需的高压力水平高达大气压的70倍海水淡化厂必须使用大量的泵和其他设备。这会消耗大量能量。
　　一定量的海水在几分钟内被淡化。为此，需要建立一个压力，驱动水分子通过一个膜，该膜阻挡了较大的盐分子的路径。这个解决方案，不必每次都以高能量消耗再次建立压力。
　　海水淡化厂大约三分之一的生命周期成本是能源，普渡大学机械工程助理教授大卫沃辛格说。即使是对工艺的微小改进几个百分点的差异都可以节省数亿美元，并有助于将CO2排除在大气之外。实验室模型是灭火器的大小。但是建造一个更大的设备来大量生产饮用水并不是问题。它可能有30米长，每批可生产几百升的饮用水。
　　批处理过程不是在这些高压水平下保持恒定的海水流量，而是一次吸入一定量的水；处理它；排放它；然后对下一批重复该过程。
　　每批运行大约一到两分钟，Warsinger说。随着时间的推移，我们会增加压力，随着时间的推移减少体积，我们最终使用更少的能源来生产相同数量的淡水。
　　尽管一些海水淡化厂尝试使用半批次技术，但没有一家实施过全批次系统部分原因是批次之间的时间间隔。
　　将每批水泵出，然后将下一批水泵入进行处理需要时间和精力，Warsinger说。花费这些时间和精力通常会抵消使用批处理过程所带来的效率提升。这就是为什么我们开发了一种称为双作用间歇式反渗透的解决方案。
　　研究生AbhimanyuDas（左）和AkshayRao调整活塞罐，这是一种称为双作用间歇式反渗透的新型海水淡化工艺的关键部件。
　　双用途活塞
　　这个新工艺使用活塞罐一个中间有一个活塞的高压容器。当活塞的一侧将海水向前送入处理循环时，活塞的另一侧同时填充队列中的下一批海水。当一个批处理过程结束时，活塞将下一批海水无缝注入系统，同时用队列中的下一批海水填充其另一侧，该过程不断重复，从而降低了能源消耗。
　　不是每次都完全排空活塞或使用其他液体或气体给活塞加压，而是用下一批海水填充它，Warsinger说。因此，我们不是活塞的一侧基本上是死空间，而是利用海水本身从活塞中获得双重功能，因此几乎没有停机时间；以免浪费时间。
　　反渗透是一个复杂的过程，科尔多瓦说。要衡量它的成功，您必须跟踪许多变量：水压、水量、盐度、回收率、时间和能量。使用这些模型，我们能够随着时间的推移确定合适的压力量，以使用最少的能量获得最佳结果。
　　活塞油箱有多大？这取决于系统的大小。
　　反渗透的作用范围很广，Warsinger说。印度的家庭通常为自己的家配备微型反渗透系统，您可以将其握在手中。在我们的实验中，我们建立了一个模型系统，其中活塞罐的大小与灭火器差不多。
　　在一个完整的工厂中，它可能有一百英尺长。但它的美妙之处在于它不是一件复杂的设备；它本质上是一个管道，中间有一个防水活塞。但那个活塞油箱改变了一切。
　　以上的内容就对新技术的分享，我们是否能借鉴思路，结合国情内容，研发出适合我国的模式，推动海水淡化产业高质量发展，促进海水淡化规模化利用，来对缓解沿海地区用水紧张问题！