西门子海水淡化技术将能耗降低一半

为技术采用铺平道路

西门子技术将海水淡化的能耗降低至 1.5 kWh/m3。照片由西门子提供

□ 本报记者陈欢欢

专家估计，未来 15 年全球淡水需求将增加 40%。然而，很多国家都面临着这样的困境——被海水包围，却没有一滴水可以喝。

海水淡化作为一种​​未来技术越来越受到重视，但传统的海水淡化技术因能耗高而难以推广。据测算西门子能耗管理，能源消耗成本约占总成本的70%～80%。因此，许多科研机构都在研究低能耗的海水淡化解决方案。

在新加坡的一家实验工厂，采用西门子技术，每立方米海水淡化的能耗已经降低到1.5度，而一般的方法需要4度左右。

虽然这项技术的能耗仍然是生产新水每立方米0.7度电耗电量的两倍，但专家们仍然普遍乐观。目前，这是将能耗减半的唯一解决方案。据悉，到2012年，美国和加勒比地区也将开展这项技术的示范项目。

海水淡化技术主要有两种类型。一种是蒸馏技术——加热盐水使其部分蒸发，同时冷凝产生水蒸气。每立方米海水的能耗为10度电。

另一种更有效的方法是反渗透技术，它使用带有分子筛的特殊膜过滤掉水分子并保留使水变咸的离子，每立方米水消耗4千瓦时的电力。

相比之下，西门子的系统采用反渗透技术，但每立方米海水仅消耗1.5度电。

据介绍，这项技术采用电渗析。使用的薄膜不允许水分子通过，但离子可以通过。重点已经从过去的取水转向提取盐。系统中有两种交替的膜，一种只允许带正电的离子通过，另一种只允许带负电的离子通过。两个电极安装在管道系统的两侧，它们会产生电压，以相反的方向吸引正离子和负离子，从而产生盐和淡水。

然而，随着工艺盐度的降低，水的阻力增加，效率降低。因此，西门子使用连续电去离子 (CEDI) 系统从水中提取最后一部分盐分。在CEDI系统中，膜层中间还加入了离子交换树脂，以提高系统的电导率，从水中提取更多的离子，使海水达到饮用标准。

示范处理厂自2010年12月投入使用，日产量仅为50立方米。另一个更大的试验工厂正在建设中，预计将于 2013 年开始生产。

新加坡虽然雨量充沛，但淡水供应主要依赖邻国马来西亚。目前，通过建立污水处理和海水淡化项目，新加坡已将淡水进口量从占总用水量的80%降低到50%。淡化海水是新加坡四大饮用水源之一。例如，位于大士的新泉海水淡化厂每天生产 136,000 立方米的水，相当于当地用水量的 10%。但是淡化1立方米的海水需要3千瓦时以上的电力。

为此，新加坡政府于2008年拨款400万元支持西门子技术在国内的示范研究。

海水淡化技术是西门子在环境领域的投资项目之一。2010年，西门子在环境领域的销售额达到280亿欧元。

与此同时，西门子也将目光投向了中国的海水淡化市场。2010年，吴惠德总经理在接受记者采访时表示，污泥市场、难处理废水市场和海水淡化市场是西门子未来在中国重点发展的三个领域。

根据我国发布的《海水利用专项规划》，2010年我国海水淡化规模将达到每天80万至100万立方米，2020年将增加到每天250万至300万立方米。 .

吴惠德指出，未来10年，中国海水淡化市场规模预计将增长近3倍，需求将随着经济的发展而变强。他说，中国目前面临严重的水资源短缺和水污染问题，海水可以淡化成生活用水或工业用水，使大量工业园区搬迁到沿海地区，在很大程度上缓解了这一问题。程度。缺水问题。

目前，西门子提供了海水淡化技术，利用钢铁生产的热能对海水进行淡化，获得工业用水。此外，还为大连化工大孤山项目提供海水淡化技术，日处理能力2.2万吨。

“从目前来看，在中国，无论是生活用水还是工业用水，水价都有上涨的趋势，这必然会带来对污水回用和海水淡化技术的更大需求。” 吴慧德说道。

科学时报（2011-08-01 B4国际）