淺談海水淡化濃鹽水排放對(duì)環(huán)境的影響及零排放技術(shù)

呂艷紅 馬玉奇（山東電力工程咨詢?cè)河邢薰舅浚綎| 濟(jì)南 250000）

生態(tài)與環(huán)境工程

淺談海水淡化濃鹽水排放對(duì)環(huán)境的影響及零排放技術(shù)

呂艷紅 馬玉奇
（山東電力工程咨詢?cè)河邢薰舅?，山東 濟(jì)南 250000）

摘 要：海水淡化技術(shù)不斷發(fā)展，一方面滿足了人類市政，工業(yè)用水的需求，另外一方面，也給海洋帶來了很大的污染問題。本文對(duì)海水淡化技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)行了分析，闡述了海水淡化濃鹽水排放對(duì)于海洋環(huán)境的影響，對(duì)于海水淡化對(duì)環(huán)境應(yīng)解決對(duì)策進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：海水淡化；濃鹽水；零排放

當(dāng)前，海水淡化技術(shù)發(fā)展迅速，越來越的國家將海水淡化當(dāng)做淡水資源可持續(xù)開發(fā)的的措施大力開發(fā)。但是，當(dāng)前海水淡化的方法存在著回收效率低的問題，比如膜法海水淡化裝置水的回收率大約為30%-40%，而熱法海水淡化裝置水的回收率在15%-50%，還有很大部分海水經(jīng)過淡化之后，將濃鹽水向大海直接排放。海水淡化過程中，脫鹽加入的化學(xué)藥物，海水淡化的產(chǎn)物等的排放影響著近海海域環(huán)境與生態(tài)，同時(shí)，由于淡水規(guī)模的增加，其影響也越來越大。因此，加強(qiáng)對(duì)海水淡化濃鹽水排放對(duì)于環(huán)境影響以及零排放技術(shù)的研究，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)。

一、海水淡化技術(shù)與應(yīng)用

目前，應(yīng)用比較多的海水淡化的方法包括了熱法海水淡化技術(shù)，膜法海水淡化技術(shù)，水合物海水淡化技術(shù)，離子交換法海水淡化技術(shù)，電去離子法海水淡化技術(shù)等。其中，熱法海水淡化技術(shù)中的多級(jí)閃蒸技術(shù)是目前世界上最為成熟的海水淡化技術(shù)，被海灣國家廣泛采用，由于能耗比較大，一般被應(yīng)用在大型的海水淡化裝置。膜法海水淡化中的反滲透技術(shù)作為一種發(fā)展較快的海水淡化技術(shù)，沒有熱源的需求，在大規(guī)模海水淡化裝置，中型海水淡化裝置以及小型海水淡化裝置中都得到了應(yīng)用。熱法海水淡化技術(shù)中的多效蒸發(fā)技術(shù)，具有預(yù)處理簡(jiǎn)單，操作安全可靠，熱效率高等優(yōu)勢(shì)，具有非常大的發(fā)展前景。

海水淡化工程的迅猛發(fā)展，使得工業(yè)，市政等的淡水需求得到滿足。但是，由于大規(guī)模的建設(shè)海水淡化工程造成了突出的環(huán)境問題。海水淡化對(duì)于海洋以及海洋生物有著非常大的影響，所以，必須要重視由于海水淡化濃鹽水排放造成的環(huán)境問題。

二、海水淡化對(duì)海洋環(huán)境的影響

海水淡化過程中，一部分海水通過預(yù)熱直接進(jìn)行排放，使得海洋受到熱污染。比如，多級(jí)閃蒸淡化技術(shù)的最高的鹽水溫度達(dá)到了90℃-110℃。與此同時(shí)，海水淡化需要進(jìn)行殺菌、脫碳、加緩蝕劑、加阻垢劑等工藝，殘留的化學(xué)藥劑直接影響著海洋環(huán)境。膜法海水淡化技術(shù)的水回收率一般低于40%，造成了濃鹽水排放非常大；另外，膜法海水淡化技術(shù)需要對(duì)海水進(jìn)行嚴(yán)格的殺菌，軟化等預(yù)處理，其化學(xué)藥劑對(duì)于海洋環(huán)境以及海洋生物都有著非常重大的影響。

第一，鹽水排放的影響。目前海水淡化技術(shù)水的回收效率還不高，大約50%-70%的進(jìn)料海水經(jīng)過濃縮之后 被直接向海洋進(jìn)行排放。海水淡化濃鹽水排放中的化學(xué)藥劑對(duì)海洋環(huán)境有著非常大的影響。海水淡化過程中的常用到殺菌劑，緩蝕劑，阻垢劑，混凝劑等化學(xué)藥品，上述藥劑以及其產(chǎn)物隨著濃鹽水向海洋進(jìn)行排放，從而對(duì)于海洋的環(huán)境造成破壞。

第二，鹽度的影響。海水淡化后濃鹽水排放的鹽度通常是天然海水的兩倍左右。濃鹽水的排水增加了海洋的鹽度，尤其是對(duì)于半封閉的海域而言，由于其海水更新速度比較慢，使得鹽度增加，從而嚴(yán)重威脅著海洋生物。

第三，熱污染的影響。海水淡化的冷卻水系統(tǒng)排放的海水具有一定的熱量，對(duì)于海洋環(huán)境來說，造成了熱污染。就亞熱帶海洋生物而言，其適應(yīng)的溫度大約在20℃-30℃，很多海洋生物適應(yīng)的溫度上限是30℃，海水淡化濃鹽水排放溫度高出環(huán)境溫度3℃-5℃，從而對(duì)于海洋生物的生長(zhǎng)與繁殖起到嚴(yán)重的破壞。

三、海水淡化對(duì)環(huán)境影響的解決對(duì)策

第一，進(jìn)行濃鹽水的綜合利用以及采取零排放技術(shù)。為了在根本上解決濃鹽水排放造成的對(duì)于海洋環(huán)境的污染問題，可以采用對(duì)海水淡化濃鹽水的再利用，從而滿足濃鹽水零排放。海水淡化之后的濃鹽水鹽度以及溫度都比較高，通過太陽能池，自然蒸發(fā)或者是電滲析的方式進(jìn)行制鹽或者進(jìn)行化工原料的提取，不但滿足了海水淡化零排放的要求，使得資源得到有效利用，同時(shí)，也提高了經(jīng)濟(jì)效益。通過蒸發(fā)再濃縮與結(jié)晶器制鹽的方式可以滿足零排放制鹽工藝。濃鹽水中不但有氯化鈉，同時(shí)，還存在著石膏，碳酸鈣，氫氧化鎂，硫酸鈉等有價(jià)值的物質(zhì)?？梢岳脻夂Ｋ迫÷然@，碳酸氫鈉等。雖然濃鹽水綜合利用以及零排放技術(shù)是當(dāng)前海水淡化發(fā)展的重點(diǎn)，但是，其技術(shù)的發(fā)展受到高投入以及高操作成本的限制。因此，零排放技術(shù)能耗與成本的降低是其推廣的關(guān)鍵。

第二，優(yōu)化取排水的設(shè)計(jì)。基于海水生物可持續(xù)發(fā)展的前提下，對(duì)海洋進(jìn)行開發(fā)利用。因此，需要通過不同的措施對(duì)海洋進(jìn)行修復(fù)，盡可能的降低廢水排放以及取用水對(duì)于海洋造成的影響。學(xué)者Thomas等人認(rèn)為必須基于對(duì)海洋環(huán)境優(yōu)化的基礎(chǔ)上對(duì)海水淡化裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)。海水淡化裝置取排水設(shè)計(jì)過程中，取水口以及排水口應(yīng)該遠(yuǎn)離生態(tài)敏感區(qū)域，降低取水的流速，利用合理的取水裝置使得取水時(shí)對(duì)于海洋生物的影響降低；對(duì)取水方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得對(duì)海洋生物的影響盡可能低；排水口盡可能滿足向開放性海洋排放，盡可能避免向封閉河流進(jìn)行排放。

第三，減少有害化學(xué)物質(zhì)。在進(jìn)行海上淡化的預(yù)處理過程中，要減少對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的使用，盡可能的不使用有害化學(xué)物質(zhì)。學(xué)者Visvanathan等人使用膜生物反應(yīng)器對(duì)于海水進(jìn)行預(yù)處理，能夠使得78%的有機(jī)碳去除，同時(shí)，能夠?qū)τ诤ＫM(jìn)水對(duì)膜的生物污染起到有效抑制作用。另外，通過新型材料，比如抗腐蝕管路等，使得腐蝕產(chǎn)物有害物質(zhì)對(duì)于海水生物的影響降低。

結(jié)語

對(duì)于不同的海水淡化濃鹽水排放而言，對(duì)海洋環(huán)境具有不同影響。對(duì)于海洋環(huán)境進(jìn)行深入的剖析，同時(shí)，對(duì)于海水淡化技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，無疑能夠使得海水淡化對(duì)于環(huán)境的影響降低。另外，由于海水中含有豐富的鈉、溴、鉀、鋰、鎂等化學(xué)元素，對(duì)海水淡化進(jìn)行深加工，實(shí)現(xiàn)海水淡化零排放，一方面使得海水淡化造成的環(huán)境影響得到根治，另外一方面，能夠創(chuàng)造極大的經(jīng)濟(jì)效益。從而實(shí)現(xiàn)海水淡化的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王世昌.海水淡化及其對(duì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的作用[J].化學(xué)工業(yè)與工程，2010，27（02）：95-102.

中圖分類號(hào)：X834

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：呂艷紅，女，（1982.09.21—），籍貫：山西省忻州市靜樂縣，本科，中級(jí)工程師，電廠化學(xué)水處理。