淺析海水淡化副產(chǎn)濃海水的資源化利用

江濤

摘 要：針對(duì)我國(guó)當(dāng)前淡水資源不足的現(xiàn)象，我國(guó)提出了多種治理方案。國(guó)家在提出南水北調(diào)的方針政策的同時(shí)，也提出了海水淡化的政策來緩解我國(guó)淡水資源的壓力。在海水淡化工程進(jìn)行中，其產(chǎn)生的副產(chǎn)濃海水如若直接排放到海洋中，對(duì)于水資源而言是一種浪費(fèi)。因此，本文通過對(duì)副產(chǎn)濃海水的資源化利用進(jìn)行分析，以供大家參考。

關(guān)鍵詞：海水淡化；副產(chǎn)濃海水；資源化利用

中圖分類號(hào)：P746 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口在逐漸增多，這不僅增加了地球的負(fù)荷量，也會(huì)造成地球資源的過度消耗。基于這種現(xiàn)象，首先暴露出的問題就是水資源危機(jī)。當(dāng)前，大規(guī)模海水淡化工程在世界各地發(fā)展起來，我國(guó)也相繼建成了多套海水和苦咸水淡化裝置。濃海水因其含鹽量高、內(nèi)部含有化學(xué)有害物質(zhì)，所以在其處理問題上才更加有難度。濃海水處理問題是海水淡化問題的核心，因此備受政府重視。

1 副產(chǎn)濃海水資源化未來發(fā)展方向

根據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的影響，要想保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，就必須對(duì)濃海水進(jìn)行綜合處理，使其對(duì)環(huán)境的污染降到最低。同時(shí)，還要開展多種方式來處理濃海水，有效實(shí)現(xiàn)濃海水資源化的利用。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外相關(guān)工作人員已經(jīng)對(duì)濃海水的資源化利用做了許多探討，為我國(guó)海水綜合利用事業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)的作用。

海水綜合利用方案的推行，不僅是我國(guó)節(jié)約能源的一種表現(xiàn)，也能夠有效的解決我國(guó)礦產(chǎn)資源緊張的現(xiàn)狀，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。2016年，全國(guó)的海水淡化規(guī)模190～280萬m3 /d。如果將副產(chǎn)濃海水4/5的資源進(jìn)行開發(fā)利用，就可以形成濃海水資源化產(chǎn)業(yè)，為我國(guó)的GDP增值150億元。由此推測(cè)，2020年，我國(guó)濃海水資源化產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將達(dá)到320億元以上。這個(gè)現(xiàn)象，是資源帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益的一大表現(xiàn)，也是推動(dòng)未來社會(huì)的又一動(dòng)力。

2 副產(chǎn)濃海水資源化流程

目前在國(guó)際上，已經(jīng)有工作人員提出了濃海水資源化處理的具體細(xì)節(jié)，并在已經(jīng)有了很多國(guó)家投入使用中，如：以色列IDE公司、美國(guó)GE公司、日本旭化成公司、天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司等等。以天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)的濃海水資源化處理為例：

我國(guó)天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)根據(jù)自身的實(shí)際情況，借助鹽田法對(duì)濃海水的處理技術(shù)，提出了海水淡化與制鹽及鹽化工生產(chǎn)工藝方案，實(shí)現(xiàn)了將水業(yè)、能源、鹽業(yè)3個(gè)行業(yè)結(jié)合形成三位一體的技術(shù)。目前，此項(xiàng)技術(shù)正在引入曹妃甸工業(yè)區(qū)的建設(shè)當(dāng)中。

3 副產(chǎn)濃海水資源化技術(shù)

海水淡化副產(chǎn)濃海水中除含有大量原鹽（氯化鈉）外，還有鎂、鉀、硫、溴及稀有元素等化合物，這些都是鹽化工的重要原料。因此，海水淡化工程只有與化工生產(chǎn)結(jié)合起來，才能夠?qū)崿F(xiàn)濃海水資源化利用。在利用海水淡化技術(shù)生產(chǎn)淡水的同時(shí)，生產(chǎn)出原鹽、溴、鎂、鉀等化工產(chǎn)品，才能夠?yàn)楹Ｋ档统杀?，有效解決海洋生態(tài)環(huán)境的問題。

3.1 化學(xué)軟化

由于濃海水中含有較多的鈣離子和鎂離子，所以在濃海水處理過程中，很容易因?yàn)檫@兩個(gè)離子的結(jié)合產(chǎn)生污垢，造成設(shè)備不可逆的損傷。這不僅制約著濃海水資源化處理，也不利于濃海水中其他礦物質(zhì)的提取。所以，如何利用濃海水軟化的方式對(duì)水中鈣離子和鎂離子進(jìn)行軟化，進(jìn)而突破濃海水資源化處理問題中的瓶頸，是當(dāng)前亟待解決的問題。

在水內(nèi)投入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥品，讓其與水中的鈣離子和鎂離子生成沉淀，降低濃海水硬度，達(dá)到海水軟化的目的，是目前比較常用的處理濃海水的方式。這種通過化學(xué)軟化的方式來進(jìn)行濃海水資源化處理，就叫做化學(xué)軟化。

3.2 物理制鹽

鹽田曬鹽法是最為傳統(tǒng)的制鹽方式，同時(shí)也是濃海水資源處理最常用的一種方式。他主要是依靠濱海地形，以濃海水作為自然資源，再加上太陽(yáng)的熱加工，促進(jìn)海水揮發(fā)，進(jìn)而形成鹽顆粒。這種方式，也叫做傳統(tǒng)制鹽法。海鹽不僅能制作食用鹽，還能夠制作純堿。濃海水的海鹽量和堿含量是純海水的兩倍，所以傳統(tǒng)的制鹽、制堿都是依靠濃海水來解決的。目前，鹽田法制鹽最大的優(yōu)點(diǎn)就是技術(shù)成熟，利用現(xiàn)有的鹽場(chǎng)面積和海洋化工廠設(shè)備就可以滿足生產(chǎn)。這種方式以濃海水作為原料，在原鹽產(chǎn)量不變的情況下可以節(jié)約一定的土地資源，但也存在著些許不足。

3.3 濃海水化學(xué)物質(zhì)的提取

海水中的鉀儲(chǔ)存量達(dá)580萬億噸，所以許多沿海國(guó)家利用副產(chǎn)濃海水的資源化處理，開發(fā)海水鉀資源，來緩解本國(guó)鉀資源的不足，實(shí)現(xiàn)自然資源的有效利用。我國(guó)也并不例外，政府高度重視海水鉀資源的開發(fā)。在國(guó)家和地方相關(guān)部門的長(zhǎng)時(shí)間關(guān)注和培養(yǎng)之下，河北工業(yè)大學(xué)等單位通過20多年的不斷研究，成功研發(fā)了具有自主產(chǎn)權(quán)的“沸石離子篩法海水提取鉀肥高效節(jié)能技術(shù)”。在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了海水提鉀的資源化過程，并投入產(chǎn)出。

3.4 電滲析集成膜技術(shù)制鹽

電滲析集成膜制鹽的方法最先在日本提出，這個(gè)方案的提出可以將海水的回收率提高到75%左右。通過電滲析集成膜技術(shù)制鹽可以將濃海水引入多架離子吸附塔，將濃海水中的堿土金屬離子去除3/5，防止?jié)夂Ｋ纬苫瘜W(xué)沉淀或結(jié)垢，再運(yùn)用高壓反滲透技術(shù)進(jìn)行海水淡化。這種制鹽技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)品水、試驗(yàn)、單價(jià)離子化合物和多架離子化合物分離。這種制鹽技術(shù)的提出，可以對(duì)海水資源進(jìn)行完全的分離，為國(guó)際海水資源化利用提供了借鑒。

3.5 電滲析法制鹽

20世紀(jì)50年代，日本發(fā)明了電透析法制鹽，并廣泛投產(chǎn)。隨著規(guī)模的擴(kuò)大，形成了20世紀(jì)70年代的制鹽工業(yè)化。目前，日本已經(jīng)減少了用鹽田法制鹽，增加膜法制鹽的面積。但在我國(guó)，這種制鹽法還未形成體系。

離子交換膜電滲析法對(duì)于濃海水制鹽，主要是用電滲析、蒸發(fā)結(jié)晶再干燥包裝組成。其中，電滲析法對(duì)于濃海水處理的整個(gè)階段處于核心地位，它涉及了濃海水的提取、處理和電滲析3個(gè)方面。針對(duì)已經(jīng)淡化過的副產(chǎn)濃海水處理，則不需要再加氯殺菌，不僅能夠節(jié)約成本還能夠節(jié)省工藝。

基于電滲析法制鹽與鹽田法項(xiàng)目，電滲析法可以節(jié)省大量的自然資源，而且也不受時(shí)間的限制。電滲析法可以全年投產(chǎn)，且節(jié)省人力，對(duì)環(huán)境的污染較小。在制鹽的質(zhì)量方面，電滲析法制鹽也比鹽田法制鹽質(zhì)量高。電滲析法制造出來的鹽可以直接作為食用鹽銷售。但是，電滲析法制鹽減少了濃海水內(nèi)部的鉀、鎂含量，且成本比鹽田法大。因此，電滲析法在當(dāng)前的制鹽中還存在著一定的弊端。

3.6 其他實(shí)現(xiàn)方式

空氣吹出法早已投入到工業(yè)化生產(chǎn)中，對(duì)于濃海水資源化處理也起到了貢獻(xiàn)的作用。燒堿法制取納米氫氧化鎂在長(zhǎng)蘆漢沽鹽場(chǎng)有限公司成功地進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，使得濃海水提鎂的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)系列化、精細(xì)化，大大提高了產(chǎn)品附加值。

全球礦產(chǎn)資源僅能夠滿足市場(chǎng)需求的3/4，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求也不斷增多。以海水提取的方式來資源，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)資源合理化利用，還能夠取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此也可以說海水提取技術(shù)的發(fā)展，即是時(shí)代發(fā)展的要求，也是國(guó)家軟實(shí)力的體現(xiàn)。在濃海水資源化利用方面，我國(guó)國(guó)家和政府展現(xiàn)出了高度的重視。為此，我們要配合國(guó)家的發(fā)展要求，及時(shí)做好布局和科研。有針對(duì)性地加大對(duì)濃海水資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)，以促進(jìn)海水淡化和濃海水利用的共同進(jìn)步。只有從對(duì)副產(chǎn)濃海水中的鉀、溴、鎂等資源提取的角度出發(fā)，才能夠促進(jìn)濃海水綜合利用的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國(guó)資源的可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)節(jié)約資源出一份力。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過一定的科技手段對(duì)副產(chǎn)濃海水進(jìn)行資源化處理，不僅能夠規(guī)避傳統(tǒng)濃海水直接排放帶來的環(huán)境污染問題，也能夠在一定程度實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。將海水淡化與副產(chǎn)濃海水資源化相結(jié)合，不僅能夠增加淡水資源的供給，還能夠獲得其他資源，做到保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陳進(jìn)斌，苗英霞，寇希元，等.海水淡化副產(chǎn)濃海水資源化利用研究進(jìn)展[J].鹽業(yè)與化工，2016，45（10）：1-4.

[2]張兆云，孟祥瑜.海水淡化濃海水等溫蒸發(fā)過程析鹽規(guī)律研究[J].中國(guó)氯堿，2017（6）：93-98.endprint