淺談海水淡化濃鹽水排放對環境的影響及零排放技術

呂艷紅 馬玉奇（山東電力工程咨詢院有限公司水暖部，山東 濟南 250000）

生態與環境工程

淺談海水淡化濃鹽水排放對環境的影響及零排放技術

呂艷紅 馬玉奇
（山東電力工程咨詢院有限公司水暖部，山東 濟南 250000）

摘 要：海水淡化技術不斷發展，一方面滿足了人類市政，工業用水的需求，另外一方面，也給海洋帶來了很大的污染問題。本文對海水淡化技術與應用進行了分析，闡述了海水淡化濃鹽水排放對于海洋環境的影響，對于海水淡化對環境應解決對策進行了探討。

關鍵詞：海水淡化；濃鹽水；零排放

當前，海水淡化技術發展迅速，越來越的國家將海水淡化當做淡水資源可持續開發的的措施大力開發。但是，當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，脫鹽加入的化學藥物，海水淡化的產物等的排放影響著近海海域環境與生態，同時，由于淡水規模的增加，其影響也越來越大。因此，加強對海水淡化濃鹽水排放對于環境影響以及零排放技術的研究，已經成為國內外研究的重點與熱點。

一、海水淡化技術與應用

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

海水淡化工程的迅猛發展，使得工業，市政等的淡水需求得到滿足。但是，由于大規模的建設海水淡化工程造成了突出的環境問題。海水淡化對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境問題。

二、海水淡化對海洋環境的影響

海水淡化過程中，一部分海水通過預熱直接進行排放，使得海洋受到熱污染。比如，多級閃蒸淡化技術的最高的鹽水溫度達到了90℃-110℃。與此同時，海水淡化需要進行殺菌、脫碳、加緩蝕劑、加阻垢劑等工藝，殘留的化學藥劑直接影響著海洋環境。膜法海水淡化技術的水回收率一般低于40%，造成了濃鹽水排放非常大；另外，膜法海水淡化技術需要對海水進行嚴格的殺菌，軟化等預處理，其化學藥劑對于海洋環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。目前海水淡化技術水的回收效率還不高，大約50%-70%的進料海水經過濃縮之后 被直接向海洋進行排放。海水淡化濃鹽水排放中的化學藥劑對海洋環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，混凝劑等化學藥品，上述藥劑以及其產物隨著濃鹽水向海洋進行排放，從而對于海洋的環境造成破壞。

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排放的海水具有一定的熱量，對于海洋環境來說，造成了熱污染。就亞熱帶海洋生物而言，其適應的溫度大約在20℃-30℃，很多海洋生物適應的溫度上限是30℃，海水淡化濃鹽水排放溫度高出環境溫度3℃-5℃，從而對于海洋生物的生長與繁殖起到嚴重的破壞。

三、海水淡化對環境影響的解決對策

第一，進行濃鹽水的綜合利用以及采取零排放技術。為了在根本上解決濃鹽水排放造成的對于海洋環境的污染問題，可以采用對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，自然蒸發或者是電滲析的方式進行制鹽或者進行化工原料的提取，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，也提高了經濟效益。通過蒸發再濃縮與結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，還存在著石膏，碳酸鈣，氫氧化鎂，硫酸鈉等有價值的物質。可以利用濃海水制取氯化銨，碳酸氫鈉等。雖然濃鹽水綜合利用以及零排放技術是當前海水淡化發展的重點，但是，其技術的發展受到高投入以及高操作成本的限制。因此，零排放技術能耗與成本的降低是其推廣的關鍵。

第二，優化取排水的設計。基于海水生物可持續發展的前提下，對海洋進行開發利用。因此，需要通過不同的措施對海洋進行修復，盡可能的降低廢水排放以及取用水對于海洋造成的影響。學者Thomas等人認為必須基于對海洋環境優化的基礎上對海水淡化裝置進行設計與建設。海水淡化裝置取排水設計過程中，取水口以及排水口應該遠離生態敏感區域，降低取水的流速，利用合理的取水裝置使得取水時對于海洋生物的影響降低；對取水方式進行設計，使得對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行排放。

第三，減少有害化學物質。在進行海上淡化的預處理過程中，要減少對危險化學品的使用，盡可能的不使用有害化學物質。學者Visvanathan等人使用膜生物反應器對于海水進行預處理，能夠使得78%的有機碳去除，同時，能夠對于海水進水對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，使得腐蝕產物有害物質對于海水生物的影響降低。

結語

對于不同的海水淡化濃鹽水排放而言，對海洋環境具有不同影響。對于海洋環境進行深入的剖析，同時，對于海水淡化技術進行優化，無疑能夠使得海水淡化對于環境的影響降低。另外，由于海水中含有豐富的鈉、溴、鉀、鋰、鎂等化學元素，對海水淡化進行深加工，實現海水淡化零排放，一方面使得海水淡化造成的環境影響得到根治，另外一方面，能夠創造極大的經濟效益。從而實現海水淡化的可持續發展。

參考文獻

[1]王世昌.海水淡化及其對經濟持續發展的作用[J].化學工業與工程，2010，27（02）：95-102.

中圖分類號：X834

文獻標識碼：A

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