13、基于风能的现有海水淡化方案降低水成本

基于风能的现有海水淡化方案降低水成本

1. 引言

近年来，随着全球人口增长和工业发展，全球用水需求急剧增加。一些地区过去水资源充足，如今却面临着供水难题。以地中海地区为例，旅游业的发展使得夏季用水量大幅上升，因此需要寻找新的方式来满足居民的用水需求。

随着能源、水需求以及环境需求的增长，水资源的循环利用变得愈发重要。与水资源的保护和高效利用一样，它成为了可持续资源管理的关键要素。尤其是在水资源匮乏的地区，非常规水资源的管理是一个亟待解决的问题。

未被利用的水资源可以通过净化非饮用水来满足未来的用水需求。一般来说，总溶解固体（TDS）含量低于 1000 ppm 的水被视为淡水，而 TDS 含量在 1000 - 10000 ppm 之间的水则为微咸水。海水淡化的目标是使水中溶解固体的总浓度低于 500 ppm，以达到饮用水的标准。

目前，全球范围内主要的海水淡化技术可分为热法和膜法。热法海水淡化通过相变或蒸馏技术降低非饮用水中的总溶解固体含量，较为成熟的技术有多效蒸馏（MED）和多级闪蒸（MSF）。当附近有发电厂提供低压蒸汽时，MSF 和 MED 工艺较为适用。不过，热法海水淡化能耗高，在欧洲、美国和澳大利亚的公共供水应用中很少使用，因为其通常不具有经济效益。

膜法海水淡化主要包括纳滤和反渗透，其中电渗析在电驱动膜过程中应用最为广泛。对于特定盐含量范围的水，电渗析在小型微咸水淡化厂中具有明显的经济优势。而当 TDS 高于微咸水时，反渗透技术在经济上更为有利。

反渗透是一种基于压力差的膜分离过程。在该过程中，通过施加液压克服膜的物理阻力和系统的渗透压，使水从加压的盐溶液中通过半透膜与盐分分离。为了获得符合要求的水质，还需要进行