摘要：海水淡化事业的快速发展为解决淡水资源短缺提供了一个有效途径。在介绍海水淡化中蒸馏法等主要方法的同时对浓盐水的处理和利用方法予以综述，并针对海水淡化过程中存在的问题进行了探讨。

关键词：海水淡化；浓盐水；水资源

海水淡化，亦称海水脱盐，是指通过一定的装置和设备除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程。国际海水淡化协会（International Desalination Association）的最新统计，世界上已有13080个海水淡化工厂，每天可生产5560万t饮用水。据国际水务情报局（Global Water Intelligence）估计，到2015年，全球海水淡化处理能力将翻一番［1］。

经过40多年的科技攻关和工程示范，我国在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面取得重大突破。目前，我国最大的日产10万t海水淡化工程将在天津大港建成投产。根据国家《海水利用专项规划》， 我国海水淡化能力2010年将达到80万～100万t/d，2020年将达到250万～300万t/d。海水淡化提供人类淡水资源的同时，也不可避免地遇到了浓盐水给生态环境带来的问题。浓盐水不但含盐量高，而且含有海水预处理时的一些化学物质，如果排放不当，就会对土壤、地表水、海洋环境等造成污染。以反渗透法为例，每10000m3的海水可以产出5000m3的淡化水，目前海水淡化产生的浓盐水的处理方法主要还是排入大海，而海洋对浓盐水的消纳能力十分有限，浓盐水长此以往没有节制地排回大海，附近的海面将面临生态危机。

1 海水淡化的主要方法

目前海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法主要是利用水的饱和蒸汽压与相应温度下沸点之间的关系，将适当温度的海水注入真空或接近真空的蒸馏室，使其在瞬间急速蒸发、冷凝，从而将海水中的盐分去除，制取淡水；电渗析法主要是在直流电场的作用下，使海水中的离子穿过具有选择性的离子膜，做定向迁移，海水中盐类正离子穿过阳膜移向阴极方向，不能穿过阴膜而留下。负离子穿过阴膜移向阳极方向，不能穿过阳膜而留下，盐类离子被交换走的管道中的海水成为淡水；反渗透法是一种使用具有选择透过性能的“半透膜”从海水中分离出盐份，以实现海水淡化的技术。

以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，显然要实现大规模的海水淡化首先需要寻求更可靠更经济的新能源。核能作为一种清洁安全经济的新能源已逐步应用于海水淡化技术中，核能海水淡化［2］是利用核反应堆作为能量来源，从海水中生产淡水的方法。此外，太阳能是一种取之不尽的清洁可再生能源，若将其作为淡化能源，可生产出成本较低、纯度较高的淡水［3］。太阳能海水淡化的能量利用方式有两种：①利用太阳能产生热能以驱动海水相变过程；②利用太阳能发电以驱动渗透过程。

2 浓盐水的处理

在海水淡化过程中产生大量的浓盐水，排放不当可能会造成环境污染。目前常用的处理方法分为：直接排放和将浓盐水进行再利用，创造一定的经济效益。

2．1 海水淡化后的浓盐水排放与处理［4］

2．1．1 将浓盐水直接排入海洋

目前，将浓盐水直接排入海洋可能是当前最为简单和经济的方法，也是大多数海水淡化工厂使用的主要方式，但海洋对排放物的消纳能力并不是无限的，高浓度的浓盐水和淡化过程中引入的化学物质可能对排放口周围的海洋生物造成伤害。

2．1．2 排入污水处理系统

将浓盐水排入市政污水体系，与城市污水共同处理也是处理浓盐水常用的方法。浓盐水首先要经过无害化处理，消除对水体水质的不利影响，达到城市污水排放标准后才可排入市政污水厂。这种处理方法适用于中小型淡化厂。

2．1．3 排入地表水系统

如果苦咸水淡化厂排放浓盐水的量（相对于地表水）不很大，可将浓盐水排入地表水体（如河流、湖泊）。但浓盐水要符合一定的要求（如pH值，总悬浮固体，无毒性等），以保证浓盐水的水质不超过水体的自净化能力。

2．1．4 将浓盐水引入蒸发池

内陆淡化厂一般采用苦咸水淡化后将浓盐水就近处理。

在合适的气候条件下，可以利用太阳能，将浓盐水储存在蒸发池中让其逐渐蒸发。

2．1．5 深井注射法

将浓盐水通过深井注射排入地下，该法已实践多年，有较严格的设计和施工要求。当浓盐水的排放超出了地下水的自净化能力时，就会造成地下水的污染，而且深井注射来处理浓盐水的成本较高。

2．2 浓盐水的利用

2．2．1 地表灌溉

浓盐水可用来灌溉耐盐性植物， 这些植物可承受高于35000mg/L［5］的盐度，但灌溉后对土壤的盐化作用应保持在一个可接受的水平，对地下水和地表水的潜在危害也应保持最小。这种方法要受气候条件和可用陆地的限制，还需要定期检测土壤和地下水环境。

2．2．2 制盐

将淡化后产生的浓海水直接引入晒盐池，进行晒盐，这样既可以缩短晒盐的时间，又可解决浓盐水污染问题，实现海水淡化的零排放。

2．2．3 提取化工原料实现综合利用

海卤水中除氯化钠外，钾、镁、溴、硫酸根是利用的重点。钾可制成氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、钾镁复合肥料；镁可制成金属镁、氧化镁、氢氧化镁、硫酸镁或碳酸镁填料、镁基储氢能源材料和镁基复合材料、钾镁复合肥料；溴可制成溴系列产品；硫酸根可制成硫酸钙建筑石膏等，与氯碱工业结合还可以生产氯气、氢气等产品［6］。

3 海水淡化过程中存在的问题

国际上海水淡化厂浓海水的排放基本采取直接排海或冲稀后排海的方式，目前还未出现大的环境问题，但其潜在危害已引起环境专家和环保人士的关注［7］。

3．1 海水淡化厂能源使用对空气的影响

现在大多数的海水淡化厂以重柴油或原油作为海水淡化的能源。原油中硫含量一般占到重量的2．9％，重柴油中硫的含量通常占重量的1．7％～3．7％［8］。其产生的污染物二氧化硫（SO2）等排放到空气中，破坏空气质量，对人类、动植物及生态环境系统构成威胁。

3．2 浓盐水对海洋生态系统的影响

经过淡化技术提取淡水后的浓海水以海水作为工业循环冷却水时，海水中的水分逐渐挥发，在海水的浓度增加一倍左右后排放的部分［9］。盐度升高后必然会改变海洋生物本身体液及生活环境中海水中渗透压的平衡，从而降低海洋生物的繁殖力。研究发现许多类海洋生物的呼吸及排泄能力，都与其周遭环境的盐度有密切的关系。由于底栖生物无足够的移栖能力，因此浓盐水排放对排水口附近的底栖生物的影响尤为严重。

3．3 海水淡化厂排放的污染物对海洋生态系统的影响

由于管道、水箱和容器中的金属腐蚀，使海水淡化工厂流出的浓盐水中带有少量的铜、镍和锰等。此外，排放物中还有许多化学添加剂（主要为生物灭杀剂、阻垢剂、防沫剂、防蚀剂等）。这些污染物易聚集在海洋上层几毫米处（微层），毒害那里的浮游生物和幼虫，威胁着海洋生态系统的平衡。

4 结语

目前， 海洋在自然蒸发—降雨的循环过程中保持着盐度平衡，海洋的盐度维持在5左右。随着海水淡化技术的发展和规模的扩大，将有更多的浓盐水排入海洋中，这种长期的排放将会使盐度增加可能会打破海洋原有的平衡。以胶州湾为例，按海水淡化水产量20万m3/d、胶州湾海水交换周期按60d计算，若产生的浓盐水全部排入胶州湾，则胶州湾的平均盐度将每年上升0．3个盐度单位，30a后胶州湾将超过40个盐度单位，与死海的盐度相当［10］。

因此在大力发展海水淡化事业的同时，笔者建议：

（1）要对海水资源的开发进行统筹规划，根据气候（如降雨量）等条件适度开采，使其符合可持续发展的要求。

（2）加大对高含盐水深度研究和利用力度，使海水淡化过程中产生的浓盐水资源化，尽可能达到零排放，将浓盐水对环境和生态系统的不利影响降到最低。

（3）管理部门也应当加强对海洋各项指标的监控，并制定相关的政策法规和采取有效的科技手段来共同促进环境和海洋生态系统的可持续发展。

参考文献：

［1］方陵生（编译）.海水淡化之今昔［J］．世界科学，2008（8）：15－18．

［2］Konishi T，Misra B M．Fresh water from the seas－nuclear desalination project smovingahead［J］．IAEABulletin，2001，43（2）：5－8．

［3］Mink G． Air－blown solar still with heat recycling ［J］．Solar energy，1998，62（4）：309－318．

［4］余瑞霞，王越，王世昌.海水淡化浓盐水排放与处理技术研究概况［J］．水处理技术，2005（6）：1－3．

［5］Eric A Grulke．Solubility Parametre Values，in：Editde by J．Brandrup and E H．Immergut，Polymer Handbook，A Wiley－Intrescience Publication，1989：Vll－543-Vll-556．

［6］周桓.浓海水利用的生态工业体系［J］．化工环保，2004（S1）：399－401．

［7］张宁，苏营营，苏华，等.海水淡化中浓海水的综合利用研究［J］．海洋科学，2008（6）：85－88．

［8］李旭东（翻译）.缺水、海水淡化与污染［J］． 产业与环境，2005（1）：39－40．

［9］王国强，冯厚军，张凤友．海水化学资源综合利用发展前景概述［J］．海洋技术，2002，21（4）： 62－65．

［10］王保栋.海水淡化厂排水对海洋生态环境的影响［J］．海洋开发与管理，2007（4）：77－78．

［作者简介］周巧君(1986-），女（汉族），浙江台州人，硕士，主要从事污废水资源化研究。