水資源是人類(lèi)社會(huì)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。隨著全球人口的增長(zhǎng)和淡水資源的日益短缺，水資源危機(jī)已成為僅次于全球氣候變暖的世界第二大環(huán)境問(wèn)題。世界范圍的普遍缺水使海水淡化技術(shù)從中東的沙漠地區(qū)擴(kuò)展到全球的主要沿海國(guó)家，形成了海水淡化水的生產(chǎn)銷(xiāo)售和裝備制造兩大產(chǎn)業(yè)。

中國(guó)是海洋大國(guó)，沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，但水資源短缺。海水淡化技術(shù)作為一種解決淡水資源匱乏的有效手段，越來(lái)越受到沿海地方政府和以電力、鋼鐵、石化為代表的用水企業(yè)的廣泛關(guān)注。

目前，已經(jīng)商業(yè)化的海水淡化技術(shù)主要包括反滲透技術(shù)、多級(jí)閃蒸技術(shù)和多效蒸餾技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)基礎(chǔ)投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較昂貴。沙特阿拉伯等西亞國(guó)家采用的多級(jí)閃蒸技術(shù)以及歐美國(guó)家廣泛采用的反滲透技術(shù)的單位制水能耗均遠(yuǎn)高于以地表水和地下水為水源的能耗。利用傳統(tǒng)能源進(jìn)行海水淡化會(huì)消耗大量的資源，增加溫室氣體的排放。太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)岬刃履茉从捎谄淇稍偕途G色無(wú)污染等特性，將是海水淡化驅(qū)動(dòng)力新的發(fā)展方向。

利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化，主要是利用太陽(yáng)能的熱效應(yīng)和光效應(yīng)。熱效應(yīng)是直接利用太陽(yáng)能作為熱源加熱進(jìn)行海水蒸餾;光效應(yīng)是利用太陽(yáng)能發(fā)電驅(qū)動(dòng)海水脫鹽過(guò)程。太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)的一個(gè)明顯缺點(diǎn)是它只能在白天有陽(yáng)光的時(shí)候提供熱能輸入，如果脫鹽設(shè)備需要連續(xù)不間斷運(yùn)行，則需要大量的熱源儲(chǔ)備;風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的海水淡化技術(shù)在沿海高風(fēng)能地區(qū)有很好的應(yīng)用前景。但風(fēng)能和太陽(yáng)能一樣，也具有間歇性的特點(diǎn)，難以支持海水淡化設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行;相比太陽(yáng)能和風(fēng)能，地?zé)岬膬?yōu)點(diǎn)是可以24小時(shí)不間斷地提供能源。地?zé)嵯到y(tǒng)的持續(xù)工作依賴(lài)于合理的設(shè)計(jì)。將太陽(yáng)能與地?zé)峤Y(jié)合起來(lái)，不僅可以解決夜間的能源儲(chǔ)備問(wèn)題，也有利于地?zé)崮艿幕謴?fù)。

多級(jí)閃蒸淡化海水的工藝中，鹵水的溫度通常在90℃至110℃之間，多效蒸餾工藝中鹵水溫度相對(duì)較低，約為75℃。光伏太陽(yáng)能集熱器能夠把鹵水加熱到上述兩種工藝所需的溫度，但其投資成本較高。高品位的地?zé)崮苈癫厣疃群苌�，開(kāi)發(fā)利用的成本也非常高。并且太陽(yáng)能和地?zé)峋鶡o(wú)法直接提供反滲透所需的高壓。因此，直接利用較低品位的太陽(yáng)能和地?zé)崮苓M(jìn)行淡化海水還需要開(kāi)發(fā)新型的海水淡水工藝和技術(shù)。

正滲透和膜蒸餾是近年來(lái)快速發(fā)展的膜分離技術(shù)，這兩種技術(shù)都能夠利用低品位的廢熱實(shí)現(xiàn)鹵水脫鹽，但兩者的商業(yè)化應(yīng)用目前還未見(jiàn)報(bào)道。并且膜污染所帶來(lái)的膜壽命縮短和頻繁清洗增加了其運(yùn)行成本。多孔硅膠對(duì)水蒸氣有很強(qiáng)的親和力，并且能夠在較低溫度下解吸所吸附的水蒸氣。多孔硅膠的這一特點(diǎn)使得利用低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)的水蒸氣吸附/解吸脫鹽技術(shù)淡化海水成為可能。吸附脫鹽技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)是由于蒸發(fā)溫度較低，伴隨鹵水蒸發(fā)的鹵化氫氣體較少，因而產(chǎn)出水有較高的純度。

我國(guó)東部沿海地區(qū)人口密集，人均水資源占有量少，還面臨地表水污染嚴(yán)重、地下水開(kāi)采過(guò)度和海水倒灌等問(wèn)題。海水淡化是解決水量不足這一突出問(wèn)題的重要途徑，對(duì)沿海地區(qū)的水環(huán)境治理具有重大意義。另外，我國(guó)的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)主要集中于東部沿海地區(qū)，也為太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的海水淡化提供了良好的技術(shù)支撐。低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)的水蒸氣吸附/解吸海水淡化技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，一方面能夠促進(jìn)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，推動(dòng)新能源技術(shù)的進(jìn)步，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)能源結(jié)構(gòu);另一方面，與反滲透、多級(jí)閃蒸、多效蒸餾等傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)相比，采用吸附脫鹽工藝和技術(shù)，海水淡化效率更高，能耗更低，該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化，能夠大大提高海水淡化產(chǎn)業(yè)的整體產(chǎn)能規(guī)模，緩解水污染日益嚴(yán)重及水資源日漸短缺的危機(jī)。

日前，財(cái)政部、國(guó)家海洋局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于在天津、江蘇實(shí)施海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范的通知》，決定在天津市實(shí)施海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范，重點(diǎn)推動(dòng)海水淡化、海洋裝備等產(chǎn)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，并通過(guò)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金支持，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向全球價(jià)值鏈高端躍升。

由天津、上海高校和企業(yè)聯(lián)合成立科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，立足海水淡化技術(shù)的最新國(guó)際前沿，對(duì)新型水蒸氣吸附/解吸海水淡化技術(shù)進(jìn)行研究，利用太陽(yáng)能和地?zé)嶙鳛轵?qū)動(dòng)能源，實(shí)現(xiàn)海水淡化的高效和低碳化。

該項(xiàng)目的實(shí)施，旨在重點(diǎn)突破吸附脫鹽海水淡化的重大關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科技成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，探索創(chuàng)新海水淡化技術(shù)發(fā)展的新方向、新趨勢(shì)，促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。通過(guò)研究成果的示范和轉(zhuǎn)化，緩解我國(guó)沿海地區(qū)水資源短缺的現(xiàn)狀，發(fā)揮規(guī)模示范效益，并且對(duì)沿海地區(qū)水環(huán)境的治理產(chǎn)生積極影響。

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