以色列埃拉特海水淡化厂：海水淡化技术及应用

开发南部地区是以色列的一项基本国策，而在该地区极端干旱的条件下，最突出的问题是水资源缺乏。整个以色列南部几乎就没有地表水资源，因为极低的降雨量和极强的蒸散发能力，地下水也都是程度不同的咸水。所以有效利用咸水以及海水就成为该地区的水资源开发利用的重要方向。

埃拉特位于以色列的最南端，红海亚喀巴湾北部，东西分别紧临约旦和埃及，也是以色列通向红海的唯一一个港口。埃拉特有居民4万多人，是以色列南部最重要的城市，也是以色列的旅游胜地。埃拉特是以色列南部沙漠地区唯一的中心城市，正是由于该地特殊的地理环境和自然条件，所以海水淡化历史较长。最早在1965年就建立了海水淡化厂，并且生产量也逐年增大，从最初不足5000m3/d增加到目前总产量近7万m3/d。技术也逐步发展，最早是多级闪蒸，1974年引入多效蒸馏法，1978年开始反渗透法淡化苦咸水，并在20世纪80年代初完全取代了前两种工艺，随着反渗透技术的发展和需水量增加，1997年开始使用反渗透法淡化海水。

该海水淡化厂位于亚喀巴湾的最北端，隶属于以色列国家水公司（MEKOROT），靠近约旦边境。虽然以色列的全国输水工程（National Water Carrier）有两条支线经内格夫沙漠抵达埃拉特，但由于水量的限制，基本上没有水能抵达埃拉特。所以埃拉特的用水主要由海水和阿亚拉（ARAVA）谷地的地下水提供。整个阿亚拉谷地每年开采的地下咸水约20％提供给埃拉特的苦咸水淡化厂处理。整个运行过程的自动化程度相当高，一般中控室只要一个工作人员，就可以监控全厂各处的运行状况。

目前该处理厂平均日生产淡水4.5万m3，主要给埃拉特的4万多居民提供生活用水，其中夏季日生产量为5.4万m3，冬季为3.5万m3。该厂创建于1978年，一直从事于地下咸水淡化和海水淡化试验运行，从1997年起正式进行海水淡化生产。与一般的海水淡化厂所不同，该厂最大的特点是咸水淡化和海水淡化的联合运行，即苦咸水淡化处理后的余留咸水与海水混合后再淡化。除了本厂的苦咸水淡化余水外，该厂还负责从另外两家只淡化苦咸水的厂家收集淡化余水。(www.xing528.com)

实际上反渗透苦咸水淡化和反渗透海水淡化所采用的主要工艺流程完全一样，都是在高压使咸水穿过多层特制的渗透膜，使大部分离子化合物不能透过该渗透膜从而分离出低浓度溶解盐的淡水。但由于苦咸水和海水的浓度不同，所以分离过程所需的压力不同，消耗的电能和最后的生产成本不同。在该厂中，反渗透苦咸水淡化流程采用的压力是17MPa，分离出淡水的比例大约为是70％，即1m3苦咸水能生产0.7m3淡水，余留咸水的TDS浓度为16000mg/L，成本为0.2～0.3美元/m3。而反渗透苦咸水淡化流程中采用的压力是75MPa，分离淡水的比例为50％左右，其剩余高浓度咸水输送至制盐厂。由于消耗能量更大，所以海水淡化的成本比苦咸水淡化高一倍以上。

埃拉特所在的红海是世界上盐度最高的海水，矿化度浓度达41000mg/L。而反渗透苦咸水淡化流程的剩余咸水矿化度浓度为16000mg/L，但CaSO4和SiO2等浓度非常高，所以二者的混合咸水浓度仍小于纯海水而一些有害离子浓度又小于反渗透苦咸水淡化的剩余咸水。以色列的科技人员设计了使用反渗透苦咸水淡化和海水混合作为反渗透苦咸水淡化的供水，这样就提高了海水淡化的淡水产出比，同时降低了成本。通过该厂所作的大量试验证明，反渗透苦咸水淡化剩余咸水和海水的混合比例为6∶4时，能取得较好的综合效果。目前该厂即是采用该比例混合反渗透苦咸水淡化剩余咸水和海水生产淡水，混合后的咸水矿化度浓度为31600mg/L。该厂反渗透苦咸水淡化流程每日生产淡水36000m3左右，连同其余两家反渗透苦咸水淡化厂生产的剩余咸水一起和海水混合，通过反渗透淡化流程每日生产淡水1万m3。反渗透苦咸水淡化生产的淡水均高于以色列的饮用水标准

自该厂投产以来，其工艺流程不断改进，生产效率逐年提高而成本不断降低。其中反渗透苦咸水淡化的能量消耗从最初的4.2kW·h/m3降到了目前的不到2kW·h/m3，而转化比却从不足50％提高到了目前的70％。反渗透海水淡化的能耗也从最初的4.19kW·h/m3降低到3.9kW·h/m3，产量从8000m3/d提高到了现在的1万m3/d。