电渗析海水淡化有新“膜”法

文/张勤业

电渗析海水淡化有新“膜”法

文/张勤业

“经过1个多小时的电化，海水电导率从5S/m降到了0.1S/m，这就实现了海水向淡水的转变。3.5％盐度的海水经过均相离子交换膜电渗析处理，再辅以适当的后处理，就可达到直饮水标准。”山东省海洋化工科学研究院副总工程师傅荣强博士近日表示，该院研发的均相离子交换膜电渗析法海水淡化技术，生产1吨淡水仅耗电2.5千瓦时，电渗析法必高能耗的情况将被改变。该成果目前已获5项发明专利。

傅荣强表示，海水淡化是解决水资源短缺问题的重要手段，目前采用最多的是反渗透法。不过，其核心技术产品反渗透膜由美国、日本等国家生产，他们对我国实行技术封锁。电渗析法海水淡化早在20世纪60年代就有研究，但因电耗过高（生产1吨淡水，电耗在15～20千瓦时），目前国内外仅有少量企业在用。左右电渗析法海水淡化电耗的关键在离子交换膜和隔板。为此，山东省海洋化工科学研究院研发出了均相离子交换膜，其电阻仅为此前所用膜的1/10～1/5，并将隔板厚度从原来的1.5毫米减少到0.5毫米，膜和隔板的电阻大幅下降，进而降低了电耗。

傅荣强指出，将该院开发的成果用于电渗析法海水淡化，并对工艺进行优化后，较反渗透法具有明显优势。反渗透法生产1吨水需要4千瓦时电，均相膜电渗析法仅需2.5千瓦时电，用膜成本可大幅降低；反渗透法需70个大气压以上的操作压力，电渗析法仅需要2个大气压的压力；反渗透法的设备及管路需要承受高压、海水腐蚀，对材质要求高，出现故障后设备维修困难，成本较高，普通的高分子材料即可达到电渗析法使用要求，而且维修简单易行。

在膜材料的研发方面，该院走在了全国前列。该项目针对海水淡化应用，合成了多种单体，并经一系列聚合反应和功能化反应制备了阴阳离子交换膜。离子交换膜电阻低、选择性高，并耐有机污染和化学清洗，各项性能均达到国际同类产品的先进水平，已被列入国家《新材料产业“十二五”发展规划》和《新材料产业“十二五”重点产品目录》，并获得国家“863”计划、国家重点新产品、国家火炬计划等项目支持，是科技部确定的6个重点专项之一。

傅荣强表示，该院正在与相关企业进行中试实验，将均相离子交换膜的电渗析海水淡化应用瞄向海岛、舰艇、酒店的淡水需求。该项技术同样可以进行苦咸水淡化，且电耗优势将更明显。今后，随着膜及设备生产自动化水平的提高，其生产成本还有较大的下降空间。

目前，该院位于潍坊滨海开发区的生产线正在进行设备安装和调试，年底将投入生产。投产后年可生产离子交换膜10万平方米。