典型海水淡化工艺的生命周期评价

对以反渗透和低温多效蒸馏为主体工艺的海水淡化厂,从其基础设施建设阶段到运行阶段所造成的环境影响开展了生命周期评价。结果表明:反渗透和低温多效蒸馏工艺均在淡化处理阶段产生的环境负荷最大,分别占总体的70%和60%,并且在酸化、海洋水生生态毒性、全球变暖和光化学氧化环境指标上贡献显著。低温多效蒸馏工艺除在以化学药剂投加量为影响因子的非生物资源耗竭,及臭氧层损耗指标上的贡献值小于反渗透工艺外,在其他环境指标上的贡献值均较高于反渗透。总体来说,能源消耗是导致淡化工艺高环境负荷的主要影响因子,反渗透工艺具有比低温多效蒸馏工艺耗能更低更具环境效益,且兼具出水水质高、占地小、效率高等优点,是未来海水淡化发展的趋势所在。     

热膜耦合海水淡化工艺系统热经济性评价

对规模为10000t/d的独立反渗透(RO)膜法海水淡化系统和独立低温多效蒸馏系统(MED)进行了产水及经济性分析;将热法低温多效蒸馏海水淡化系统与膜法反渗透海水淡化系统进行集成得到MED-RO热膜耦合海水淡化系统,并以膜法与热法的产水分配比为优化参数对该耦合系统进行了产水特性及经济性分析与优化,得出耦合海水淡化系统中产水浓度随着产水比的增大而增大,制水成本随着产水比的增大而减小,当产水比为1.2时,产水浓度为297.47mg/L,制水成本为0.7174$/t,热膜耦合法海水淡化系统得到最佳产水特性和最优经济性。     

涡流管喷雾海水淡化装置初探

针对目前低温多效蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪蒸法等海水淡化技术复杂的缺点,面向家用和船用海水淡化市场,结合涡流管制冷技术和喷雾蒸发海水淡化技术,提出了一种结构简单的小型涡流管喷雾海水淡化装置的设想。     

产品生命周期可得性水足迹计算方法

水足迹方法试图量化评价人类活动对水资源可得性的影响,从而为水资源可持续利用提供科学的依据.水足迹的评价方法尚未统一,目前全球应用最为广泛的是WFN（water footprint network,水足迹协作网络）水足迹计算方法.基于LCA（life cycle assessment,生命周期评价）方法的基本框架,围绕水资源可得性的水量、水质和空间分布3个因素,在分析现有水足迹计算公式的基础上,指出了WFN水足迹计算方法的不足.根据国际水足迹标准（ISO 14046）的原则和要求,改进了WFN的水足迹计算公式,提出了产品生命周期WAF（water availability footprint,可得性水足迹）定义和评价方法,其中包括单元过程数据计算、背景过程数据处理和生命周期汇总.通过方法对比和案例研究得到:WAF方法统一了水消耗量与水污染量定义中的水质基准,可以明确区分水污染和水净化两类过程,还可以反映区域水资源稀缺程度的影响;采用WAF方法,在现有LCA数据库和软件的支持下可以更为规范地完成生命周期水足迹建模与计算但目前单元过程数据计算中各种污染物的基准浓度选取有不可避免的主观性,将直接影响到水足迹计算结果及其客观性,有待进一步研究.      

反渗透海水淡化技术应用研究

反渗透技术在海水淡化领域的应用,将广博的海水资源转化为紧缺的淡水资源,为解决水资源的紧缺问题提供了新的方法和途径。该技术有着经济环保的优点,在海水淡化领域的发展极为迅速。本文着重探讨反渗透海水淡化技术的特点及应用前景。     

泰达安装国内首台万吨级海水设备

国内第一台万吨级海水淡化设备，已由天津津南区宝成集团通过引进法国威尔公司（ENTROPIE）全套技术制造完成，2006年年初正式移交泰达新水源公司，它将为开发区一期海水淡化打下坚实基础。目前，该设备已在泰达新水源公司基本安装调试完毕，开发区一期海水淡化能力日产将达1万t，今年内将正式生产。据了解，这套设备全名为“万吨级低温多效海水淡化装置”，该装置具有对海水水质要求不高但出水水质好的特点，其出水水质可达到“超纯水”标准，可用于工业高端用水。     

煤炭生产的水足迹评价研究

水足迹是水资源占用的综合评价指标,能够量化人类活动对水资源和水环境的影响,为水资源的高效利用与可持续管理提供科学参考.本文在WFN水足迹评价方法和国际标准水足迹评价方法的基础上,提出了基于生命周期的包含蓝水足迹、灰水足迹和间接水足迹的能源系统水足迹评价模型.将此模型应用到煤炭生产,计算了我国单位煤炭生产的水足迹.研究结果表明,我国1 GJ煤炭生产的水足迹为0.19 m~3,水足迹的80%来源于采掘过程,从水足迹类型来看,灰水足迹占到了87%的比例.本研究为能源系统水足迹评价提供了方法理论,并可为以煤炭为原料或燃料的下游产品水足迹评价提供数据支撑.     

淡化海水纳入城市供水系统的水质风险防控技术

淡化海水是重要的淡水补充水,其水质好,但pH、碱度、硬度都很低。这种特质的水极具侵蚀性,若不加处理直接纳入城市供水系统会造成管网的腐蚀。因此,本文从管道优选、管材防腐和淡化水厂后处理（投加药剂法、溶解矿石法、掺混法、添加镁法）等3个方面,系统地介绍了目前淡化海水风险防控技术的原理、适用条件和发展现状,可为今后实现淡化海水的规模化应用提供参考。     

反渗透海水淡化预处理技术研究现状

阐述了预处理对于反渗透海水淡化的重要性,介绍了目前反渗透海水淡化预处理的主要技术,特别是新型的膜法预处理技术,提出了今后反渗透海水淡化预处理技术的发展方向。     

天津泰达海水淡化日产将达万吨

中国首台万吨级海水淡化设备在天津泰达新水源公司正式安装, 这标志着总投资1．6亿元的天津开发区海水淡化一期工程进入主体设备安装阶段。该工程预计将于2006 年6月投产,日产淡化海水达到1 万t。据介绍,这套“万吨级低温多效海水淡化装置”引进法国威尔公     

Metal recovery from reverse osmosis concentrate

The use of reverse osmosis (RO) membranes is becoming increasingly common in desalination plants, though disposal of the highly concentrated brines poses significant environmental risks. The targeted extraction of some metals from the concentrate can have multiple environmental and economic benefits. This is particularly apparent with recent developments in the development of zero liquid discharge desalination systems. This study has shown that recovery of sodium chloride from RO concentrate can significantly lower the cost of potable water production if employed in conjunction with thermal processing systems. Additionally, the recovery of rubidium from seawater may be a potential source of revenue, however further work is needed to characterise the economics of the rubidium extraction process. Finally, removal of phosphorus from RO concentrate provides little economic benefit, but may become increasingly necessary as environmental restrictions increase in the future.     

基于改进水资源生态足迹模型的中国水资源可持续利用仿真及调控

针对现有水资源生态足迹模型复杂程度高、适用性不强、系统性和动态性不足的问题,在模型中引入灰水足迹量化消污用水,并在水资源生态足迹指标计算中考虑非常规水源,然后结合系统动力学仿真技术,开展中国水资源可持续利用调控研究.结果表明,2000～2017年中国对水资源的开发利用程度整体保持在生态承载力以内,水资源开发仍有潜力,但水资源的供需却存在不平衡的情况.鉴于此,从节流、开源和污染治理角度出发,设置了6种中国水资源可持续利用调控方案.其中,2018～2050年综合协调方案能在满足水资源生态可持续和水资源负载合理的条件下,妥善解决水资源供需问题,是实现中国水资源可持续利用的最佳调控方案.目前中国水资源开发速度滞后,与社会经济发展对水资源消耗的增长速度不匹配,需在原有政策的基础上进一步加强开源、节水和治污力度,从而缓解水资源的生态胁迫压力.     

浓盐水排海对渤海湾盐度分布的影响预测

利用MIKE21模型进行浓海水排放对渤海湾海水盐度分布影响的研究,分别以天津大港和河北黄骅两地建设海水淡化工程所排放的浓海水量为输入条件,模拟预测了渤海湾不同潮期和工程规模浓海水排放的扩散状况。结果显示,浓海水的稀释扩散受潮流的影响较大,总体来讲小潮低潮时排海的浓海水稀释扩散效果最差,大潮低潮和小潮高潮时次之,大潮高潮时扩散效果最好;建设10×104 t/d以下的海水淡化工程浓海水排海对周围海区的盐度影响不显著,建设50×104 t/d以上的大型海水淡化工程时,小潮低潮时盐度升高波及面积最大,高于背景值1.5 PSU的面积为31 km2,最远离岸距离为6.74 km,所以大规模海水淡化工程的选址、浓海水排海方式均要进行合理规划、选择,尽可能降低其对海洋环境的不利影响。     

关于钢铁工业海水直接利用的技术探讨

在工业领域中钢铁工业是用水大户,临海建厂是未来中国钢铁产业布局的方向。向海洋要淡水,取之不尽、用之不竭。将海水直接利用于生产,可减少海水淡化成本、节约能源、降低钢铁企业生产成本。就钢铁企业的海水直接利用技术进行了初步的分析和探讨,可作为实际工程的参考。     

污水再生处理反渗透系统进水膜污堵潜势评价方法及指标体系

由于污水中的有机物含量显著高于海水,因此污水再生处理反渗透（RO）系统面临比海水淡化RO系统更加严重的污堵问题。为了有效预测和控制RO膜的污堵,需要对RO系统进水污堵潜势进行全面评价。从颗粒物/胶体污堵、无机结垢、有机污堵和生物污堵4个方面,分析了目前RO系统理论研究和工程实践中常用的进水污堵潜势评价方法和指标体系的特点。针对颗粒物/胶体污堵和无机结垢,实际工程中的潜势评价与控制方法已经相对成熟。然而,目前污水再生处理RO系统的工程设计中尚无针对有机污堵和生物污堵的指标。现有研究表明,在污水再生处理RO系统中,当进水ρ（DOC）<4 mg/L时,RO膜的污堵速率显著降低,可将该数值作为RO系统进水水质设计的参考。除有机物总量外,还应综合考虑有机物分子量和亲疏水性-酸碱性等组分特性,大分子、疏水中性和酸性物质更容易沉积于RO膜面导致污堵。在生物污堵方面,现有的针对进水生物量和生物膜生长速率（BFR）的指标均不能有效反映进水的生物污堵潜势,因此,生物污堵的预防和控制,仍是未来RO系统污堵防控领域的研究重点。     

基于虚拟水理论的河北省水足迹时空差异分析

在阐述虚拟水、水足迹概念,概述基于产品虚拟水含量的水足迹计算方法基础上,以河北省为例,计算了1995—2008年该省11个行政区的水足迹及其相关指数(水资源匮乏度、水资源依赖度、水资源自给率及水足迹强度),分析了水足迹和水足迹强度时间序列,并通过水足迹及其相关指数的系统聚类将河北省进行了空间分类,最后从虚拟水贸易平衡、水足迹与三次产业产值对比分析的角度,进一步探讨了各行政区水足迹的时空差异。结果表明,从时间上看,水足迹呈现增长趋势,而水足迹强度总体呈现下降趋势,从空间上看,各行政区在水资源消费类型、水资源利用效率、水资源匮乏程度、对当地水资源依赖度和水足迹外部化程度等方面存在差异。     

基于水足迹强度的江苏省水资源利用效率分析

水足迹强度是可以量化水资源利用效率的指标,文章在计算江苏省水足迹的基础上,选取6项水足迹强度指标,分部门比较各地市水资源利用效率的差异,并基于ESDA研究水足迹强度的空间自相关性,构建空间集聚图。研究表明:2002~2014年江苏省各市水足迹总体呈现上升趋势,水资源压力增大;总体上苏南和苏北地区的农业水足迹强度都偏高,农业水资源利用效率低;苏南地区工业产值高但耗水量大,因此工业水足迹强度也偏高;苏北地区的灰水足迹强度偏高,水资源压力较大;江苏省水足迹强度具有不断增强的全局自相关性,地市出现集聚现象,不同地市的集聚分布也日益明显;大部分苏北地区属于高高集聚并且向外扩张,低低集聚主要分布在苏南地区。研究结果为政府部门分析地市间水资源利用效率差异,制定高效的水资源利用政策等提供依据。     

陕西秦岭南麓区域发展与生态效率变动研究

分析区域社会经济发展与环境的生态效率关系,描述区域发展对生态环境资源消耗和占用状况,揭示导致生态变化的重要因素,有助于为区域可持续发展政策提出奠定基础.通过对陕西秦岭南麓区域发展与生态足迹影响因素的差异性分析以及区域内2005—2014年城市发展指数CDI和生态足迹EF的测算,分析陕南三市CDI、EF和生态效率的年际变化趋势及相互影响关系.研究表明:陕南三市CDI和人均EF均呈现不断增长态势,2005—2014年,汉中市、安康市、商洛市CDI分别增长34.99%、42.91%、33.39%;人均EF分别增长66.59%、73.59%、67.04%.结果显示,陕南三市生态效率呈现先升后降的趋势,环境效率年际变化波动较大.资源效率是导致陕南三市生态效率波动变化的主要因素,与生态效率的变化趋势基本一致.化石能源消耗和建设用地占用不断增长是导致资源效率降低的主要原因.陕西秦岭南麓区域社会经济发展能力逐步增强,但资源的高消耗和占用使生态环境压力持续增大,发展循环经济、开发生态旅游等成为政策着力点.     

河南省不同产业碳水足迹效率研究

碳水关联分析是当前区域可持续发展研究的重要方向之一。从区域碳水耦合视角开展产业碳水足迹效率研究不仅有助于揭示资源利用强度和效率对产业碳排放的影响机制,而且对于全球化背景下区域产业转型中的节水和碳减排具有重要的实践意义。采用2012年河南省投入产出表及各产业取水量和能源消费数据,利用投入产出分析对不同产业的碳水足迹效率进行了对比研究。主要结论如下：（1）碳足迹和水足迹存在着行业不匹配现象。其中,农业水足迹最大,是水足迹最小的木材业的2333倍;采掘业碳足迹最大,是碳足迹最小的食品业的273倍。（2）不同产业碳水足迹效率具有较大的差异。一般来说,足迹较大的产业其足迹效率偏低。（3）产业碳水足迹效率的差异主要受产业属性、水能消耗强度、能源结构、企业技术水平及产业关联情况等因素的影响。（4）建议未来河南省应结合不同产业的特点及水能关联情况制定差别化的节水与碳减排政策,加强制度约束和法律监管,推动企业水能资源高效利用,进一步增强区域适应和减缓气候变化的能力。