海水淡化工程对环境的影响及其应对

为促进我国海水淡化产业的可持续发展,文章分析海水淡化工程对环境的影响,重点分析浓海水对海洋生态环境的影响,并提出应对措施。研究结果表明:海水淡化工程在能耗、排污、用地、取水和噪音等方面对环境产生影响,尤其是海水淡化产生的浓海水,在温度、盐度、有机物和营养盐、重金属、酸度、余氯、溶解氧以及机械卷载效应等方面严重影响海洋生态环境和海洋生物,亟须高度关注和深入研究;随着我国海水淡化产能的增加,应完善海水淡化技术、优化浓海水排放和加快浓海水综合利用,同时健全相关法律法规和标准规范。     

Management priorities for seawater desalination plants in a marine protected area: A multi-criteria analysis

The development of seawater desalination plants to increase water reliability in coastal areas poses a threat to the health of near shore marine ecosystems and may affect the effectiveness of marine protected areas (MPAs) that have been established to meet international conservation targets. This paper applies a multi-criteria analysis approach to quantify stakeholder groups’ priorities for seawater desalination plants that have been proposed in communities adjacent to a National Marine Sanctuary. All groups placed the highest importance on minimizing environmental impacts on protected areas and endangered species that could be affected by water intake and brine discharge emphasizing the need for integrated land and sea conservation. Minimizing socio-economic impacts on coastal communities was much less important. Stakeholders also weighted reducing pressure on water levels in rivers, streams, and aquifers as more important than increasing water for residential consumption, which may foster coastal growth rather than replacing water taken from other sources. The study further revealed differences in the importance of multiple management objectives among stakeholder groups, which highlights the need to elicit distinct priorities of all groups to understand concerns and potential conflicts of desalination with existing marine users. The analysis of consistency ratios revealed that around half of all surveyed stakeholders had high inconsistencies in their responses, which suggests either a lack of understanding of desalination, or reflects the complexity of establishing desalination plants in coastal areas adjacent to a marine protected area.     

河北省海水淡化水源地选划评价指标和选划体系研究

文章基于2016年对河北省沿海海水淡化项目的调查研究,通过对海洋自然环境现状和海水淡化工艺进行系统综合分析,建立河北省海水淡化水源地选划体系。研究发现,海水淡化水源地选划的评价指标内容可分为3个方面,即水量、水质和经济性。其中水质指标需根据海水淡化工艺进行相应评价。研究表明,水深和底质类型是进行海水淡化水源地选划的关键因素,水源地的离岸距离直接影响项目建设的资金投入。海水淡化水源地选划的大致评价步骤为:对土地利用方式和海洋功能区划进行符合性分析,对水源地离岸距离进行分析,对水深和海洋底质类型进行评价,进行水质分析,最终给出适宜性评价结果。该评价体系可为河北省海水淡化水源地的开发利用提供技术参考。     

膜技术在海水淡化和综合利用中的新进展

主要论述了膜技术在海水淡化和海水综合利用中的新进展。包括各种新开发的反渗透海水淡化新技术，将淡化、制盐、电解和吸附相结合的海水综合利用新工艺，以及海水综合利用的资源和节能集成技术。为膜技术在海水淡化和海水综合利用等方面的应用提供借鉴和理论指导。     

晋江海域海水淡化排海盐度场三维数值模拟

本文运用MIKE3数值模拟软件,建立了晋江海域海水淡化排海三维温、盐扩散模型,模拟了不同潮期、潮时盐度的水平和垂直方向扩散情况。结果表明,浓海水排海后盐度分布受水位和流速的影响,水位越高、流速越大,稀释和扩散作用越明显,在垂向上的扩散距离越小。规模20万t/d海水淡化工程浓海水排放对附近海域盐升的水平影响在几百米范围内,垂向影响在3 m以内,且随着水位和流速的增加在水平和垂向上能够较快稀释扩散,在附近不存在环境敏感区的情况下,不会对海洋环境造成显著影响。     

Impacts of seawater desalination on the giant Australian cuttlefish Sepia apama in the upper Spencer Gulf, South Australia

With seawater desalination expanding rapidly, it is important that ecological studies are undertaken to determine the effects of brine discharge on the marine species in the area. The abundance of giant Australian cuttlefish (Sepia apama, Gray 1849) eggs and environmental data were recorded at nine sites near Point Lowly, Spencer Gulf, South Australia, an area where the largest desalination plant in the Southern hemisphere is proposed. In addition, the effects of different concentrations of desalination brine on the growth, survival and condition of cuttlefish embryos were investigated. The primary egg-laying sites for the cuttlefish were in the vicinity of Stony Point (sites 4 and 3) and the area with the least egg abundance was on the eastern and western areas around Point Lowly (sites 9 and 7) where no eggs were found. The survival of embryos decreased with an increase in salinity, with no embryos surviving to full term in salinities greater than 50‰. Mean weight and mantle length also decreased with increasing salinity. Besides elevated salinity, the brine also had increased concentrations of Ba, Ca, K, Sr and Mg relative to water near Point Lowly. Brine discharge from seawater desalination poses a potential threat to the unique spawning aggregation of the giant Australian cuttlefish, in the upper Spencer Gulf, South Australia.     

天津南港工业区海水淡化工程附近海域水质调查

海水淡化工程带给城市经济社会效益的同时,也给海洋环境带来负担。海水淡化工程产生的大量排海浓海水在温度、盐度、有机物和营养盐、重金属、酸度、余氯、溶解氧和机械卷载效应等方面对海洋生态环境和海洋生物会产生一定影响,甚至对人类健康产生间接的危害。文章在2018年调查天津南港工业区海水淡化工程附近海域水质状况的基础上,分析海水水质变化趋势。研究表明：2018年调查区域主要污染因子为无机氮,其次为化学需氧量;其局部海域范围内无机氮和化学需氧量的含量各自呈现规律性变化;其他指标均未出现明显波动;南港工业区海水淡化工程附近海域的调查指标未发生明显变化。     

建设青岛国家海洋高技术产业基地的战略研究

海洋高技术产业作为21世纪的朝阳产业,其发展速度和前景明显优于其他高技术产业,成为西方发达国家推崇的主导产业。青岛市作为中国的海洋科学研究中心,应建成中国的海洋高技术产业基地。对建设青岛国家海洋高技术产业基地作了分析,提出了青岛市以发展海洋药物及功能食品、海洋天然产物和活性物质提取、海洋精细化工和海洋防腐、海洋水产品苗种培育及养殖、海洋工程设备及仪器仪表五大类海洋高技术产业基地的总体发展目标和战略对策。     

海水淡化排放的高盐废水对海洋生态环境的影响

盐度是海洋环境中最重要的生态因子之一,每种生物各有其适宜生长盐度要求,当环境盐度超过该范围时,生物体的生长、发育、生殖、行为和分布都会受到影响.近10年来,随着淡水资源紧缺和海水淡化处理成本的下降,海水淡化厂数量急剧增加,大量浓盐水进入海区导致受纳海域盐度升高.高浓度盐水给海洋生态环境带来许多负面影响,有关浓盐水的海洋生态安全问题备受人们关注.在总结和分析浓盐水对海洋浮游生物、底栖动物、甲壳类动物、鱼类和海草等影响的基础上,指出海水淡化厂排放的高盐废水对海洋生态的潜在威胁,浓盐水的排放使一些经济水产种类产量减少,给渔业资源和海洋经济带来损失.不同地域环境对海水淡化厂排放水的敏感程度不同,且潮流、海流和水团等水文因素以及海水淡化厂的日处理量和规模等因子决定了排放的高盐废水对海域生态影响的程度.为减少排放的高盐废水对出水口附近海域的影响,提出了海水淡化工程合理规划和布局的可行措施,要选择水体交换良好的海域作为海水淡化工程所在地,对排水口要进行因地制宜地设计,做好高盐废水的再利用工作,以最大限度地减少排放的高盐废水对海区环境的负面影响.建议对海水淡化厂附近海域进行有针对性的水质调查和监测,并做好环境风险影响的评价工作;制定及完善相关的法律法规,建立统一的高盐废水排放标准,而该标准则要以排放的高盐废水对当地海洋生态不造成较大的影响为依据,使海水淡化产业的发展有法可依.     

浓/热海水排海对海洋环境影响分析及对策

海水利用是解决沿海地区淡水资源短缺的重要途径,但其排放的废水可能对海洋生态环境造成不利影响。文中分析了海水的盐度、温度以及携带的化学物质对海洋生态环境的潜在威胁,结果表明:浓海水、温排水排海可能会破坏排放海域的生态环境,影响海洋生物的繁殖、生长和发育,从而导致生物的种类数量、生物量和分布范围等发生变化,需要引起关注和重视。建议海水利用工程建设合理选址、优化设计,鼓励采用循环经济产业模式,延伸海水利用产业链条,以降低对海洋环境的不利影响;并加强排海废水对海洋生态环境影响的研究和监测工作,为改扩建或新建海水利用工程提供环境影响评价依据。     

海岛风能海水淡化组合体系研究

利用风能作为海水淡化的动力能源是目前较新颖的研究课题,国际上报道的还不多.根据东南沿海丰富的海岛风能资源和海岛缺淡水的现状,就如何利用洁净能源--风能和从降低海水淡化成本的角度出发,研究如何将风力发电与海水淡化装置进行组合.通过对不同功率的离网型和并网型风力发电机技术特征的分析,设计了风能发电与不同规模海水淡化装置的组合,研究表明,30 t/d以下的海水淡化装置可以利用储能电池把风能聚集起来,作为海水淡化的动力能源,大于30 t/d的海水淡化装置必需并网.该研究还以宁波市象山县高塘岛为实例,在测得该岛风能效益时间表的基础上,设计了以不同功率的离网型风力发电机与300 t/d和500 t/d的海水淡化装置相配套,并对制水成本进行了分析.研究表明,如果不计投资利息,500 t/d的海水淡化装置产水的单位成本为2.77元/t,间隙性生产(单纯的风力发电制水)产水的单位成本为1.43元/t,有望低于市政供水价格.     

海水淡化浓海水与电厂温排水混排方案研究

本文以渤海湾为例，运用MIKE3 FM数值模拟软件建立了渤海湾天津附近海域海水淡化浓海水与电厂温排水混合排放温盐扩散三维数值模型，开展了浓海水和温排水不同混合比例温盐扩散对比研究。研究结果表明：浓海水与温排水混合排放可以使受纳海域盐升范围显著减小，并且混合比例越高，效果越明显。在温升影响方面，与等量温排水单独排放相比，混合排放会使底层海域温升包络面积增大，表层减小，但当混合比例超过1：30（温排水量约为35 m³/s），表层和底层海域温升包络面积接近于等量温排水单独排放的温升包络面积；综合考虑温盐扩散，当海水淡化浓海水排放量在10×104 m³/d，盐升不超过20时，与温排水混合排放比例超过1：30（温排水量超过35 m³/s），盐度在排放口附近可稀释到背景值，由于混合排放密度变化引起的温度下沉影响几乎可以忽略不计。相关研究结论可为海水淡化浓海水科学排放/推动海水淡化和海洋环境和谐可持续发展提供技术支撑。     

反渗透海水淡化技术现状和展望

反渗透膜技术于20世纪60年代取得突破性进展,促使反渗透海水淡化在近50年间高速发展,淡化产能自20世纪90年代起激增.海水反渗透(SWRO)淡化已成为目前投资最省、成本最低的利用海水制备饮用水的过程.文中主要对海水反渗透淡化的发展状况进行了介绍,如膜和组件的改进,关键设备高压泵和能量回收装置效率的提高,多种工艺过程的不断发展,包括预处理和后处理的新工艺,以及对环境的影响和相应对策等.反渗透技术的发展也推动了其他膜分离技术的进步,并扩展其应用领域.预计在不久的将来,膜技术在海水淡化和水再利用、扩大和保护水资源、循环经济、清洁生产、改造传统产业、节能减排及提高人民生活水平等方面发挥的作用会越来越显著.     

海水淡化取水口空间选划适宜性评价方法与应用

海水淡化取水口空间选划受自然地理、生态环境和社会经济等多种要素的影响,对取水口工程建设的经济性、稳定性和安全性具有重要意义。在海水淡化取水口空间选划影响要素分析的基础上,针对浅海取水方式,从基础地理条件、水体环境条件、灾害条件和产业发展条件四方面筛选代表性评价指标,构建海水淡化取水口空间选划适宜性评价模型。以山东省荣成市近岸海域为研究区,基于GIS平台的多因素空间叠置分析实现初步的适宜性空间分区,然后叠加约束条件生成最终的海水淡水取水口选划适宜性空间分区结果,形成具有科学化、定量化和空间化特征的海水淡化取水口选划适宜性评价体系。本研究在理论方法和技术层面上完善了现有的海水淡化取水口空间位置选划方法,评价结果可为海水淡化取水口空间选划提供科学依据。     

浮式海水淡化装置系留系统水动力分析

文章参考某海水淡化装置的具体参数、工作环境及其系留系统的布缆方式,利用大型海洋水动力分析软件OrcaFlex建立该海洋浮式海水淡化装置系留系统的水动力分析模型,研究该模型的运行过程,结合系留系统以及风、浪和流的联合作用,分析系缆的系泊张力变化情况和水动力,并对该系留系统的设计和施工提出指导性建议和细节性要求。     

近50年国际海水淡化技术研究的发展状况——基于Web of Science数据库的文献计量分析(1971—2020年)

以Web of Science数据库核心合集内收录的1971—2020年海水淡化文献为数据源,借助CiteSpace对国际海水淡化研究领域的国家和研究机构、关键词、参考文献、期刊与基金等信息进行分析,提出国际海水淡化技术演进大致经历了三个阶段:起步阶段;以反渗透、多级闪蒸、超滤、微滤等研究为主的积累阶段;减压渗透、正渗透、纳米颗粒、石墨烯等海水淡化新材料新技术不断涌现的快速发展阶段。同时,从技术进步和政策支持两个方面提出了对国内相关研究的借鉴与启示。     

海水冷冻预淡化系统的试验研究

本文提出了一种基于冷冻脱盐的海水双级冷冻预淡化系统。该系统利用蒸发结晶器对海水进行冷冻,并通过振动分离与洗涤实现冰晶与卤水的分离,以此实现海水的初步脱盐,可作为反渗透淡化的预处理系统。同时,海水冷冻淡化过程中消耗的冷量可重新回收用于空调制冷,淡化成本得以有效降低。本文建立了海水双级冷冻预淡化系统的数学模型,获得了试验系统的关键设计参数,以此搭建了试验平台并完成了试验测试,并对海水双级冷冻预淡化系统进行了经济性分析。试验结果表明:经过海水冷冻预淡化系统,预淡化海水产量可维持在21~27 L/h之间;预淡化海水盐度可从35降低到约11;预淡化过程可回收总冷量7.91 kW;反渗透淡化总成本可降低约33%。     

基于双缸耦合原理的阀控式能量回收系统原理设计与仿真分析

针对小规模海水淡化需要解决能量回收装置的能回效率与空间问题,将能量回收装置与压力提升泵进行集成一体化设计,研究了一种双缸耦合阀控式能量回收系统。系统两液压缸内活塞各由一个电动推杆推动,叠加高压浓海水压力实现压力交换,同时进行活塞推力的耦合控制,避免了压力交换过程中活塞的压力脉冲波动,保障了反渗透膜工作压力稳定;基于小型海水淡化装置,根据压力能流反渗透工艺节点压力流进行了计算分析,得出电动推杆推力压力0.5 MPa左右的补偿压力曲线。通过AMESim进行液压仿真分析,结果表明在系统回收率为30%,高压浓海水进口压力为4.8 MPa,增压海水压力4.6 MPa的情况下,通过压力补充增压海水压力可增压到5.0 MPa,反渗透膜压力与流量波动较小,满足反渗透海水淡化的压力需求。     

Jellyfish blooms perception in Mediterranean finfish aquaculture

In recent years, negative impacts of jellyfish blooms (JB) on marine human activities have been increasingly reported. Aquaculture has been affected by jellyfish outbreaks, mostly documented through repeated episodes of farmed salmon mortalities in Northern Europe; however, the valuation of JB consequences on the aquaculture sector still remains poorly quantified. This study aims to provide the first quantitative evaluation effects of JB on finfish aquaculture in the Mediterranean Sea and to investigate the general awareness of JB impacts among Mediterranean aquaculture professional workers. The aquaculture workers' perception about JB was assessed through a structured interview-based survey administered across 21 aquaculture facilities in central and western Mediterranean. The workers' awareness about JB impacts on aquaculture differed among countries. Italian and Spanish fish farmers were better informed about jellyfish proliferations and, together with Tunisian farmers, they all recognized the wide potential consequences of JB on sea bream and sea bass aquaculture. On the contrary, the majority of Maltese respondents considered JB as a non-significant threat to their activity, mostly based on off-shore tuna farming. This study for the first time shows that JB may negatively affect different Mediterranean aquaculture facilities from Tunisia (Sicily Channel) and Spain (Alboran Sea), by increasing farmed fish gill disorders and mortality, clogging net cages, or inflicting painful stings to field operators, with severe economic consequences. Available knowledge calls for the development of coordinated preventive plans, adaptation policies, and mitigation countermeasures across European countries in order to address the JB phenomenon and its impacts on coastal water activities.     

海南地热能海水淡化可行性探讨

为了解海南地区利用地热能进行海水淡化的可行性,阐述了海南缺水情况以及地热资源分布,并对使用地热能进行海水淡化作了技术和经济探讨,结果表明海南缺水地区可以从当地可用的地热资源中获益。同时,指出基于地热能的海水淡化仍面临一些问题,需要提高重视程度和科研投入,并试行推广积极的产业扶持政策,从而促进海南地热能海水淡化的研究和利用。