世界最大海水淡化项目——以色列Ashkelon
以色列的海水淡化工厂
龙源期刊网 以色列的海水淡化工厂作者：严毅梅来源：《青少年科技博览（中学版）》2017年第04期目前，水资源匮乏是世界性的环境难题。
地下水的水位不断下降，江河的水在减少，湖泊在萎缩，于是人们把目光投向了大海。
海水淡化在中东地区很流行，某些岛屿和船只上也在使用淡化的海水。
在2008年，持续了10年的干旱，将肥沃的新月地带烤焦，以色列最大的淡水来源加利利海（实为淡水湖）水位退到警戒线以下。
为此，以色列政府制定了严格的节水措施，一些农民为此损失了整年的收成。
与其他国家相比，以色列更加注重节水研究，而且大部分的研究都在扎克伯格研究所进行。
在那里，研究人员在滴灌、水处理和海水淡化等方面开发了许多新技术。
扎克伯格研究所的海水淡化研究成果卓著。
传统的海水淡化技术使用一种孔膜，当含盐的海水进入膜后，水通过，而更大的盐分子被膜上的孔挡在外面，但海水中的微生物也会迅速阻塞这些小孔，因此，需要定期使用昂贵的化学清洗剂进行清洗。
扎克伯格研究所的科研人员开发了一种不需要化学清洗剂进行清洗的技术，他们将多孔火山石放在薄膜前面，这样微生物到达膜之前就被拦截。
这只是膜过滤技术许多突破中的一个。
通过这种技术，海水淡化的成本得以大幅降低，且效率也有很大提升。
在以色列首都特拉维夫南边10千米紧靠地中海的地方，一座超级水工厂拔地而起。
这就是索里克海水淡化工厂。
这座工厂有两座宏伟的蓄水池，每个蓄水池都相当于一个标准足球场大小。
地中海中的海水从一英里（相当于1.68千米）外的入口由泵送入管道，最后进入蓄水池。
这管道是如此之大，人们可以在里面行走。
混凝土水库的下方储藏着厚厚的沙子，海水先经沙子过滤后再进入海水过滤器。
新的索里克海水淡化工厂拥有世界上最大的反渗透海水淡化设施。
这里矗立着白色的圆柱体，它们有1.2米高、直径0.5米，发出的呼呼声像喷气发动机发出的声音。
50 000张膜被封闭在圆柱内，缠绕在中心管上，膜上的孔不到人类头发直径的百分之一。
4.15以色列海水淡化
1、以色列海水淡化和污水净化“秘方”发布时间：2012-6-20 9:28:00字号:小|中|大6月13日中午，烈日当头，十几位操着不同语言的外国记者将“长枪短炮”对准一杯杯甘甜的淡水“咔嚓”不停并举杯品尝，另一群记者则将一位帅气的年轻人团团围住，在他们身后是几座蓝白相间的巨大厂房和两座高耸的烟囱。
这里就是以色列阿什克隆海水淡化厂，那位意气风发的年轻人是以色列环境保护部部长吉拉德·艾登，他即将率团赴巴西参加“里约+20”联合国可持续发展会议，今天特意邀请了包括科技日报在内的驻以色列的十多家外国媒体参观以色列阿什科隆海水淡化厂和里雄莱锡安丹地区污水处理厂，揭秘以色列带给联合国可持续发展大会解决“可持续发展与消除贫困”问题的“良方”。
“海水淡化”解决“吃水”问题阿什科隆海水淡化厂是全球第二大反渗透法海水淡化工厂，每天生产1.18亿立方米饮用水，占以色列年用水需求量的55%，而每立方米成本仅为0.53美元。
工厂将一公里外15米深的海水通过大型管道抽至离心设备，经过加工处理，最终变成可以饮用的淡水。
阿什科隆工厂中使用了多项创新技术，包括其独有的“三中心设计”（泵中心、膜中心和能量回收中心）、三根管路取水和独特的脱硼系统。
全自动化工厂使用一流节能技术，工厂由独立联合循环发电厂供电。
以色列水务和海水淡化管理局（WDA）主席亚伯拉罕·泰尼告诉记者，以色列公司目前占有全球近一半的海水淡化市场，用户遍及中国、美国、欧洲、澳大利亚等全球各地。
以色列最大的海水淡化公司IDE是阿什科隆海水淡化厂的经营者，其成熟的技术与高效的运营使IDE能够为处于全球不同地区的用户提供最佳方案。
该公司与中方合作在天津北疆发电厂修建了中国最大的热法海水淡化装置，海水淡化全部由发电站的废热提供动力。
他说，该公司正在同多家中国企业和地方政府部门进行合作谈判，有望近期签署新的合作协议。
从技术角度上看，浙江、广东等沿海省份的工业区将成为海水淡化的未来市场。
走访世界水及环保科技的“硅谷”以色列
走访世界水及环保科技的“硅谷”以色列提起以色列，人们大多会想起神奇的死海与著名的哭墙，但除了著名的自然与人文景观之外，以色列的水处理相关产品与技术更是排在世界前列。
应以色列工贸部邀请，本刊记者参加了“以色列高新水技术国际媒体考察团”。
在以色列为期3天的考察中，参观了以色列因极度缺水而研发出的各具特色的先进的水技术，倾听了以色列专家关于他们的水资源管理战略的讲述，在本次考察中记者深刻的感到：在以色列，如何节约用水、高效用水的观念早已深入人心。
干旱的环境与先进的水资源管理经验以色列是一个相对比较小的国家，人口只有700万左右，位于地中海东岸，面积约有22000平方公里。
初来这个国家给人最深刻的感觉就是强烈的日晒，在这里你不用担心出门没带雨具，因为这里几乎每天都是大晴天，开车在路上的时候向车窗外望去，多半是大面积的沙漠，和干旱的土地，有些山脉也多是类似干旱的丘陵地带，零星的长着一些矮小的松树。
据了解，以色列是世界上最干旱的地区之一，约一半的国土面积被列为干旱地区，年降雨量低于200毫米，另外一半年降雨量大约在500毫米左右，只有在北部很少的一部分地区年降雨量能达到毫米。
文/邢宝霞以色列的污水处理厂700以色列唯一的水源就是北部的加利利湖。
在以色列，80％的水集中在北部地区，只有20％的水在南部地区，但全国65％的耕地面积却在南部。
由于降水年际变化较大，每年的可供水量不同。
正因为如此，在以色列，水是极其珍贵的商品。
这样恶劣的环境也就促使以色列要发展农业、工业，就必需解决用水的问题，一系列先进的水处理技术也就应运而生，水资源的管理更显得异常重要。
对于水资源的管理，从以色列60年前建国开始，以色列文化中就浸透着对水资源匮乏的认识，这在全国形成了开发新的有效的水技术氛围。
以色列关于水资源的有效管理与经验主要体现在以下几个方面：1、建立了以水法为核心的水法规体系，法律的制订中特别强调可操作性，相关的法律法规在水资源和水环境管理、供水等方面发挥了十分重要的作用。
水处理技术简史 - 反渗透
反渗透已经广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、家用水净化和废水回用等领域。
2018年，全球采用反渗透技术生产的海水淡化水已达到110亿吨以上，可供3.2亿人使用。
近70年来，众多重要的科学家、企业家和一大批科技公司联袂演绎了一段精彩纷呈的反渗透技术发展史。
来源：万米空间作者：一头雾水的熊反渗透（Reverse Osmosis，RO）的发明和大规模应用是现代水处理技术发展的标志性成就。
作为一种1950年代以后发展起来的先进膜分离技术，反渗透已经广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、家用水净化和废水回用等领域。
2018年，全球采用反渗透技术生产的海水淡化水已达到110亿吨以上，可供 3.2亿人使用。
近70年来，众多重要的科学家、企业家和一大批科技公司联袂演绎了一段精彩纷呈的反渗透技术发展。
反渗透海水淡化厂（图片来自网络）第一部分概念验证顾名思义，反渗透是相对于渗透（Osmosis）而言的，指的是渗透现象的逆过程。
无论渗透过程还是反渗透过程，其核心都是一张半透膜。
所谓半透，简单说就是水能透过，而溶解在水中的盐或其它溶质则不能透过。
如果一张半透膜两侧溶液中的溶质浓度不一致，水分子就会自发地从低浓度侧透过膜进入到高浓度侧，直至膜两侧溶液浓度一致，或者在膜的高浓度侧由于水位升高等原因对低浓度侧建立起一定的净压差。
这就是渗透现象，这个净压差就是渗透压。
我们知道，医生给病人输液时经常使用生理盐水，它是浓度为0.9%的氯化钠水溶液。
这个浓度与人的体液浓度相当，因此输液后不会因在细胞膜两侧发生显著的渗透现象而对人体造成伤害。
渗透现象虽然在我们的身体内每天都在发生，但直到1748年才被法国物理学家诺莱（Jean-Antoine Nollet）从科学角度第一次发现。
诺莱是个热爱科学的大人物，据说还给路易十五演示过莱顿瓶放电实验。
他采用猪膀胱作为半透膜，将两种不同浓度的乙醇水溶液隔开，从而通过实验观察到了渗透现象。
1886年，一位荷兰科学家通过总结实验数据，提出了稀溶液的渗透压计算公司。
海水淡化
以色列海水淡化企业对华合作情况
以色列IDE公司为以色列化工集团子公司，是国际著名海水淡化企 业，也是全世界惟一一家拥有低温多效与反渗透两项技术的国际公司， 凭借其设备投资省、能量消耗低、建造周期短等诸多的优势，发展迅 速，目前占据了全球90%的海水淡化市场份额，在世界范围内承建了 370多家海水淡化厂。
•加强与以色列在海水淡化技术和设备领域的合作。 目前我国膜技术发展滞后，大多数采取反渗透技术的海水淡化厂需要 从国外大量进口膜，可扩大与以色列在该领域的技术交流和合作，加 大膜技术等关键技术和装备的联合研发力度，摆脱进口束缚。 •借鉴以色列海水淡化工程建设模式。 相关部门可借鉴以色列海水淡化工程建设的“建设-经营-移交”形式， 坚持政府引导与市场驱动相结合，引入竞争机制吸引私人资本参与海 水淡化设施建设，降低海水淡化工程的建设和运行成本 •借鉴以色列海水淡化产业化经验。 可借鉴以色列海水淡化产业化的经验，以市场为导向，加强产学研商 用的结合，组建海水淡化产业联盟，使分散的各类资源和能力形成合 力参与市场竞争，形成完善的产业链。
如何更好实施海水淡化技术
• 政府引导+市场化运作相结合
采取政府引导与市场化运作相结合的模式，在保证政府对淡 化水控制权的前提下引入市场机制，允许私营经济和国外企 业介入，进一步降低海水淡化工作的建设投资和运营成本。
• 有效的政策鼓励行业发展
在加大海水淡化资金投入的同时，积极制定有效行业发展政 策。
以色列海水淡化发展情况
以色列水资源委员会认为解决水资源问题的根本出路只能靠淡化海 水。为此，以色列政府于1999年制定了“大规模海水淡化计划”，以期 缓解淡水的供需矛盾。根据该计划，至2015年，海水淡化水将占以色列 淡水需求量的22.5%，生活用水的62.5%；至2025年，海水淡化水将占淡 水需求量的28.5%，生活用水的70%；至2050年，海水淡化水将占全国淡 水需求量的41%，生活用水的100%。如有多余淡化水，将用于以色列自 然水资源的保护。
反渗透技术在以色列Ashkelon海水淡化项目中的应用
反渗透技术在以色列Ashkelon海水淡化项目中的应用来源：水世界网作者：赵欣时间：2010-06-23点击：74摘要：以色列的Ashkelon海水淡化厂于2005年建成，该项目是当时世界最大的膜法海水淡化处理系统，产水能力达到33×104m3／d．从处理流程、主要设备和系统调试与试运行情况等方面进行了介绍，并对该项目的社会和环境效益进行了简要分析，以期将膜法海水淡化技术在国外的成功建造和运营经验与同行进行交流。
关键词：海水淡化；反渗透； Ashkelon海水淡化厂Application of Reverse Osmosis to Ashkelon Seawater Desalination Project in IsraelAbstract：Ashkelon Desalination Plant in Israel was constructed in 2005，it was the largest desalination plant based on membrane technology in the world at that time，Its production capacity is about 33×104m3／d．The treatment process．main equipments and commissioning of the plant are introduced．and the social and environmental benefits are analyzed．aiming at exchanging the successful experiences of overseas project cases with Chinese colleagues．Key words： seawater desalination； reverse osmosis； Ashkelon seawater desalination1 背景地球上水体总量约为13．6×1012rn3，海水约占97．2％。
探秘海水淡化王牌企业——以色列IDE的核心技术
探秘海水淡化王牌企业——以色列IDE的核心技术以色列IDE公司成立于1965年，作为以色列海水淡化领域的王牌企业，利用先进的热法和膜法技术，IDE为客户提供和运行各种淡化和水处理解决方案，是世界海水淡化的先驱者和领导者。
IDE的代表作——以色列阿什克隆、海德拉和索莱克海水淡化工厂，这些世界最大的海水淡化水厂在全球反渗透领域具有里程碑的意义。
利伯曼(Boris Liberman)博士是IDE副总裁、膜法技术总监，从事海水淡化相关工作已超过了20年，他负责包括压力中心概念、直接渗透清洗、16英寸膜垂直排列、PRO和IDE PROGREENTM淡化技术在内的多项技术突破。
本期《水工业市场》杂志采访了利伯曼博士，他将带领我们一起探秘IDE众多专利新技术，为我们展示淡化技术如何利用天然菌种，实施无需添加任何化学药剂的海水淡化绿色方案。
水工业市场：在全球水资源紧缺的大背景下，IDE有哪些最新的认识和理念?IDE核心技术的发展方向是什么?利伯曼：水资源短缺一直困扰以色列，为此，政府始终致力于建设节水型社会，并强调生态平衡的理念，同时千方百计开拓新的淡水资源渠道，把海水淡化看作解决水资源问题的根本出路。
自1999年起，在政府的大力鼓励下，以色列相关企业开始通过海水淡化彻底改变国家缺水的状态。
目前以色列大约70%的饮用水来自海水淡化，未来在2020年计划整个以色列的海水淡化水源将完全替代水库水源，海水淡化将100%覆盖全国用水要求。
在全球水资源紧缺的大背景下，我们一直非常关注行业发展，目前海水淡化发展的关注点在于环保，因此，我们的注意力主要放在绿色的解决方案上。
我们最新的研究方向是PROGREENTM绿色技术方案，也就是全程不使用化学品的“绿色解决方案”。
我们所使用的方案，能够避免海水预处理过程中经常使用的药物，比如氯、化学药品和絮凝剂等等，而采用对环境友好的生物处理法。
在海德拉水厂中，我们使用的正是这种PROGREENTM绿色方案，利用菌种进行海水淡化系统里的预处理。
世界上最大的海水淡化厂
世界上最⼤的海⽔淡化⼚ 在以⾊列海边运⾏的世界上最⼤的海⽔淡化⼚是过去半个多世纪以来政府对创新研究和资⾦⽀持技术结果，从对基础设施研究投资开始，以公共-私⼈合作的模式(PPP)结束，建设了⼀个超⼤规模的新设施。
被《⿇省理⼯科技评论》评选为2015年⼗⼤科技突破之⼀。
世界上最⼤的海⽔淡化⼚ 该项⽬由以⾊列政府订购，个⼈联合体通过银⾏融资建设资⾦5亿美元，通过⽤向政府售⽔的利润⽤来偿还贷款以及向联合体提供所定利润。
同样，该项⽬应⽤的核⼼技术是依靠政府的⽀持。
然⽽在本案中，这些核⼼技术是基于上世纪五、六⼗年代以加利福尼亚为中⼼，由政府资助进⾏的海淡膜材料学术研究的延深。
索莱克淡化⼚位于特拉维夫以南约10公⾥，该⽔⼚⾃从2013年底开始运⾏。
⽬前，该⽔⼚为以⾊列全国提供家庭⽤⽔的20%，即年产量为1.5亿⽴⽅⽶。
为了给如此超⼤规模的⽔⼚运⾏融资，由IDE技术有限公司领导的联合体向政府承诺每⽴⽅⽶产品⽔以58.5美分的价格售给以⾊列政府——该⽔价根据能源价格和通货膨胀⽽波动。
这个⽔价是全球如此超⼤规模⽔⼚的最低价格。
融资结构要确保⽔⼚以最佳条件运⾏⼏⼗年，为这⽚⼲涸的⼟地提供便宜的淡⽔。
该项⽬联合体承担约20%的成本，剩下的资⾦来⾃以⾊列两家银⾏和⾪属于欧盟的欧洲投资银⾏的低息贷款。
通过最初⼏年的⽔销售收回他们最初投资的⽔⼚后，联合体随后将从投资中获益，这个投资结构要确保⽔⼚以最佳条件运⾏⼏⼗年。
25年之后这个庞⼤的⽔⼚将归以⾊列政府拥有。
如果没有政府早期对基础研究的资助，⾼效海⽔淡化⼚的技术挑战也许到现在都⽆法解决。
索莱克项⽬的公共-私⼈融资模式凸显了政府⽀持在技术升级⽅⾯的⼀贯重要性，这使得淡化⽔以⼀个合理的价格流向数百万以⾊列⼈的家中。
海⽔淡化⼚⼩知识 海⽔淡化也称海⽔化淡、海⽔脱盐，指将⽔中的多余盐分和矿物质去除得到淡⽔的⼯序，从海⽔中取得淡⽔的过程即被称为海⽔淡化。
海⽔淡化是实现⽔资源利⽤的开源增量技术，可以增加淡⽔总量，且不受时空和⽓候影响，⽔质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮⽤⽔和⼯业锅炉补⽔等稳定供⽔。
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RO2-1
Sep-05
Oct-05
Nov-05
• 透盐率小于设计透盐率 • 随着温度的降低透盐率还在降低
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硼的化学特性
典型的硼平衡反应方程式 大多数海水淡化系统中，我们需要考虑如下方程式所给出 的化学平衡机理： pKb ~ 4.8 (with pOH) − B (OH ) 3 + H 2O ↔ B (OH ) 4 + H + 在标准条件下，大多数的海水淡化反渗透膜元件对B(OH)3 的脱除率在80-95%
• 温度 温度升高时，由于pkb下降，B(OH)3增多而使得硼脱除率下降 • 流量
高流量可以降低硼的透过率
• 反渗透膜片的状态
过度或长时间的清洗会造成硼脱盐率的降低
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2段产水量
130 Normalized permeate flow (relative) (%) 120
Normalized flow (relative) Design flow @ start-up Sep-05 Oct-05 Nov-05 Dec-05
• 调整期: “润湿”过程 第1-10天 • 连续5个月稳定运行 • 流量超过设计值
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世界上最大的海水淡化项目 以色列Ashkelon
王大新 July, 2007
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内容
• • • • • 硼的化学特性 高pH条件下硼的脱除率 工艺流程介绍 系统的性能 总结
项目建造者 售水价格 项目成本 项目占地面积 吨水最大耗电量 进水温度 进水含盐量 产水含盐量 脱盐率 硼去除率
IDE集团, Vivendi水务集团 Dankner-Ellem建设集团 0.527美金/吨 2.12亿美金 75,000平方米(300米 x 250米) 小于4千瓦时 16ºC - 32ºC (反渗透部分) 40,750ppm 小于40ppm 99.9% 大于92%
高pH条件下硼的脱除率
Boron vs. pH
100 % presence 80 60 40 20 0 7 8 9 pH 10 11 H3BO3 H2BO3-
H3BO3 ↔ H+ + H2BO3反渗透系统对没有电荷的分子脱除率低！
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3段产水量
120 normalized permeate flow (relative) (%) 100
Conditions
Hale Waihona Puke RO380 60 40 20 0 Aug-05
200
Performance data TDS product Boron product Feed pressure mg/L mg/L bar 25 – 120 3.0 – 6.5 8.5 – 12.0
150
100
50
Normalized salt passage (relative) Design salt passage @ start-up
总出水量已经突破100,000,000吨
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7
以色列Ashkelon330,000 吨/天海水淡化项目：
世界最大海水淡化项目 按装了超过40,000支 FILMTEC 海水和苦咸水 膜元件
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高pH条件下硼的脱除率
Boron的脱除率 vs. pH
Seawater 100 Element rejection (%) 80 60 Temperature: 25C 40 20 0 5 7 9 pH 11 13 SW & BW Standard Test conditions Brackish Water Low Energy Brackish Water
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Ashkelon 操作运营公司2006年10月宣布 投运一年以来，系统无论是产水水质还是产水量都完全达到了设计的标准。
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4段透盐率
200 normalized salt passage (relative) (relative) (%) 180 160 140 120 100 80 60
• 产水量大于设计产水量 • 初始阶段：泵的调整
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3段透盐率
250 Normalized salt passage (relative) (%) RO3
Conditions Element type TDS Feed Boron Feed Temperature pH Feed Recovery % mg/L mg/L °C BW30-400 25 – 120 3.0 – 6.5 19 – 32 > 10 90
• 运行初期产水量大于设计产水量 • 调整期: “润湿”过程 第1-5天 • 产水量下降(11/5)： 系统调整
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系统性能
标准化产水量
–2段 –3段 –4段
标准化透盐率
–2段 –3段 –4段 通过FILMTEC™ FTNORM软件 进行标准化
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2段透盐率
160 Normalized salt passage (relative) (%) 140 120 100 80 60 40 20 0 Aug-05 40.0 35.0 Temperature (C) 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 Dec-05 Normalized salt passage (relative) Design salt passage @ start-up Temperature
Conditions
RO2-1
110 100 90 80 70 60 50 Aug-05
Element type TDS Feed (rear) Boron Feed (rear) Temperature pH Feed Recovery % mg/L mg/L °C
BW30LE-440 >300 1.0 – 2.5 19 – 32 > 10 75-87
0 Aug-05
Sep-05
Oct-05
Nov-05
Dec-05
• •
初始透盐率远小于设计值 浮动：运行条件不断在调整
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