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苏慧超团队解锁海水淡化节能新路径 SPSP 设计方案技术经济性居首

2026-01-15 202人浏览
近日，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所苏慧超高级工程师团队的研究成果《海水淡化反渗透系统设计方式技术经济性对比》正式刊发于中国科技核心期刊《净水技术》2025 年 11 期。该研究通过系统对比四种主流反渗透系统设计方案，明确双端产水局部二级反渗透（SPSP）设计方式在节能降耗与水质调控方面的核心优势，为海水淡化工程设计提供了科学参考。
反渗透技术作为全球海水淡化领域的主流技术，占市场份额超 60%，但高压驱动导致的高能耗问题仍是行业降本增效的关键瓶颈。随着 “双碳” 目标推进，优化膜系统配置、降低单位比能耗（SEC）成为反渗透海水淡化技术的重要发展方向。目前行业内存在单级海水反渗透（SWRO）、双端产水局部单级反渗透（SSP）、局部二级反渗透（PSP）等多种设计方式，但不同方案的技术经济性差异缺乏系统量化对比，给工程选型带来困扰。
苏慧超团队以天津某海水淡化厂为研究蓝本，采用软件模拟方法，在相同产水水质、水量及系统回收率条件下，对 SWRO、SSP、PSP、SPSP 四种设计方式展开全面对比。研究发现，SPSP 设计方式表现最为突出：其水质温度调控范围达 0～10℃，远优于 SSP 和 PSP 的 0～3℃，且该调控范围与进水总溶解性固体（TDS）、运营时间无关，适应性更强；在单位比能耗方面，SPSP 在所有设计方式中始终最低，进水 TDS 为 28000mg/L 时，其 SEC 值仅为 3.452kW・h/m³，显著低于其他方案。
进一步针对 SPSP 设计方式的影响因素分析表明，产水分流比例对温度调控范围的影响远大于产水水质：分流比例每增加约 5%，临界温度提升 3℃，而产水 Cl⁻质量浓度要求从 160mg/L 提高到 60mg/L 时，临界温度仅降低 3℃。经济性分析显示，SPSP 虽需增加约 150 万元投资（主要用于新增苦咸水反渗透膜及配套设施），但通过大幅降低能耗，可实现运营成本每吨水减少 0.14 元，在投资与能耗之间达到最优平衡，综合经济性显著优于 SSP 和 PSP 方案。
据悉，SPSP 设计方式已在以色列 Soreq、美国 Carlsbad 等国外大型海水淡化厂及青岛百发、天津先达等国内项目中成功应用，其技术优势已得到工程实践验证。苏慧超团队的研究首次系统量化了该方案的技术经济优势，为其在更多海水淡化项目中的推广应用提供了数据支撑。
《净水技术》作为水环境与水处理领域权威期刊，持续聚焦行业前沿技术创新与成果转化。欢迎广大科研工作者、工程技术人员订阅关注，积极投稿分享海水淡化、膜分离技术、水处理节能等领域的最新研究成果与实践案例，共同推动水资源高效利用与绿色发展。


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