海水淡化是海洋资源利用中最重要的产业之一。近年来，海水淡化工艺技术及装置取得了长足进步，正朝着高效、节能、小型化和低成本化方向发展，有利于缓解全球人均淡水拥有量不足的问题。

膜法海水淡化法运用反渗透技术，利用压力差对海水进行脱盐处理而获得淡水，是当前主流的海水淡化方法之一。其所采用的膜主要有卷式膜和中空纤维膜两类，前者选用芳香族聚酰胺或芳杂环聚酰胺为原料，优点是制造工艺相对简单，但材质不耐杀菌剂，且每层膜间依靠非织造布支撑，因此凡全球相对封闭的海域，如地中海、红海、波斯湾和渤海湾等，利用该技术后易滋生大量菌类，故东洋纺（Toyobo）的三醋酸纤维素（CTA）中空纤维膜就在其海水淡化设施中占主导地位。东洋纺也是全球最大和最领先的中空纤维RO膜生产厂家，其工艺流程如图 1所示，表 1 为其主要工艺参数。

图 1　东洋纺的海水淡化工艺流程

表 1　东洋纺CTA中空纤维RO膜型号及特点

首钢京唐钢铁联合有限责任公司曾与东洋纺合作，利用HOLLOWSEP装置开展渤海湾微生物污染等研究试验，最终建设了一套处理能力约为40万t/d的海水淡化装置。HOLLOWSEP经历了从高压型、低压型向常压型过渡。除日本外，中东和北非是其最大市场，和东丽（Toray）的卷式膜平分秋色。目前其RO元件有两端开口型（B.O.E）和一端开口型（S.O.E），图 2 展示了B.O.E结构和S.O.E结构元件的海水淡化示意图，以及B.O.E 结构中HOLLOWSEP HU系列分离元件和S.O.E 结构中HOLLOWSEPHM系列分离元件的截面。HU系列的生产效率是普通组件的 2 倍，因此组件数可减少一半，所占设备空间也只需一半。

图 2　HOLLOWSEP装置的原理示意

2019年10月，东洋纺与沙特海水淡化公司（简称SWCC）、阿拉伯日本膜公司（简称AJMC）合作（东洋纺出资85.1%），利用新开发的中空纤维膜将海水淡化的副产物浓缩海水进一步分离出稀释化的海水和含盐量更高的海水，前者输回海水淡化厂实现再利用，以增加造水量，后者经蒸馏和结晶工序有效回收有价值的物质。除东洋纺外，日本住友电子工业公司与神户大学共同开发了一种海水淡化前处理法，能够有效去除导致膜污染的冻胶状成分TEP（胞外聚合物），其中中空纤维膜材质选用具有优异耐化学腐蚀性能的聚四氟乙烯（PTFE）。实践中，海水盐分为2.8%，浊度为1.4 NTU，流速为10 m/min，反洗间隔30次/min，效果良好。近10年来，我国辽宁、河北、天津、山东、江苏、浙江、福建和海南等地均兴建了海水淡化厂，但以卷式RO膜为主，二醋酸纤维素中空纤维RO膜尚未实现产业化，只能用于苦咸水处理。

更多内容，请关注纺织导报2025年第3期《纤维材料在海洋产业中的应用进展》一文。