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繼今年冬季我國北方地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)幾個(gè)月嚴(yán)重旱情后，一段時(shí)間以來長(zhǎng)江中下游地區(qū)又出現(xiàn)了歷史罕見的干旱。
中國的人均水資源只有全球平均水平的28%，特別是北方地區(qū)的干旱注定將成為中國的基本國情。海水淡化作為開發(fā)新的淡水資源的重要手段正在日益受到重視，并被列入國家的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃
目前，世界上脫鹽水產(chǎn)量(包括海水淡化和苦咸水淡化)達(dá)到每天近6千萬方，解決了1億多人口的供水問題，尤其在中東地區(qū)和一些島嶼地區(qū)，淡化水在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，已成為其基本水源。
中國水利水電科學(xué)研究院原院長(zhǎng)高季章說，海水淡化技術(shù)目前我國使用的還比較少。根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料，我國一年只有幾億方的淡化水產(chǎn)量，而全國每年使用淡水在六千億方，只有幾千分之一的比重。而我國有一萬八千公里的海岸線，如果加上圍繞島嶼的海岸線就更長(zhǎng)。因此中國搞海水淡化，資源條件很豐富，潛力是巨大的。
- 多級(jí)閃蒸、多效蒸餾、反滲透 -
主要技術(shù)有三種方式
海水淡化是將海水脫除鹽分變?yōu)榈倪^程。淡化方法按照分離過程分類，可分為熱過程和膜過程兩類。現(xiàn)在廣泛采用的是屬于熱過程的多級(jí)閃蒸法和多效蒸餾法，以及屬于膜過程的反滲透法。
近年來，由于濃鹽水能量回收裝置的發(fā)展和應(yīng)用，反滲透淡化水的能耗大幅度下降，使得反滲透技術(shù)逐漸成為主流的海水淡化技術(shù)。
反滲透法的基本原理，是用一種自身孔隙很小的膜，使用很高的壓力把海水壓過去，這樣固體分子留下了，水分子過去了，就形成了淡化水。而這里使用的壓力相當(dāng)于五六百米的水頭(即水從五六百米的高度落下產(chǎn)生的沖力)，這個(gè)壓力是用高壓泵實(shí)現(xiàn)的，這就需要很大的能量。
在反滲透技術(shù)中，反滲透膜性能的優(yōu)劣對(duì)淡化效果的作用更加突出。目前反滲透膜主要由芳香聚酰胺制成，能夠阻擋99.9%的鹽分同時(shí)保持適當(dāng)?shù)臐B透通量。其缺點(diǎn)是反滲透膜分離裝置對(duì)進(jìn)水指標(biāo)有較高的要求，需定期對(duì)膜進(jìn)行清洗。
隨著社會(huì)的需求和技術(shù)的發(fā)展，國外海水淡化工程不斷向大型化、規(guī)模化方向發(fā)展，無論是多級(jí)閃蒸，還是多效蒸餾和反滲透，其規(guī)模均已從最初的每天生產(chǎn)幾百方發(fā)展到現(xiàn)在的每天生產(chǎn)幾十萬方。在規(guī)模不斷增加的同時(shí)，成本也逐漸降低。比如我國日產(chǎn)10萬噸級(jí)的海水淡化廠，成本可以降到每方淡水四元多到五元錢。
- 沿海資源型缺水地區(qū)、海島、苦咸水地區(qū) -
適宜推廣應(yīng)用的有三類地方
高季章介紹說，在我國，海水淡化技術(shù)主要適合應(yīng)用于以下三類地方。
其一是沿海資源型缺水地區(qū)，特別是靠近海岸的一些大型能源化工企業(yè)，如核電廠、火電廠、化工廠等。它們自身的生產(chǎn)用水量比較大，同時(shí)又有很多余熱可以利用。海水淡化廠規(guī)模越大，單方成本越低，搞起來也比較劃算。
其二是一些有人居住的海島。這些地方以往主要靠集雨解決淡水問題。離大陸近的海島，還可以采用利用管道調(diào)水的方法，而離大陸遠(yuǎn)的海島，調(diào)水成本太高，可以考慮采用海水淡化的方法。
其三是我國有很多干旱地區(qū)，那里的地下水是苦咸水，其中含氟，鹽堿度很大，喝起來是苦的。比如山西、陜西、甘肅、內(nèi)蒙古的一些牧區(qū)農(nóng)區(qū)，甚至包括天津郊區(qū)的一些地方也是這樣。在這些地方，也可以用反滲透法技術(shù)，對(duì)苦咸水進(jìn)行淡化處理。由于苦咸水的含鹽度畢竟比海水要低得多，因此處理成本也比海水淡化低很多。
- 能量回收、風(fēng)能發(fā)電 -
普及發(fā)展要解決高耗能問題
海水淡化面臨的一個(gè)重要問題，就是它要耗費(fèi)很多的能源。生產(chǎn)一方淡化水，大體要花四度電。這也使海水淡化的成本還比較高。
前面我們提到，反滲透法中濃鹽水余壓能量的回收，是降低能耗的一個(gè)重要方法。濃鹽水從膜后打回來的時(shí)候，還有很大的動(dòng)能，讓它驅(qū)動(dòng)一個(gè)裝置，這個(gè)裝置再轉(zhuǎn)換回來，提供高壓泵所需的能量，這就可以實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。
高季章介紹說，現(xiàn)在海水淡化使用能源的發(fā)展方向，一個(gè)是利用核電，一個(gè)是利用風(fēng)電。
核電站本身需要大量的冷卻水，而核電站又常常建在海邊。利用核能集中搞海水淡化，生產(chǎn)出來的淡水除了供自己使用外，還可以再供給周邊的城市使用。
而沿海的其他地方則鼓勵(lì)使用風(fēng)電。風(fēng)能由于清潔環(huán)保受到世界各國的重視，海上風(fēng)資源豐富，具有風(fēng)速大、相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)能也逐漸成為海水淡化的重要能源選擇。風(fēng)能海水淡化主要有兩種途徑，一是直接利用風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能進(jìn)行海水淡化，二是利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后利用電能進(jìn)行海水淡化。由于風(fēng)力波動(dòng)影響到泵的流量或壓縮機(jī)的壓縮穩(wěn)定等，因此第一種方法的應(yīng)用比較少。
- 尚未納入水資源統(tǒng)一管理 -
發(fā)展海水淡化要有政策支持
高季章說，目前我們對(duì)海水淡化支持不夠，是因?yàn)閲疫�沒有把海水淡化納入水資源的統(tǒng)一管理規(guī)劃，沒有對(duì)它和常規(guī)水資源實(shí)行同樣的政策。
比如說，一般認(rèn)為南水北調(diào)的成本大約是每方水兩到三元錢，但這個(gè)價(jià)格帶有一定的公益性。而海水淡化的水成本最便宜可以做到四元多到五元錢一方，這基本是按市場(chǎng)模式運(yùn)作的。
讓海水淡化的能力充分發(fā)揮出來，和城市的供水系統(tǒng)結(jié)合，需要解決兩方面的問題。
一方面是技術(shù)上的。海水淡化出來的水呈弱酸性，如果直接進(jìn)入城市老的供水管道，會(huì)腐蝕其中的鐵銹，出現(xiàn)“紅水”現(xiàn)象，這就需要用堿性物質(zhì)對(duì)其進(jìn)行中和。這在技術(shù)上并不困難。
另一方面是政策上的，應(yīng)該對(duì)海水淡化實(shí)行與常規(guī)水源(特別是調(diào)水工程)相同的財(cái)政稅收政策，對(duì)可再生能源直接用于海水淡化應(yīng)享受可再生能源上的同等補(bǔ)貼政策。
高季章認(rèn)為，結(jié)合核電能源基地的建設(shè)，企業(yè)與地方合作，建設(shè)規(guī)模化的海水淡化廠，除滿足電廠生產(chǎn)生活用水外，接入地方管網(wǎng)補(bǔ)充城市生產(chǎn)生活用水，是值得鼓勵(lì)和發(fā)展的方向。
高季章說，對(duì)于農(nóng)業(yè)用水來說，生產(chǎn)一公斤糧食大約要用一方水。如果一方水價(jià)格兩三元錢的話，就把糧價(jià)覆蓋了。因此無論是南水北調(diào)還是海水淡化，都無法解決農(nóng)業(yè)用水問題，但對(duì)于解決沿海缺水城市和一些特殊地區(qū)的生活、工業(yè)用水，鼓勵(lì)發(fā)展海水淡化技術(shù)，還是大有可為的。
海水淡化的廢物處理
海水淡化的剩余廢物處理問題，也是很多人關(guān)注的一個(gè)問題。
高季章介紹說，海水淡化留下的廢物通常是排回海洋。因?yàn)楹Ｑ笕萘亢艽螅灰皇撬篮常凶銐虻暮Ｑ髣?dòng)力交換，就問題不大。對(duì)于大型海水淡化廠的選址，同樣需要進(jìn)行認(rèn)真的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。
現(xiàn)在我們提倡把海水淡化和鹽化工結(jié)合起來，從海水淡化留下的廢液中提取鹽、化工原料等。然而，由于鹽場(chǎng)一般都建在沿海比較荒涼的灘涂，海水淡化為了減少輸送距離，一般都在人口密集的地方，所以二者的結(jié)合目前進(jìn)展并不理想。
而苦咸水淡化遺留的廢物，應(yīng)該進(jìn)行固化、防滲堆存等慎重處理，防止給土壤帶來二次污染。
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