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海水淡化:应对水荒“开源”重要途径
 
慧聪网   2006年2月21日8时53分   信息来源:经济日报 记者 韩霁    

    不久前,亚洲最大的海水淡化厂在天津市大港区开工兴建,据介绍,该项目建成后淡水的日处理能力可达15万吨,市民的用水紧张状况将大大缓解。这意味着取之不尽、用之不竭的海水将被转化成纯净的自来水,流入居民家庭。

    面对日益严重的淡水资源危机,科技工作者正在努力寻求走出困境的有效途径。海水淡化,作为一项具有战略意义的新兴产业,为我国能源经济提供了可持续发展的新模式——

    应对“水荒”寻找“开源”良策

    据统计,全球有14亿人缺乏安全清洁的饮用水,平均每5人中就有1人缺水,水危机正成为全球性的话题。我国被联合国认定为世界上13个最缺水的国家之一,有300个城市被缺水困扰,其中110个城市严重缺水,主要分布在华北、东北、西北和沿海地区。水资源严重短缺已成为制约我国特别是沿海地区经济和社会发展的重要因素。

    解决淡水紧缺问题的原则是“开源”与“节流”并重。节约用水、蓄水、跨流域调水是有效解决缺水的办法,但是这几种办法都只是将水资源进行了时空位移,水资源总量并没有增加,都属于“节流”;开采地下水是“开源”之策,但过度开采地下水会带来巨大的“副作用”——地下水位下降,地面沉降,沿海地区还会发生海水倒灌等现象,可见这并非万全之策。

    有没有一个更好的“开源”方式?人们不禁将目光投向占地球面积70%的大海,面对取之不尽、用之不竭的海水资源,人们看到了走出“水荒”困境的希望——海水淡化。

    发展海水(括苦咸水)淡化技术,已成为当今世界各国的解决水危机的共识。我国有漫长的海岸线——32647公里,沿海地区和中西部地区还拥有极为丰富的地下苦咸水资源。在地下取水和跨区域调水受到越来越多条件限制的情况下,开发利用海水和苦咸水资源,进行海水淡化就成为解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。

    与跨区域调水相比,海水淡化具有明显的优势。跨区域调水需要工程投资、运行费用、管理费用,以及蒸发、渗漏、截流、污染等损耗,还要占用大量土地;而且随着技术进步、日处理量扩大,海水淡化的成本正在不断降低,这样一来,海水淡化的成本将低于调水。

    此外,调水还受到调出区水量的影响,一旦水源地区枯水,引水地区就会处于十分被动的局面。海水淡化则不受时空和气候影响,并且具有水质好、供水稳定的特点。

    技术进步带来成本降低 

    科学家们长期致力于海水淡化技术的研究,积累了丰富的经验。尤其从上世纪50年代后,随着水资源危机的加剧,海水淡化技术进入了加速发展阶段。

    最早的海水淡化有两种方法,一是蒸馏法:将水蒸发而把盐留下,再将水蒸气冷凝为液态淡水。另一个是冷冻法:冷冻海水,使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时,盐被分离了出去。但是这两种方法都需要消耗大量的电能,并会在装置里产生大量的锅垢,得到的淡水量少,味道不佳,难以使用。

    电渗析淡化法是使用一种0.5—1.0毫米厚的功能性薄膜实现的,这种薄膜称为离子交换膜。

    1953年诞生了反渗透淡化法。人们通过高压泵,对海水施加压力,将海水压入一种“半透膜”中,这种膜只允许海水中的水分子透过,而将绝大部分盐分子截住,从而得到淡水。反渗透法最大的优点就是节能,生产同等质量的淡水,它的能源消耗仅为蒸馏法的1/40。因此,许多国家将海水淡化的研究方向转向了反渗透法。目前世界上最大的反渗透海水淡化在建工程在以色列,日产33万吨淡水。 

    随着科学技术的发展,现代多级闪蒸海水淡化法也被广泛使用。水在常规气压下,加热到100℃才沸腾成为蒸气。如果使适当加温的海水进入真空或接近真空的蒸馏室,便会在瞬间急速蒸发为蒸气。利用这一原理,制成多级闪蒸海水淡化装置。此种淡化装置规模很大,可以成为大型海水淡化工厂,与热电厂建在一起,可利用热电厂的余热加热海水,水电联产可以大大降低生产成本。目前世界利用这种技术的规模最大的工程在沙特阿拉伯,日产淡水45万吨。

    目前,蒸馏法和反渗透法是世界上使用最多的两种方法,全球已有海水淡化厂1.3万多座,日产量约3500万立方米淡水,其中80%用于饮用,解决了1亿多人的供水问题。 

    普遍应用还需政策支持

    我国海水淡化工程技术研究开始于1958年,近50年来实施了一批中小工程,截至目前,共有海水淡化工程20多项,其中山东黄岛发电厂、河北黄骅发电厂、大连石油七厂、天津经济技术开发区、山东烟台市、河北王滩电厂是已投产和将投产的较大规模海水淡化企业,目前累计生产能力已经达到日产3万吨左右。

    国家海洋局天津海水淡化和综合利用所研究员赵亮介绍,我国发展海水淡化的潜力巨大,经过40余年的工程技术攻关已经日益成熟,已建成运行的海水淡化水产量约为3.1万立方米/日,在建和待建的工程规模为38.1万立方米/日。以天津大港发电厂为例,大港发电厂10多年来共利用海水270亿立方米,淡化海水不仅可以满足工业用水需要,而且已经达到生活用水的标准。

    但是海水淡化技术的发展,并没带来海水淡化技术的普遍应用。国家海洋局海洋战略研究所刘子容主任,将其中原因归纳为“成本和投资费用过高”。在我国,海水淡化的成本和投资费用过高,除了技术上的原因外,更主要的原因是需要政策的支持。

 
作者:实习生 高琳 郭娟 
 
 
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