海水淡化：一方水要耗4度电

           
     3月29日， 天津大港日产10万吨海水淡化厂已向滨海新区市政管网供水。


               浙江省嵊泗县曾组织船去外地运淡水。

继今年冬季我国北方地区出现连续几个月严重旱情后，一段时间以来长江中下游地区又出现了历史罕见的干旱。

中国的人均水资源只有全球平均水平的28%，特别是北方地区的干旱注定将成为中国的基本国情。海水淡化作为开发新的淡水资源的重要手段正在日益受到重视，并被列入国家的发展战略规划

目前，世界上脱盐水产量（包括海水淡化和苦咸水淡化）达到每天近6千万方，解决了1亿多人口的供水问题，尤其在中东地区和一些岛屿地区，淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用，已成为其基本水源。

中国水利水电科学研究院原院长高季章说，海水淡化技术目前我国使用的还比较少。根据现有的统计资料，我国一年只有几亿方的淡化水产量，而全国每年使用淡水在六千亿方，只有几千分之一的比重。而我国有一万八千公里的海岸线，如果加上围绕岛屿的海岸线就更长。因此中国搞海水淡化，资源条件很丰富，潜力是巨大的。

主要技术有三种方式

多级闪蒸、多效蒸馏、反渗透

海水淡化是将海水脱除盐分变为淡水的过程。淡化方法按照分离过程分类，可分为热过程和膜过程两类。现在广泛采用的是属于热过程的多级闪蒸法和多效蒸馏法，以及属于膜过程的反渗透法。

近年来，由于浓盐水能量回收装置的发展和应用，反渗透淡化水的能耗大幅度下降，使得反渗透技术逐渐成为主流的海水淡化技术。

反渗透法的基本原理，是用一种自身孔隙很小的膜，使用很高的压力把海水压过去，这样固体分子留下了，水分子过去了，就形成了淡化水。而这里使用的压力相当于五六百米的水头（即水从五六百米的高度落下产生的冲力），这个压力是用高压泵实现的，这就需要很大的能量。

在反渗透技术中，反渗透膜性能的优劣对淡化效果的作用更加突出。目前反渗透膜主要由芳香聚酰胺制成，能够阻挡99.9%的盐分同时保持适当的渗透通量。其缺点是反渗透膜分离装置对进水指标有较高的要求，需定期对膜进行清洗。

随着社会的需求和技术的发展，国外海水淡化工程不断向大型化、规模化方向发展，无论是多级闪蒸，还是多效蒸馏和反渗透，其规模均已从最初的每天生产几百方发展到现在的每天生产几十万方。在规模不断增加的同时，成本也逐渐降低。比如我国日产10万吨级的海水淡化厂，成本可以降到每方淡水四元多到五元钱。

适宜推广应用的有三类地方

沿海资源型缺水地区、海岛、苦咸水地区

高季章介绍说，在我国，海水淡化技术主要适合应用于以下三类地方。

其一是沿海资源型缺水地区，特别是靠近海岸的一些大型能源化工企业，如核电厂、火电厂、化工厂等。它们自身的生产用水量比较大，同时又有很多余热可以利用。海水淡化厂规模越大，单方成本越低，搞起来也比较划算。

其二是一些有人居住的海岛。这些地方以往主要靠集雨解决淡水问题。离大陆近的海岛，还可以采用利用管道调水的方法，而离大陆远的海岛，调水成本太高，可以考虑采用海水淡化的方法。

其三是我国有很多干旱地区，那里的地下水是苦咸水，其中含氟，盐碱度很大，喝起来是苦的。比如山西、陕西、甘肃、内蒙古的一些牧区农区，甚至包括天津郊区的一些地方也是这样。在这些地方，也可以用反渗透法技术，对苦咸水进行淡化处理。由于苦咸水的含盐度毕竟比海水要低得多，因此处理成本也比海水淡化低很多。

普及发展要解决高耗能问题

能量回收、风能发电

海水淡化面临的一个重要问题，就是它要耗费很多的能源。生产一方淡化水，大体要花四度电。这也使海水淡化的成本还比较高。

前面我们提到，反渗透法中浓盐水余压能量的回收，是降低能耗的一个重要方法。浓盐水从膜后打回来的时候，还有很大的动能，让它驱动一个装置，这个装置再转换回来，提供高压泵所需的能量，这就可以实现能量的充分利用。

高季章介绍说，现在海水淡化使用能源的发展方向，一个是利用核电，一个是利用风电。

核电站本身需要大量的冷却水，而核电站又常常建在海边。利用核能集中搞海水淡化，生产出来的淡水除了供自己使用外，还可以再供给周边的城市使用。

而沿海的其他地方则鼓励使用风电。风能由于清洁环保受到世界各国的重视，海上风资源丰富，具有风速大、相对稳定的特点。随着技术的进步，风能也逐渐成为海水淡化的重要能源选择。风能海水淡化主要有两种途径，一是直接利用风力机输出的机械能进行海水淡化，二是利用风力发电机组先将风能转化为电能，然后利用电能进行海水淡化。由于风力波动影响到泵的流量或压缩机的压缩稳定等，因此第一种方法的应用比较少。

发展海水淡化要有政策支持

尚未纳入水资源统一管理

高季章说，目前我们对海水淡化支持不够，是因为国家还没有把海水淡化纳入水资源的统一管理规划，没有对它和常规水资源实行同样的政策。

比如说，一般认为南水北调的成本大约是每方水两到三元钱，但这个价格带有一定的公益性。而海水淡化的水成本最便宜可以做到四元多到五元钱一方，这基本是按市场模式运作的。

让海水淡化的能力充分发挥出来，和城市的供水系统结合，需要解决两方面的问题。

一方面是技术上的。海水淡化出来的水呈弱酸性，如果直接进入城市老的供水管道，会腐蚀其中的铁锈，出现“红水”现象，这就需要用碱性物质对其进行中和。这在技术上并不困难。

另一方面是政策上的，应该对海水淡化实行与常规水源（特别是调水工程）相同的财政税收政策，对可再生能源直接用于海水淡化应享受可再生能源上的同等补贴政策。

高季章认为，结合核电能源基地的建设，企业与地方合作，建设规模化的海水淡化厂，除满足电厂生产生活用水外，接入地方管网补充城市生产生活用水，是值得鼓励和发展的方向。

高季章说，对于农业用水来说，生产一公斤粮食大约要用一方水。如果一方水价格两三元钱的话，就把粮价覆盖了。因此无论是南水北调还是海水淡化，都无法解决农业用水问题，但对于解决沿海缺水城市和一些特殊地区的生活、工业用水，鼓励发展海水淡化技术，还是大有可为的。

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海水淡化的废物处理

海水淡化的剩余废物处理问题，也是很多人关注的一个问题。

高季章介绍说，海水淡化留下的废物通常是排回海洋。因为海洋容量很大，只要不是死海湾，有足够的海洋动力交换，就问题不大。对于大型海水淡化厂的选址，同样需要进行认真的环境影响评价。

现在我们提倡把海水淡化和盐化工结合起来，从海水淡化留下的废液中提取盐、化工原料等。然而，由于盐场一般都建在沿海比较荒凉的滩涂，海水淡化为了减少输送距离，一般都在人口密集的地方，所以二者的结合目前进展并不理想。

而苦咸水淡化遗留的废物，应该进行固化、防渗堆存等慎重处理，防止给土壤带来二次污染。（记者　夏天保）