濱海新區海水淡化特點及綜合利用

周潮洪，韓 旭，朱金亮，張凱

（天津市水利科學研究院，天津 300061）

濱海新區面積2 270 km2，海岸線153 km，現有常住人口230萬人，根據規劃2020年濱海新區常住人口控制在300萬人左右。濱海新區包括現代制造業產業區、臨空產業區等九大功能區和世界吞吐量第五位的綜合性貿易港口——天津港。

2011年，濱海新區實現生產總值5 000多億元，同比增長25%。濱海新區經濟的迅速發展和人口的增加，對水資源量的需求越來越多，但濱海新區又是一個水資源極為短缺的地區。為保障經濟發展，天津市利用海水淡化水這一非常規水源作為水資源配置的重要組成部分，海水淡化水是濱海新區重要的補充水源和應急備用水源。

1 濱海新區水資源情況

1.1 本地水資源情況

天津市濱海新區多年平均降水量為563.3 mm，主要集中在夏季 （7—9月份），約占全年降水量的76%，多年平均地表水資源量為1.81億m3。天津市濱海新區地表水資源量，見表1。

表1 天津市濱海新區地表水資源量 億m3

1984年以來，濱海新區城市生產和生活用水主要依靠外調水、超采深層地下水、雨洪水、再生水、海水直接利用及海水淡化水。濱海新區是天津市海水淡化水利用的主要區域。

1.2 外來水源情況

流經新區的一級河流有永定新河、潮白新河、海河、獨流減河。由于各種原因，上游來水量及入海水量逐年銳減，有的河流常年沒有入境水，有的河流只在汛期有少量入境水。出境水量由上世紀70年代的44.4億m3減少到 90年代的 22.1億 m3，20年中減少了50%。

目前，濱海新區的生活和生產主要靠外調水，以引灤水為主，有7條引灤入濱海新區管道，設計供水能力3.7億m3/a。

1.3 非常規水源情況

在天津市濱海新區范圍內，其他可供水的水源還包括直接利用的海水、淡化海水及再生水。

年直接利用海水14.0億m3，淡化海水利用量約為 9.5萬 m3/d。

再生水主要用于城市綠化或林地灌溉、河湖環境、市政雜用和工業冷卻等方面，目前利用量1.36萬m3/d。

1.4 現狀供用水情況

2009年濱海新區城市用水量為3.13億m3。其中，居民生活用水0.57億m3，工業用水2.17億m3，建筑服務業用水0.28億m3，城鎮環境用水0.098億m3，分別占城市總用水量的18%、70%、9%和3%。

1.5 供用水特點

（1）濱海新區現狀城市供水水源以外調水為主。

（2）濱海新區現狀用水結構以工業為主。

（3）濱海新區規劃建設成為宜居的生態城區，其環境用水將會有較大增長。

1.6 供用水存在的主要問題

（1）濱海新區當地水資源嚴重短缺，其用水主要依賴外調水，不利于濱海新區供水安全。

（2）濱海新區供水水源多樣化，供水工程布局和能力與區域用水需求存在矛盾。

（3）濱海新區當地深層地下水超采嚴重。

（4）水環境惡化，河道污染較嚴重。

1.7 供用水需求預測

據《天津市濱海新區城市供水規劃》預測，2020年濱海新區需水量為10.68億m3。其中，生活需水1.65億m3，生產需水6.15億m3，生態需水 2.88億m3。

2 濱海新區海水淡化現狀規模及工藝

天津是我國較早發展海水淡化與綜合利用的地區之一，當今海水淡化三大主流技術的多級閃蒸（MSF）、低溫多效（MED）和反滲透（RO）在天津均有應用。由于地理位置的原因，天津淡化海水的企業和用戶都集中在濱海新區。現狀情況下，天津市濱海新區淡化海水的產能已達到22.72萬m3/d，包括新泉海水淡化廠10萬m3/d、大港電廠海水淡化0.72萬m3/d、泰達新水源海水淡化廠2萬m3/d和北疆電廠海水淡化工程10萬m3/d。

3 濱海新區海水淡化生產和利用特點

3.1 淡化企業的特點

濱海新區淡化企業的規模大小不一，最大的20萬t/d，最小的7 200 t/d。處理工藝多樣化，主要根據能源情況來確定，合理利用現有能源，降低成本。北疆電廠海水淡化工程近期20萬t/d出水采用低溫多效工藝，能源是北疆電廠發電的余熱。大港電廠海水淡化廠采用多級閃蒸工藝，能源是大港電廠發電的余熱。大港新泉海水淡化廠采用雙膜技術，能源是電能。

3.2 淡化水利用特點

天津的海水淡化水水價及利用尚未納入統一的水資源管理中，淡化水企業各自尋找出路，淡化水有的企業自用，有的供給工業和進入供水管網。目前，比較成功的是點對點的工業供水，鋪設專門的供水管道，水價由企業間相互協商。隨著濱海新區經濟結構的調整，集中的大用水戶變少，大部分用水戶是用水量較少的分散用水戶。濱海新區海水淡化水供水只有滿足大多數用水戶的要求才會有發展前途。

4 濱海新區海水淡化發展趨勢

濱海新區發展海水淡化有3個優勢。

（1）濱海新區位于渤海灣，有100多km的海岸線，有豐富的海水資源。

（2）濱海新區乃至整個環渤海區域水資源嚴重短缺，經濟的迅速發展對水資源的需求日益增大。

第二，區域活動中幼兒的參與主動性有待提升。在當前的幼兒區域活動中，有些教師并沒有給自己一個準確的定位，這是造成幼兒參與區域活動主動性較低的主要原因。教師在教學過程中沒有了解幼兒的想法，也不清楚幼兒的學習水平，在區域活動中沒有把自己定位為引導者，而僅僅是一名“觀眾”，不能及時給予幼兒有效的指導，影響了幼兒參與活動的積極性和主動性。

（3）海水淡化技術在全國處于領先地位，技術力量雄厚。

到2015年，天津濱海新區的海水淡化能力將達到45萬t/d。

5 濱海新區海水淡化水利用工作面臨的問題

5.1 統一規劃和相關標準問題

海水淡化是個系統工程，淡化水利用涉及多個部門和企業。在濱海新區，海水淡化工程的規劃尚未完善，淡化水產水和利用的管理關系復雜，不利于海水淡化水利用工作的開展。我國海水淡化水進入市政管網的水質標準尚未頒布，濱海新區的淡化水利用情況與其他海水淡化水利用地區的使用環境明顯不同，沒有成熟的經驗得以借鑒。

5.2 淡化水水價問題

雖然海水淡化水成本在不斷下降，但海水淡化水水價仍遠高于現在城市自來水水價，用水戶本著經濟優先的原則，對使用高價的海水淡化水有抵觸。政府對淡化水的補貼政策一直沒有明確，影響了淡化水的有效利用。

5.3 水質及相關標準問題

海水淡化水純度很高。在天津這種大規模存在老舊鑄鐵自來水管網的城市，海水淡化水未經調值或摻混等后處理工藝直接進入市政管網后，會對原有管網的系統平衡產生沖擊，很可能會出現“黃水”“紅水”等水質惡化現象，將導致供水安全問題甚至產生社會問題。

北疆電廠的海水淡化水在為漢沽水廠供水期間出現了水質問題，主要表現在水質指標不穩定。經檢測，北疆電廠的海水淡化水通過管道輸送至漢沽水廠時氨氮指標超過自來水飲水標準，且對比管道兩端細菌指標發現，管道中細菌繁殖過快，由于對海水淡化水的水質管理尚沒有成熟的經驗可遵循，輸送水管理還處在摸索階段。

5.4 供水設施問題

濱海新區海水淡化工程雖然已經形成了生產能力，但由于海水淡化水的水質特殊性，需要建設海水淡化水調值中心和配水中心等后處理工程才能將海水淡化水通過市政管網進行供水。目前，海水淡化水調值中心和配水中心等工程還沒有建設完善，難以保證海水淡化水安全地到達用水戶，故有些海水淡化企業未能正常供水。

6 濱海新區海水淡化水利用工作措施及建議

6.1 統籌規劃

借著“十二五”規劃的編制，做好濱海新區海水淡化企業發展及水資源合理利用規劃，包括海水淡化發展規模、水源選取、廠址選取、工藝選取和成本估算、利用方向、發展政策等，做好近期、中期、遠期規劃。

（1）確定適當的海水淡化規模。海水淡化水是濱海新區水資源的必要補充，但不是唯一水源。濱海新區是多水源供水區域，要結合現有的水資源量、未來南水北調水資源量以及城市未來的發展規劃，綜合考慮成本及對生態環境的影響，對海水淡化的產量進行合理的規劃，避免不切實際的盲目擴大海水淡化的規模。

（2）選擇合理的建廠位置和生產工藝。建廠位置決定了取水口的位置，如果取水口處水質較好，可以減少海水淡化的預處理成本，減少維護頻率和維護費用，降低停機的風險，提高產水水質的穩定性和安全性。合理地選取廠址，可以避免噪音以及濃縮液排放帶來的負面影響；考慮用戶的分布和輸水的范圍，可以減少運營成本。

海水淡化的工藝不同、使用的能源不同、制水的成本不同，產水的水質隨之不同。因此，必須綜合考慮原水水質、用戶需求、制水成本等多種因素，本著科學發展和循環經濟的理念，確定生產工藝。

6.2 加強管理

從國外海水淡化比較成功的經驗來看，海水淡化企業負責淡化水的生產并保證水質達標，而政府部門則負責制定水質標準、監測水質、提出用水量需求、配送產出的淡化水。也就是說，在淡化海水離開水廠之前的一切責任由水廠承擔，而一旦出了水廠則全部是政府承擔的任務。

目前，濱海新區海水淡化生產和利用是多頭管理，涉及海洋、市政、水務、淡化廠和用水戶等多個部門和單位，在運行過程中協調管理的工作量巨大，需要盡快建立統一的海水淡化水管理部門。在此之前，可以由市發改委牽頭，建立聯席制度，共同協商海水淡化事業發展的大事。

加強管理，首先要將海水淡化水資源納入到濱海新區水資源統一調配體系中，針對濱海新區海水淡化產業發展趨勢及濱海新區供用水需求趨勢，確定海水淡化水在不同時期的供水方向、供水范圍和供水量以及供水方式、管網路由等。第二要通過實驗研究提出適合濱海新區乃至我國特點的淡化水質標準，作為淡化水廠運行的依據，并對水廠的水質進行長期的檢驗。第三要制定合理的政府補貼機制，將海水淡化水價格納入城市供水價格體系中，尋求多種途徑降低海水淡化水價格，促進海水淡化事業的發展。

6.3 建立合理的運營方式

濱海新區海水淡化有自己的特點：一是成本遠高于地表水，也高于自來水的價格；二是城市供水是多水源配置，海水淡化水是必要的補充，不是唯一的水源。

為此，建議海水淡化水主要作為高端工業用水，對工業用戶進行點對點的供應。對于將要進入市政管網的淡化海水，建議采取新加坡的海水淡化運行模式：在水源充足的情況下，海水淡化水按照協議性最低產量運行，既避免了能耗的損失和浪費，又避免了大量使用淡化海水帶來的水價的浮動；當水源不足的時候，則把淡化海水作為重要水源，淡化水廠滿負荷運轉。

同時，建議成立統一的供水企業或機構。該機構為營利性機構，接受水務管理部門的指導，統一掌握城市用水的采購和銷售，把各水廠、各種原水生產的市政用水按照不同價格收購之后按照統一價格銷售，以避免不同原水差價之間造成的供水企業間的競爭；合理分配各種原水的比例，合理調整水價，避免企業和國家的虧損。

6.4 加快海水淡化水安全利用配套設施建設

第一，建設專用管線。 海水淡化水的水質特殊性決定采用專線供水的方式是最安全的，可以考慮利用多方投資、共同管理收益的方式建設海水淡化廠到大用戶之間的專線供水管線。第二，海水淡化水進入市政管網也是淡化水利用的主要方式，需要建設海水淡化水調值中心和配水中心等后處理工程，以保障管網供水的安全性，目前在濱海新區這些設施還需進一步完善建設。

7 結論

天津市濱海新區海水淡化產能目前位于全國之首，淡化水點對點供給工業用的模式取得了良好的經濟效益，但是淡化水要進入原有的市政管網遇到了技術、政策和管理方面的難題，筆者提出統籌規劃、加強管理、建立合理的運營方式、加快海水淡化水安全利用配套設施建設等建議，使淡化水能夠真正成為濱海新區必要的補充水源和戰備水源。