海水淡化正當時

□ 高 風

我國是一個嚴重缺水的國家，淡水資源的人均占有量只有世界人均水平的五分之一，而且南北分布極不均勻，缺水已成為制約我國經濟高速發展的重要因素。目前，在全國600多個城市中有400多個城市缺水，其中有108個城市屬嚴重缺水。隨著國民經濟的高速發展和城鎮化步代的加快，現在連臨江瀕海、地處江南水鄉、雨量充沛的上海市也成了水質型缺水城市，潔凈的可飲用水源日漸短缺，更不用提年降水量相對較低的西北、華北等地區了。

有人說，19世紀爭煤炭，20世紀爭石油，21世紀爭淡水。以此描述世界大趨勢雖不夠準確，但也不無道理。今天，21世紀才剛剛開始，世界淡水資源匱乏之勢已見端倪。我國的缺水趨勢更加明顯，形勢十分嚴峻。21世紀里，我國十幾億人口的生活、生產用水如何來解決呢？這是一個必須回答的嚴肅問題。

目前，國際上已經把糧食、能源和淡水列為涉及國家安全的戰略資源。水資源的可持續利用，是經濟和社會可持續發展極重要的保證。因此必須成功找到一條水資源補充和可持續利用的有效途徑。這既是我們國家對淡水資源安全的戰略需求，也是為緩解迫在眉睫的淡水資源短缺現實的決策。海水淡化作為21世紀一項新興的高新技術產業，正是解決我國沿海地區缺水城市及鄉村淡水資源的一條重要途徑。

獲得淡水的新途徑

向大海要水喝，這是有識之士大聲疾呼的獲得淡水的新途徑。當今世界上，已有120多個國家在應用海水淡化技術，海水淡化日產量已高達3 775萬噸左右。其中80%用于飲用水，解決了1億多人口的供水問題。許多國家的政府為了解決日益緊缺的淡水資源問題，促進海水淡化產業的發展，正在從政策上大力支持海水淡化技術的研究和應用，并加大了資金的投入。

在我國，經過了幾十年的努力，尤其是近十幾年的不斷探索與嘗試，已經掌握了一定的海水淡化先進技術，如天津市海水淡化業的技術水平就相當高。

天津市也許是我國最缺水的大城市。北京缺水，人均占有的水資源量不足300立方米；可是天津更缺水，人均只有160立方米。如今天津的城市生活和工業用水主要依靠外調來的灤河水和黃河水，但外調水的供應能力已經達到了極限，哪怕今后有南水北調的補充，其供應量也不是無限大的。天津正在實施的工業東移，開發建設濱海新區，預計新區建成每日所需的生活和工業用水就以百萬噸計，水資源缺口之大是驚人的。另一方面，天津尤其是濱海新區瀕臨渤海，具有153公里的海岸線，利用海水解天津之渴，理所當然地成了城市發展的必由之路。

“十五”期間，天津先后建成了2 500噸/小時海水循環冷卻工業裝置、1 000噸/日反滲透海水淡化科技示范工程。2006年引進了法國全套技術，天津寶成集團公司完成了我國第一臺萬噸級海水淡化主體裝備的加工制造，成為國內首個萬噸級低溫多效海水淡化工程的載體。目前，天津每年的海水淡化能力已達500萬噸，在建的海水淡化項目其海水處理能力已高達每年6 000萬噸，此外還有直接利用14億噸海水的技術裝備。海水淡化與直接利用的整體水平在全國處于領先地位。

天津確是我國沿海缺水城市開拓海水淡化事業的典范。此外諸如山東黃島電廠、華歐集團公司等我國沿海各地區的環保明星企業，在解決海水淡化和直接利用海水方面，經過了多年的努力探索，也都取得了令人歡欣鼓舞的成果。今天沿海缺水城市利用海水解決淡水資源匱乏的舉措，已經成為了一種保障地區經濟可持續發展的新趨勢、新途徑。

海水淡化技術

我國海水淡化與綜合利用技術的研究起步于上世紀60年代。40多年來，在各級政府的大力支持下，在有關部門、科研機構和相關企業的共同努力下，經過多年科研攻關，今天我國海水利用技術已取得了重大突破，規?；Ｋa業的技術基礎已經夯實。具有中國特色的海水淡化和海水直接利用技術已經成熟，部分領域已躋身于世界先進行列。

今天，我國已掌握了多種海水淡化技術，其中最主要的有蒸餾技術、反滲透技術和電滲析技術。

海水蒸餾是最傳統的成熟技術，也是適用于較大規模的海水淡化廠的技術，在我國乃至世界被廣泛采用。其原理是：海水經過加熱后變成蒸氣，繼而讓蒸氣遇冷，再凝結成淡水。一次蒸餾不行，可以進行多次蒸餾。在該設備中，蒸發室通常保持著一定的真空度。由于氣壓越低，水的沸點越低，所以在具有一定真空的蒸發室里海水在較低的溫度下就開始蒸發。當加熱后的海水一進入蒸發室就會在很短的時間內變成蒸氣，這便是“閃急蒸餾”技術。

由于以蒸餾技術淡化海水需要消耗很多能量，影響了生產成本的降低，由此生產出來的淡水價格較高，還不能讓普通百姓所接受。為了降低成本，科學家正在進行各種努力，如充分利用工業余熱淡化海水來節省加熱的燃料，又如利用太陽能來降低能量消耗成本?？茖W家認為，最有發展前途的是把原子能發電與原子能淡化海水結合起來，據估算這樣一來，可以使海水淡化成本降低80%，甚至更多。

海水反滲透淡化技術大約在1967年才開始得到發展。反滲透海水淡化器中的關鍵部件是一張薄薄的具有多孔結構的反滲透膜。在施加一定的壓力下，該薄膜只容許淡水順利通過，而把水中的鹽類物質截留下來，于是淡水和鹽類物質就分離了。由于反滲透法的分離效率相當高，具有能耗低設備簡單的特點，這項技術問世伊始就受到了普遍的關注。世界上許多國家都在大力發展反滲透技術的制膜工藝，有些國家采用新型高分子材料制作反滲透膜，既大大縮小了海水淡化設備的體積，又提高了海水淡化的效率。

此外，還有一種叫電滲析的海水淡化技術，它是依靠陰離子交換膜和陽離子交換膜來完成脫鹽淡化的。這兩張膜通電后能使海水里的鹽類分解成陰離子和陽離子，這些離子受到了膜的阻擋，流出來的就是不含鹽的淡水了。這種方法特別適用于制造高純度的飲用水、鍋爐用水、子工業用水和注射用水。

海水淡化的前景

當今世界上有十幾個國家的100多個科研機構在進行著海水淡化的深入研究，有幾百種不同結構和不同容量的海水脫鹽淡化設備在運轉著，每天生產幾萬噸、幾十萬噸淡水。由于海水淡化生產廠的規模正在逐漸擴大，隨之而來的是海水淡化生產成本在不斷下降，一些掌握了先進技術的大規模淡化水廠的生產成本已降到了接近于一般自來水廠的水平了。某些富裕的產油國淡化水的供應量已達到了滿足城市供水的規模，甚至有些地區已將淡化水用于了農業灌溉。

我國在海水淡化技術方面，已經全面掌握了蒸餾法和反滲透法兩大技術，并已趨成熟。我國生產的海水淡化設備比國外同類產品的價格便宜30%～50%，淡化水的生產成本達到5元/噸，已經接近了世界最先進水平。我國已先后建成了具有全部自主知識產權的日產5 000噸反滲透和日產3 000噸低溫多效海水淡化工程，目前正在建設著日產萬噸級的示范工程。我國的海水淡化設備和技術在世界上已具有相當的競爭力。海水淡化技術在我國尤其是沿海的缺水地區應用的前景廣闊。

另外，我國西北、西南以及華北存在著大面積的苦咸水地區，那里的苦咸水未經處理多數都是無法利用的，當地人民連飲水也相當困難，嚴重阻礙了工農業生產的發展和人民生活水平的提高。這些地區正是應用海水淡化技術的另一個廣闊天地，對苦咸水進行脫鹽淡化正是解決這些地區廣大人民群眾的缺水疾苦、迅速發展生產建設的有效措施。

除了海水淡化技術，在我國沿海缺水地區直接應用海水也是解決水荒的重要途徑，具有廣闊的發展前景。目前海水直流冷卻技術已廣泛用于沿海電力、石化和化工等高耗水行業，在海水循環冷卻技術方面，我國已形成了具有自主知識產權的成套技術與設備，實現了海水循環冷卻產業化的技術突破。大生活海水利用技術也取得階段性成果，青島示范小區正在建設中。

我國有漫長的海岸線，沿海有11個省、區、市，那里是我國經濟最活躍和最為發達的地區，以占全國15%的土地養活了全國40%的人口，創造了全國67%的國內生產總值?？墒?，那里的水資源總量只有全國的25%，人均水資源值也不足全國人均水平的60%，是全國最缺水的地方之一。水資源匱乏已經成為沿海經濟高速發展的瓶頸。

海水是沿海地區得天獨厚的自然資源，是沿海經濟可持續發展的資源保障，開發利用海水，向大海要水喝，以及用海水直接替代部分淡水，如海水沖廁、海水工業冷卻等恰好解決了沿海地區水資源短缺的緊迫問題，成為維護國家水安全、確保國民經濟可持續高速發展的重要途徑。