□郭媛媛
水是生命之源,是生產之要,更是生態之基。
作為江南水鄉的浙江,是全國海岸線最長的省份,離水最近,卻也面臨“喊渴”的窘境,海水淡化成為破局的必由之路。
那么,缺水離我們有多近?浙江海水淡化技術是如何破水困之局的?其破解水危機的現實意義如何?公眾關切的飲水健康問題,事實如何?近日,筆者走進位于浙江的中國中化杭州水處理技術研究開發中心有限公司(以下簡稱“杭州水處理”),為大家展示浙江海水淡化產業這一路走過的風景。
海洋大省浙江,為什么也會“喊渴”,這跟浙江本身所處的地理位置有一定的關系。
據了解,浙江地處中國東部沿海,白天陸地氣溫高于海面,陸上空氣上升,海上空氣下沉,形成海面吹向陸地的海風;夜晚陸地氣溫低于海面,形成吹向海面的陸風。浙江東部沿海地區受海陸風影響比內陸的中西部地區明顯,氣溫就比內陸的中西部地區低,高溫日數也明顯少于中西部地區。另外,盛夏臺風、東風波等對東部影響大,帶來雨水多,而對西部內陸地區影響小,雨水少。因此,浙江中西部地區高溫干旱頻率明顯高于東部地區。
歷史上,浙江經歷過幾次斷水之“痛”。從1951 年以來,干旱一年四季都有,連年旱災的情況也不少見,旱情特別嚴重的有1961 年、1967 年、1990 年、1994 年、2003年、2013 年等。距離最近的是2020年10 月,浙江省平均降水量較常年同期偏少六成,部分江河湖庫水位下降較快,寧波、臺州、溫州以及部分山區、海島等地旱情持續發展,多地水庫蓄水量較往年大幅縮減,居民區實施限時供水,各地應急保障、引水節水能力都經受著不同程度的考驗。
以“山海水城”臺州為例,2020年10 月至2021 年1 月底,該市平均雨量僅60.7 毫米,平均雨量較常年同期偏少76%,創1971 年以來歷史同期累計雨量最少。臺州各地均出現不同程度旱情,大部分地區達中到重旱,局部特旱。
面對淡水資源經常短缺的局面,海水淡化成為繞不開的話題。浙江東臨東海,南接福建,海岸線總長6400 多公里,是全國海島最多省份,具有海水資源豐富的天然優勢,向大海要水“喝”算是“近水解近渴”的妙招,也是破解水困之局的唯一出路。
其實,浙江的海水淡化之路早在上世紀90 年代就已經邁開腳步了。
1997 年,杭州水處理負責建成中國第一座日產500 噸淡水的嵊山海水淡化工程,這項工程成為全國海水淡化示范工程。
據了解,嵊山島陸地面積僅4.79平方公里,是舟山市旱情最嚴重的小島之一,不僅降水量稀少,而且島上人口稠密,加上水產品加工企業眾多,全島僅有大玉灣、后頭灣、箱子岙5 個小水庫,歷來用水緊缺。1988 年12 月,“嵊山島一萬島民盼水喝”的消息經媒體刊出后,立即引起社會各界的高度關注。上海市派出“供水5 號”輪給嵊山島群眾送來了“黃浦江水”。
1997 年10 月,作為浙江省重大科技示范項目,日產500 噸反滲透海水淡化工程在嵊山島建成投產,項目總投資750 萬元,苦澀的海水初濾、精濾、反滲透脫鹽、后礦化等工序后變成飲用水,淡化水水質符合國家生活飲用水標準。

▲超濾裝置
杭州水處理的相關專家告訴筆者,膜法反滲透海水淡化技術,其核心是一張“魔力無窮”的液體分離膜。當海水通過時,這張膜將“截住”并分流海水中鹽類和雜質,而將水分子“放行”,以此獲得大量的淡水。
毫無疑問,這項示范性工程在一定程度上為嵊山人民解決了用水之困,但由于島上日用水量大大高于500 噸,碰到大旱之年,供水依然緊張。2003 年6 月,該島持續干旱,幾度從外地裝水,不僅政府因船運水水價補貼而背上沉重負擔,而且居民和企業因用水嚴重不足而怨聲載道。嵊山鎮政府繼續加大海水淡化力度,向上級政府爭取到了500萬元資金,改裝原有海水淡化設備,擴建成一套日產1000 噸級海水淡化設備,經過一年的建設,于2007 年初正式投入運營。
2018 年6 月29 日,嵊山二期日產2000 噸海水淡化項目試運行。設備一年比一年先進,水質也一年比一年好,原來飲用水渾濁度在0.5~0.7之間,現在保持在0.2~0.3 左右,國家標準的要求是1 度以內是合格的水。產水成本從最初的每噸12 元降到了現在每噸3.8 元。
海水變淡水,這變化是革命性的。近幾年,浙江省委、省政府以解決沿海地區工業用水和海島居民生活用水為切入點,把發展海水利用產業特別是海水淡化納入沿海各市經濟社會發展和建設節約型社會規劃之中,讓淡化后的海水漸漸流入了尋常百姓家。
2018 年12 月,舟山六橫島海水淡化項目亮相國家博物館改革開放40 周年展覽,該項目投資1.58 億元,在2009 年11 月,一期日產2萬噸海水淡化項目投產出水,緩解了島上老百姓的生活用水和工業生產用水難題。之后的六年里,六橫島又先后建造了日產2 萬噸和日產1.25 萬噸的海水淡化項目,日產海水淡化水能力達到了5.25 萬噸,不僅滿足了六橫島上的供水需求,還能供給周邊島嶼生活、生產用水。
近幾年,通過國家科技項目的支持,杭州水處理聯合六橫海水淡化廠及國內10 多家大專院校、科研機構、裝備制造企業共同實施海水淡化科研項目,并掌握了多項海水淡化核心工程技術及海水綜合利用技術。海水淡化廠從初始的純進口裝備逐步向國產化裝備推進。據了解,至三期工程,海水淡化裝備國產化率已達90%以上,核心裝備全部實現了國產化。目前,六橫海水淡化供水的直接成本每噸為4 元,總成本約6.5 元,老百姓的生活用水價格每噸為2.5 元,生產用水每噸為5 元。據統計,六橫海水淡化廠年供水量在680 萬噸左右,最大日供水量達3 萬噸。
除了舟山六橫,玉環的海水淡化項目也是浙江淡化海水利用的一個成功典型。2019 年10 月,玉環市亞海水淡化(一期)抗旱應急工程成功通水,項目位于玉環漩門二期玉環湖周邊范圍內、分水山大橋一側,占地約40 畝,總投資約為1.3億元。作為國內首個亞海水淡化補充市政用水項目,該工程將亞海水資源持續開發利用,解決了當地供水危機,緩解了市民用水難題,也為其他省市圍墾水庫解決嚴重缺水問題提供了示范。
至于淡化后的海水好不好喝,嘗過的人都能給出肯定的答復。玉環亞海水淡化(一期)抗旱應急工程平均每天有1.5 萬立方米亞海水經淡化后輸入供水管網,送至千家萬戶,而淡化后的生活用水均達到生活飲用水衛生標準,淡水中也被加入有益于人體健康的鈣鎂離子等礦物質,嘗起來微有甜味,深得當地百姓的信賴。
這幾年,浙江的海水淡化工程如雨后春筍般冒出來,作為目前國內數一數二的海水淡化龍頭企業,杭州水處理先后在國內建立了百噸級、千噸級、萬噸級、十萬噸級海水淡化示范工程,海水淡化技術水平目前處于國內領先,技術成果已達到國際先進水平。
2017 年12 月底,杭州水處理牽頭組織實施的“十二五”國家科技支撐計劃“大型反滲透海水淡化關鍵技術及裝備研究與示范”項目通過國家科技部驗收。這是國家科技部“十二五”期間海水淡化領域最大的科技項目,在大型反滲透海水淡化工程取水與預處理技術、反滲透單機和關鍵裝備、淡化水后礦化調質工藝、反滲透海水淡化工程運行管理等方面取得了創新性突破,形成了一批具有自主知識產權的技術和產品。
杭州水處理開發出的萬噸級反滲透海水淡化單機集成技術,在舟山六橫、河北曹妃甸、山東海陽、印尼、中東、南美等地建立總規模日產超70 萬噸的海水淡化示范工程,并成功在國內首次實現了萬噸級膜法海水淡化工程關鍵裝備全國產化。反滲透膜元件、膜殼、高壓泵、能量回收裝置、海水預處理臥式濾器等關鍵設備全部在六橫日產2 萬噸示范工程中應用,達到了國際領先水平,項目成果獲得了浙江省科技進步一等獎。

▲南美洲1萬噸每日海水淡化項目
2021 年4 月,杭州水處理承建的浙石化海水淡化項目入選由全球水業知名機構——國際環保平臺組織評選的2021 全球水獎中“年度全球海水淡化項目”最終候選名單。該項目是2021 全球水獎唯一一個中國工程項目。項目的成功入圍意味著以杭州水處理為代表的中國最先進的海水淡化技術得到國際水務行業的認可,同時也標志著杭州水處理作為國內水處理領航企業登上國際舞臺,與國際一流水務公司同臺競爭,這也將推動國內海水淡化技術大步邁向國際化。
據介紹,浙江的海水淡化技術目前已在15 個“一帶一路”國家和地區成功實施。
南美北部的世界主要產油國之一,可以用“富得流油”來形容,然而地理位置及氣候決定該地區干旱少雨,周邊沒有湖泊及地下淡水,淡水資源匱乏,居民飲用水問題亟待解決。2018 年2 月,杭州水處理日產10560 噸海水淡化項目成功調試出水,直接接入市政自來水管網,切實解決當地居民生活用水質與量的問題,同時滿足當地食品、飲料、制冰等行業專用水的要求,從根本上消除當地民眾因水資源匱乏產生的影響。
菲律賓是個島國,四面環水但缺淡水,工業生產用水就更緊張了。2020 年3 月,杭州水處理在菲律賓承建的日產15000 噸淡水的海水淡化系統順利出水,保障了當地的淡水需求。2020 年6 月,杭州水處理首戰遠東市場,一舉拿下兩個項目,總供水量近20000 噸/日,采用全球最先進的雙膜法海水淡化技術,以整體模塊化設計理念,為該項目提供設計、采購、成套、供貨、調試等服務,占領遠東水處理市場先機,這不僅對杭州水處理具有里程碑式的意義,還將對中國水處理企業在海外工程的實施起到示范及指導作用。