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海水淡化再掀中國(guó)水資源革命浪潮
2011-06-23
來(lái)源:中國(guó)水網(wǎng)責(zé)任編輯:未填
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中國(guó)過(guò)濾分離網(wǎng)
核心提示:《分離膜“十二五”規(guī)劃》顯示,海水淡化用反滲透膜“十二五”期間產(chǎn)能將達(dá)1000萬(wàn)平方米/年,國(guó)產(chǎn)膜應(yīng)用進(jìn)入水處理高端領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率上升至25%—30%。將新增反滲透法海水淡化能力100—150萬(wàn)立方米/日,使我國(guó)成為國(guó)際上膜法海水淡化大國(guó)。
在這輪強(qiáng)降雨之前,我國(guó)很多地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間受困于干旱,有的地方甚至出現(xiàn)連旱10個(gè)月。水資源短缺一直是我國(guó)在人口增長(zhǎng)、城市化和工業(yè)化過(guò)程中所面臨的一個(gè)長(zhǎng)期的、趨勢(shì)性的問(wèn)題,成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大瓶頸。
專(zhuān)家認(rèn)為,海水淡化是沿海及臨海地區(qū)最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用、最靈活的水危機(jī)解決方案。記者經(jīng)過(guò)深入調(diào)研發(fā)現(xiàn),海水淡化技術(shù)在今年的大旱中已經(jīng)解決了個(gè)別地區(qū)居民的用水問(wèn)題。隨著技術(shù)的進(jìn)步,海水淡化的成本將逐步降低,最終將達(dá)到與成本正逐步上升的城市自來(lái)水競(jìng)爭(zhēng)的程度,從而得以大規(guī)模推廣。
到6月14日為止,六橫島上的瓢潑大雨已連下了5天。隨著雨勢(shì)漸緩,這座舟山第三大島仿佛被裹挾進(jìn)了一幅蒼茫渾古的水墨丹青。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,在墨色掩映下的山巒似懸空天際;近處,山上水聲淙淙,幾縷清溪順坡而下,碾壓出一道道澄澈的水線(xiàn),正應(yīng)了古人所謂的“雨急山溪漲,云迷嶺樹(shù)低”。
“太可惜了,這么好的淡水就這樣白白流掉。”望著溪水從山澗流到山腳,最后歸入大海,六橫水務(wù)公司副總經(jīng)理范國(guó)定不禁輕輕嘆了口氣。
或許在普通人看來(lái),這些溪水毫不起眼;但對(duì)海島居民來(lái)說(shuō),雨后山溪卻是彌足珍貴的淡水資源。身負(fù)六橫島淡水保供重任的范國(guó)定無(wú)疑對(duì)此有著更深刻的體悟。
就在這輪強(qiáng)降雨之前,整個(gè)舟山已遭遇了持續(xù)10個(gè)月之久的干旱少雨天氣,實(shí)為歷史罕見(jiàn)。隨著最近5個(gè)月的降水量創(chuàng)下歷史最低,當(dāng)?shù)赜?月30日發(fā)布干旱橙色預(yù)警,并宣布6月1日起向市民限時(shí)減壓供水。舟山也成為中國(guó)首個(gè)因干旱限水的城市。
但同屬舟山的六橫島卻不在限水之列。
“這要?dú)w功于我們剛剛投用的日產(chǎn)1萬(wàn)噸海水淡化設(shè)備。”范國(guó)定告訴記者,由于淡化海水及時(shí)彌補(bǔ)了供水缺口,六橫島居民基本沒(méi)有遭遇舟山本島的淡水限供問(wèn)題。
事實(shí)上,舟山幾乎每個(gè)島嶼都有海水淡化項(xiàng)目,唯獨(dú)六橫島的海水淡化發(fā)展得較早,規(guī)模也最大。如果說(shuō)之前海水淡化的重要性還未顯露,那么當(dāng)旱災(zāi)來(lái)臨時(shí),它的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值已不言自明。
也許是洞察到了這一點(diǎn),今年以來(lái)中國(guó)發(fā)展海水淡化的腳步顯著加快。發(fā)改委正會(huì)同11部委制訂《加快海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》。同時(shí),發(fā)改委正在編制海水淡化“十二五”規(guī)劃和海水淡化產(chǎn)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃。
可以預(yù)見(jiàn),一場(chǎng)以解決水危機(jī)為目標(biāo)的“水資源革命”已如箭在弦,而海水淡化正是引領(lǐng)這場(chǎng)革命的“排頭兵”……
揭開(kāi)海水淡化的神秘蓋頭
六橫島,地處長(zhǎng)江口南端,象山港口外,只因島上山巒起伏,依次有六座山體橫亙其間,故而得名。
比起佛音繚繞的普陀山,抑或大名鼎鼎的桃花島,同處一隅的六橫島可謂名不見(jiàn)經(jīng)傳。但隨著浙江乃至全國(guó)最大的膜法海水淡化項(xiàng)目在島上拔地而起,六橫島的名聲也開(kāi)始不脛而走。
記者近日實(shí)地踏訪(fǎng)六橫海水淡化廠,終于得窺這一略顯神秘的海水淡化全過(guò)程。
走進(jìn)廠區(qū),但見(jiàn)一個(gè)個(gè)處理車(chē)間錯(cuò)落有致,粗細(xì)不等的各色管線(xiàn)或橫或縱穿插其間。在工作人員小楊的帶領(lǐng)下,記者首先來(lái)到海水淡化的第一站——引水車(chē)間,其設(shè)在靠海的一個(gè)地下室內(nèi)。
車(chē)間不大,最顯眼的莫過(guò)于墻下一字排列的11個(gè)取水口,其中兩個(gè)取水口與引水裝置相連,其余9個(gè)閑置。所有取水口的另一端都直通大海。在隆隆的轟鳴聲中,海水被源源不斷地引入下一個(gè)處理點(diǎn)——泥沙沉淀池。
為了減輕淡化設(shè)備的損耗,海水在淡化前必須先過(guò)濾掉泥沙和雜質(zhì),沉淀池的作用就在于此。其由兩個(gè)籃球場(chǎng)大小的池子組成,中間則以一塊狹長(zhǎng)的加藥區(qū)隔開(kāi)。其中,第一個(gè)池子縱向分割成數(shù)個(gè)水槽,每個(gè)水槽又都用橫向的隔欄分割成一個(gè)個(gè)小水池。奇的是,每個(gè)水槽間的隔欄并不平行,而是相互交錯(cuò)。
“這是為了讓海水以S型流動(dòng),以便讓底下的泥沙翻上來(lái),最終達(dá)到充分?jǐn)嚋喫心嗌车哪康?。而只有先攪渾后,泥沙才能在加藥區(qū)里充分沉淀。”小楊說(shuō)。
據(jù)她介紹,加藥區(qū)加的“藥”包括三氯化鐵和骨膠,后者就如膠水一樣讓泥沙附著在前者上。由于三氯化鐵較重會(huì)沉到水底,經(jīng)過(guò)這一步后出來(lái)的海水就會(huì)去掉大部分泥沙。
記者隨后在加藥區(qū)后的另一個(gè)池子看到,原本渾濁不堪的海水到這里已宛若脫胎換骨,變得清澈異常。
而經(jīng)過(guò)這一步之后,海水將到達(dá)第二個(gè)處理點(diǎn)——無(wú)閥濾池。這個(gè)池用石英砂對(duì)海水進(jìn)一步過(guò)濾。過(guò)濾后的海水濁度只有0—1度,已相當(dāng)?shù)土恕?br />
再往后,則是將初步處理過(guò)的海水貯存在海水清水池。后者主要起過(guò)渡作用:如池里水滿(mǎn),前面幾道工序就會(huì)停下,先用池里的水,據(jù)稱(chēng)這樣可以節(jié)電。
緊接著,海水又被送往第五站——機(jī)械濾器過(guò)濾。后者共有兩組,但小楊說(shuō),白天通常只開(kāi)一組,晚上則全開(kāi),“這同樣是為了省電,因?yàn)橥砩想妰r(jià)便宜”。
而只有上述五個(gè)步驟全部完成后,經(jīng)過(guò)預(yù)處理的海水才被導(dǎo)入真正的淡化車(chē)間——反滲透處理車(chē)間。在這里,鹽度高達(dá)3.5%的海水將神奇般地變?yōu)榧儍舻牡踔量梢灾苯语嬘谩?br />
玩轉(zhuǎn)反滲透“膜”方
進(jìn)入反滲透處理車(chē)間,首先映入眼簾的便是由一排排反滲透膜元件組成的三臺(tái)大型淡化裝置。其中,第一、二臺(tái)裝置每臺(tái)配有56支反滲透膜元件,第三臺(tái)規(guī)模更大,配備了120支。
這一支支白色管狀的反滲透膜元件正是實(shí)現(xiàn)海水淡化的關(guān)鍵部件,其采用的技術(shù)也被稱(chēng)為反滲透法。
作為當(dāng)前全球最普遍使用的一種海水淡化技術(shù),反滲透法憑借相對(duì)較低的成本、相對(duì)便捷的流程和幾乎沒(méi)有污染而備受沿海缺水城市的青睞。
從理論上講,反滲透是一種以壓力差為推動(dòng)力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。在自然界中,滲透是指土壤中的水分因壓力差由低濃度轉(zhuǎn)向高濃度的過(guò)程,而通過(guò)加壓可以實(shí)現(xiàn)與自然滲透方向相反的操作,故名“反滲透”。
“反滲透膜的工作原理就是通過(guò)高壓將海水中的氯化鈉分子等拒于膜外,剩下的就只有完全純凈的淡水。”小楊說(shuō)。
這種壓力究竟有多大?小楊透露,一旦裝置出現(xiàn)意外,如發(fā)生陶瓷片破裂,高壓海水就可能?chē)娪慷?,壓力大到甚至連窗玻璃都會(huì)震碎。
經(jīng)過(guò)這一步后,海水已由咸轉(zhuǎn)淡,但還不是最終的成品水。由于硬度偏低,加上PH值偏酸性,水中還必須加碳酸鈣和二氧化碳反應(yīng)成碳酸氫鈣,以調(diào)節(jié)PH值,使之符合人體所需的弱堿性,并提高水的硬度,最終達(dá)到生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。這些工作都在最后一個(gè)產(chǎn)品水池里完成。
再往后,則是將初步處理過(guò)的海水貯存在海水清水池。后者主要起過(guò)渡作用:如池里水滿(mǎn),前面幾道工序就會(huì)停下,先用池里的水,據(jù)稱(chēng)這樣可以節(jié)電。
緊接著,海水又被送往第五站——機(jī)械濾器過(guò)濾。后者共有兩組,但小楊說(shuō),白天通常只開(kāi)一組,晚上則全開(kāi),“這同樣是為了省電,因?yàn)橥砩想妰r(jià)便宜”。
而只有上述五個(gè)步驟全部完成后,經(jīng)過(guò)預(yù)處理的海水才被導(dǎo)入真正的淡化車(chē)間——反滲透處理車(chē)間。在這里,鹽度高達(dá)3.5%的海水將神奇般地變?yōu)榧儍舻牡?,甚至可以直接飲用?br />
至此,淡化后的海水終于可以經(jīng)由四通八達(dá)的管道流入六橫島的千家萬(wàn)戶(hù)。據(jù)范國(guó)定介紹,目前該廠海水淡化日產(chǎn)能已達(dá)到2萬(wàn)噸,而當(dāng)?shù)夭簧偃酥两袢圆恢雷约乙延蒙细叨燃儍舻牡K?br />
無(wú)論知不知道海水淡化,有一點(diǎn)六橫島居民是心中雪亮的:當(dāng)6月初隔壁舟山沈家門(mén)的市民每天被限用2小時(shí)淡水之際,他們的用水卻始終敞開(kāi)供應(yīng)。而以往,六橫島都是舟山缺水最嚴(yán)重的地區(qū)。
“不過(guò),隨著天氣越來(lái)越炎熱,2萬(wàn)噸恐怕還不夠。考慮到臨港工業(yè)發(fā)展后,用水需求將猛增,我們的海水淡化項(xiàng)目肯定還要擴(kuò)容。”范國(guó)定說(shuō)。
根據(jù)舟山市規(guī)劃,六橫島將發(fā)展成舟山乃至浙江省最大的港口工業(yè)和臨港工業(yè)基地之一。隨著浙江海洋經(jīng)濟(jì)示范區(qū)上升為國(guó)家戰(zhàn)略,六橫島扮演的角色將更為重要。據(jù)預(yù)測(cè),六橫島缺水將從目前年340萬(wàn)立方米逐年增加到2300萬(wàn)立方米以上,上馬更大規(guī)模的海水淡化項(xiàng)目勢(shì)在必行。
據(jù)范國(guó)定透露,該廠的海水淡化二期項(xiàng)目也開(kāi)始了前期工作。
記者從一幅六橫水務(wù)公司海水淡化項(xiàng)目規(guī)劃圖上看到,當(dāng)?shù)乜偣惨?guī)劃了四期項(xiàng)目,全部四期項(xiàng)目建成后,可以實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)淡化海水10萬(wàn)噸。
事實(shí)上,記者此前在引水車(chē)間看到的那9個(gè)閑置取水口正是為后期項(xiàng)目預(yù)留的,而淡化車(chē)間里那臺(tái)配有120支反滲透膜元件的裝置則是名動(dòng)“江湖”的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)萬(wàn)噸級(jí)單機(jī)設(shè)備。
“十二五”扶持政策亮劍
除了六橫島,國(guó)內(nèi)不少沿海城市近年也都啟動(dòng)了海水淡化。如缺水嚴(yán)重的天津出臺(tái)了《海洋經(jīng)濟(jì)和海洋事業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,提出今后5年將實(shí)現(xiàn)日處理淡化海水60萬(wàn)噸,海水直接利用達(dá)到年40億噸。
江蘇省則出臺(tái)了《海水利用專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》,欲逐步使海水成為工業(yè)和生活設(shè)施用水的重要水源。此前,國(guó)內(nèi)首個(gè)非并網(wǎng)風(fēng)電海水淡化示范工程已在江蘇大豐建成,下一步連云港(9.18,0.01,0.11%)還將建設(shè)日產(chǎn)1萬(wàn)噸的同類(lèi)項(xiàng)目。
本報(bào)記者另從國(guó)內(nèi)海水淡化技術(shù)最領(lǐng)先的杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心獲悉,日前奠基的浙江海水淡化技術(shù)裝備制造基地,將建成年產(chǎn)160萬(wàn)平方米的反滲透膜和納濾膜生產(chǎn)線(xiàn),以及年施工能力達(dá)每日70萬(wàn)噸的海水淡化及水處理成套生產(chǎn)線(xiàn)。
還有一些地區(qū)則是在此次干旱后開(kāi)始重視利用海水淡化技術(shù)。如今年地方“兩會(huì)”期間,有青島代表就建議當(dāng)?shù)貞?yīng)加快發(fā)展海水淡化以應(yīng)對(duì)百年大旱。在舟山,盡管二期、三期的大陸引水工程已開(kāi)建,但干旱令該市重新思考海水淡化的必要性,準(zhǔn)備重做規(guī)劃。
“說(shuō)干旱對(duì)發(fā)展海水淡化是否有觸動(dòng),的確有。但對(duì)我們來(lái)說(shuō),無(wú)所謂‘觸動(dòng)’不‘觸動(dòng)’,因?yàn)檫@是必然要走的一步。”在談及干旱對(duì)海水淡化的影響時(shí),杭州水處理中心總工程師譚永文表情淡然。
他指出,國(guó)家在發(fā)展,城市化在進(jìn)行,工業(yè)在進(jìn)步,水資源越來(lái)越緊缺,沿海地區(qū)未來(lái)只有海水淡化這一條路,因?yàn)樗亲罱?jīng)濟(jì)、最實(shí)用、最靈活的水危機(jī)解決方案,“這絲毫沒(méi)有疑問(wèn)”。
“我們現(xiàn)在提出,不但沿海,連臨海地區(qū)都應(yīng)該發(fā)展海水淡化,像北京就可用河北的淡化海水。東北一些臨海城市也在考慮大規(guī)模發(fā)展海水淡化。”譚永文說(shuō)。
而在國(guó)家層面,海水淡化有望升級(jí)為一個(gè)重大戰(zhàn)略。
“在前不久的一次內(nèi)部會(huì)議上,有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)已經(jīng)表態(tài),中國(guó)在海水淡化方面將開(kāi)展一次大會(huì)戰(zhàn)。”中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)工程與應(yīng)用專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任陳觀文對(duì)記者說(shuō)。
既然是大會(huì)戰(zhàn),第一炮將如何打響?
一位接近高層的人士表示,國(guó)務(wù)院最快在七八月份可能出臺(tái)《加快海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》,發(fā)改委也在制訂發(fā)展海水淡化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃。
近期國(guó)家擬出臺(tái)的一系列產(chǎn)業(yè)政策中都非常重視加快海水利用裝備產(chǎn)品自主制造的步伐,推進(jìn)海水淡化材料的國(guó)產(chǎn)化。在《高端裝備“十二五”規(guī)劃》中的海工裝備部分,也將把發(fā)展以海水淡化為代表的海洋化學(xué)資源開(kāi)發(fā)裝備作為重要內(nèi)容。
海水淡化的降成本之路
業(yè)內(nèi)人士躊躇滿(mǎn)志并不意味著海水淡化在中國(guó)的發(fā)展就能一帆風(fēng)順——高成本這一橫亙?cè)谕茝V道路上的最大難題仍待破解。
“在反滲透技術(shù)、能量回收技術(shù)沒(méi)有出來(lái)前,海水淡化至少要10多元的噸水成本,(市場(chǎng))肯定受不了。但隨著技術(shù)的進(jìn)步、耗電量的減少,海水淡化的運(yùn)營(yíng)成本、投資成本都已降至不到原來(lái)的一半。”譚永文說(shuō)。
據(jù)他介紹,如果不用任何能量回收系統(tǒng),則海水淡化的耗電量高達(dá)每噸水8度電,以0.6—0.7元/度計(jì)算,噸水成本中光電費(fèi)就要5元多。但用了能量回收系統(tǒng)后,每噸水耗電只需要3.6度。
盡管如此,海水淡化的成本仍較市政供水高出一大截。
以六橫水務(wù)公司為例,目前島上居民用水價(jià)格2.5元/噸,但該廠淡化海水的直接成本就達(dá)6.5元/噸,還不包括損耗,可以說(shuō)是生產(chǎn)一噸虧一噸。
在范國(guó)定看來(lái),海水淡化屬于民生工程,但卻按工業(yè)用電計(jì)費(fèi),成本較高。他希望國(guó)家推出一些優(yōu)惠政策,對(duì)此類(lèi)項(xiàng)目予以扶持,“只要電費(fèi)能降下來(lái),噸水成本也能降下來(lái),最終受益的還是用水居民”。
譚永文也表示,海水淡化工程作為我國(guó)水資源的基礎(chǔ)設(shè)施,國(guó)家應(yīng)該在投資上給予補(bǔ)助,同時(shí)在運(yùn)行水價(jià)上也有所傾斜。
除了補(bǔ)貼外,設(shè)備國(guó)產(chǎn)化也是一條降本之路。
國(guó)際脫鹽協(xié)會(huì)理事王世昌此前表示,制約國(guó)內(nèi)海水淡化市場(chǎng)規(guī)?;闹饕蛩刂痪褪窃O(shè)備國(guó)產(chǎn)化率低。
不過(guò),記者在采訪(fǎng)中獲悉,六橫島的萬(wàn)噸級(jí)海水淡化項(xiàng)目已開(kāi)始使用杭州水處理中心生產(chǎn)的反滲透膜。譚永文稱(chēng),這是國(guó)產(chǎn)膜第一次工程化、規(guī)模化的應(yīng)用,意義重大。
以往,在六橫這樣的海島上,如果通過(guò)管道或船運(yùn)引水的話(huà),成本20元/噸都不止。相比之下,國(guó)產(chǎn)化率提高后的海水淡化成本要低得多。
《分離膜“十二五”規(guī)劃》顯示,海水淡化用反滲透膜“十二五”期間產(chǎn)能將達(dá)1000萬(wàn)平方米/年,國(guó)產(chǎn)膜應(yīng)用進(jìn)入水處理高端領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率上升至25%—30%。將新增反滲透法海水淡化能力100—150萬(wàn)立方米/日,使我國(guó)成為國(guó)際上膜法海水淡化大國(guó)。
“當(dāng)下國(guó)產(chǎn)反滲透膜的市場(chǎng)份額只有10%。我們希望這一比重未來(lái)能進(jìn)一步上升,甚至提高到50%以上。”中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)尤金德對(duì)記者說(shuō)。
除了膜材料外,高壓泵和能量回收系統(tǒng)也是海水淡化的關(guān)鍵設(shè)備。對(duì)此,譚永文表示,前者目前已可國(guó)產(chǎn),但后者還需進(jìn)口。
記者從現(xiàn)場(chǎng)了解到,一個(gè)小小的能量回收裝置價(jià)格竟高達(dá)四五十萬(wàn)元,而一臺(tái)5000噸級(jí)海水淡化項(xiàng)目就需要用到7個(gè)這種裝置。
“此外,國(guó)內(nèi)外海水淡化在技術(shù)上也有差距,如脫鹽率國(guó)內(nèi)是99.5%,國(guó)外達(dá)到99.8%;通量(單支膜的摻水量)則相差10%左右。”譚永文說(shuō)。
在他看來(lái),這種差距“十二五”期間“能上去就上去,上不去就難了”,“成敗在此一舉。不能再試試看,市場(chǎng)是不會(huì)等你的。”
譚永文的話(huà)似乎預(yù)示著,未來(lái)5年將成為海水淡化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化最關(guān)鍵的5年。從這個(gè)角度看,水資源革命已時(shí)不我待,一場(chǎng)大會(huì)戰(zhàn)近在眼前……
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