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21世紀的朝陽產業--海水淡化

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一.全球水危機

21世紀的朝陽產業--海水淡化

21世紀將是水的世紀。20世紀初,國際上就有"19世紀爭煤、20世紀爭石油、21世紀爭水"的說法,第47屆聯合國大會更是將每年的3月22日定爲"世界水日",號召世界各國對全球普遍存在的淡水資源緊缺問題引起高度警覺。 從全球範圍來看,根據聯合國統計,全球淡水消耗量20世紀初以來增加了約6-7倍,比人口增長速度高2倍,全球目前有14億人缺乏安全清潔的飲用水,即平均每5人中便有1人缺水。估計到2025年,全世界將有近1/3的人口(23億)缺水,波及的國家和地區達40多個,中國是其中之一。中國被聯合國認定爲世界上13個最貧水的國家之一。我國淡水資源總量名列世界第六,但人均佔有量僅爲世界平均值的 l/4,位居世界第109位,而且水資源在時間和地區分佈上很不均衡,有10個省、市、自治區的水資源已經低於起碼的生存線,那裏的人均水資源擁有量不足500立方米。目前我國有300個城市缺水,其中110個城市嚴重缺水,他們主要分佈在華北、東北、西北和沿海地區,水已經成爲這些地區經濟發展的瓶頸。2010年後,我國將進入嚴重缺水期,有專家估計,2030年前中國的缺水量將達到600億立方米。因此,爲保證我國經濟的可持續發展,淡水資源問題的解決已迫在眉睫。

二.解決水危機的途徑--海水淡化

地球表面的2/3被水覆蓋,可謂水資源極爲豐富,但地球上水的總儲量中97%是鹹水(包括海水和苦鹹水),在餘下的3%的淡水中,又有77%是人類難以利用的兩極冰蓋、冰川、冰雪。人類實際可利用的淡水只佔全球水總量的0.7%,而且大部分屬於不可再生的枯竭性地下水。

解決淡水緊缺問題有很多途徑,核心原則是"開源節流",地表水資源較豐富地區,可建蓄水工程;地表水資源貧乏地區,可實施跨流域調水;海水和苦鹹水淡化;此外還有廢水利用、治理水污染、節約用水等。

"開源"方面,在我國,地下取水已受到越來越多的限制,爲此幾十年來興建了一批大型蓄水工程和跨流域調水,並大力提倡和推動污水回用和水的再利用。但興建新的蓄調水工程,投資比過去大大增加,而跨流域引水則隨着調水距離越來越遠,調水成本越來越高,加上被引水地區的環境危害和間接經濟影響以及引水的質量問題,遠距離調水的傳統辦法正受到越來越多的質疑。而最爲關鍵的是,這些措施並沒有從根本上增加淡水資源的總量,我國淡水緊缺的問題依然十分嚴峻。

我國海岸線的總長爲32647公里,被列爲海洋大國,而且沿海和中西部地區擁有極爲豐富的地下苦鹹水資源,在地下取水和跨區域調水受到越來越多的條件限制的情況下,開發利用海水和苦鹹水資源,進行海水(苦鹹水)淡化就成爲開源節流、解決我國淡水緊缺的一條有效的重要戰略途徑。而且,發展海水(苦鹹水)淡化技術,向大海要淡水也已經成爲當今世界各國的共識。

三.海水淡化技術及發展

1. 海水淡化方法

海水淡化,亦稱海水脫鹽,是透過裝置和設備除去海水中鹽分並獲得淡水的工藝過程。海水淡化的方法可分爲蒸餾法和膜法。

海水淡化的蒸餾法主要有:多級閃蒸(MSF)、低溫多效(LT-MED) 和壓汽蒸餾(MVC)三種技術。前兩種技術主要採用蒸汽作熱源,多與電廠結合、抽取透平的乏汽製造蒸餾水。壓汽蒸餾技術是 利用熱泵蒸發技術,它僅使用電能,應用對象主要是沒有熱源的島嶼地區。膜法主要指反滲透(RO)技術,它利用半透膜,在壓力下允許水透過而使鹽分和雜質截留的技術。

海水淡化是當今世界競相研究的高新技術,美、法、日、以色列等國的技術已經非常發達,而且已形成海水淡化產業。我國的海水淡化技術研究始於50年代,經過40多年的發展,也培養和鍛鍊了自己的海水淡化專門人才,組建了一些專門科研開發機構,在蒸餾淡化、反滲透兩大技術領域,經過幾個五年計劃的攻關,多項工程的實踐,已具有較豐富的經驗。但由於人們對海水淡化的認識不完全,國家經費投入少,使這項技術不能得到很快地發展。