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21世纪的朝阳产业--海水淡化

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

一.全球水危机

    21世纪将是水的世纪。20世纪初,国际上就有"19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水"的说法,第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为"世界水日",号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。 从全球范围来看,根据联合国统计,全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6-7倍,比人口增长速度高2倍,全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水,即平均每5人中便有1人缺水。估计到2025年,全世界将有近1/3的人口(23亿)缺水,波及的国家和地区达40多个,中国是其中之一。中国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。我国淡水资源总量名列世界第六,但人均占有量仅为世界平均值的 l/4,位居世界第109位,而且水资源在时间和地区分布上很不均衡,有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线,那里的人均水资源拥有量不足500立方米。目前我国有300个城市缺水,其中110个城市严重缺水,他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区,水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。2010年后,我国将进入严重缺水期,有专家估计,2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。因此,为保证我国经济的可持续发展,淡水资源问题的解决已迫在眉睫。

二.解决水危机的途径--海水淡化

    地球表面的2/3被水覆盖,可谓水资源极为丰富,但地球上水的总储量中97%是咸水(包括海水和苦咸水),在余下的3%的淡水中,又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%,而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。

    解决淡水紧缺问题有很多途径,核心原则是"开源节流",地表水资源较丰富地区,可建蓄水工程;地表水资源贫乏地区,可实施跨流域调水;海水和苦咸水淡化;此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。

    "开源"方面,在我国,地下取水已受到越来越多的限制,为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水,并大力提倡和推动污水回用和水的再利用。但兴建新的蓄调水工程,投资比过去大大增加,而跨流域引水则随着调水距离越来越远,调水成本越来越高,加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题,远距离调水的传统办法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是,这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量,我国淡水紧缺的问题依然十分严峻。

    我国海岸线的总长为32647公里,被列为海洋大国,而且沿海和中西部地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源,在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下,开发利用海水和苦咸水资源,进行海水(苦咸水)淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。而且,发展海水(苦咸水)淡化技术,向大海要淡水也已经成为当今世界各国的共识。

三.海水淡化技术及发展

1. 海水淡化方法

    海水淡化,亦称海水脱盐,是通过装置和设备除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。

    海水淡化的蒸馏法主要有:多级闪蒸(MSF)、低温多效(LT-MED) 和压汽蒸馏(MVC)三种技术。前两种技术主要采用蒸汽作热源,多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是 利用热泵蒸发技术,它仅使用电能,应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透(RO)技术,它利用半透膜,在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。

    海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术,美、法、日、以色列等国的技术已经非常发达,而且已形成海水淡化产业。我国的海水淡化技术研究始于50年代,经过40多年的发展,也培养和锻炼了自己的海水淡化专门人才,组建了一些专门科研开发机构,在蒸馏淡化、反渗透两大技术领域,经过几个五年计划的攻关,多项工程的实践,已具有较丰富的经验。但由于人们对海水淡化的认识不完全,国家经费投入少,使这项技术不能得到很快地发展。

2.海水淡化的能耗与成本

    在海水淡化技术已成熟的今天,经济性是决定其广泛应用的重要因素。在国内,"成本和投资费用过高",一直被视为是海水淡化难以大胆使用的主要问题,但实际上这是一个"认识"问题。

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