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浩瀚的大海一望無(wú)際。我問(wèn)：“君雖海量，不無(wú)病乎？碧波萬(wàn)頃，然無(wú)一瓢可飲也。”
大�；卮鹫f(shuō)：我沒(méi)有毛病。你走近看看，最好到海水里面看看。你不過(guò)是看到一些自由自在也是成雙成對(duì)的帶負(fù)電荷的陰離子、帶正電荷的陽(yáng)離子在一刻不停地晃晃蕩蕩，平均總含量不過(guò)是差不多每99個(gè)我水分子或離子中才1個(gè)鹽分子或離子，或者體積上看，100份的水中只有1.5份的鹽體積，或者重量上也就是3.5%的鹽。所謂一粒老鼠屎壞了一鍋粥，一個(gè)鹽分子壞了我九十九個(gè)水分子。本來(lái)也是很容易不費(fèi)錢的事情，用勺子摳出那粒老鼠屎，一鍋粥也還能將就，用勺子摳出那個(gè)鹽分子，一切都好。但大家不是這么簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單科學(xué)地干的，而是干的很有技術(shù)含量，找來(lái)一張巨大的紗布，配上宏偉漂亮的機(jī)器設(shè)備，高大上耗電極多的壓力泵，活生生的硬是把99份的稀粥壓過(guò)紗布，把99個(gè)水分子壓過(guò)反滲透膜，留下一粒大老鼠屎、一個(gè)鹽分子。能不累、能不成本高？也好比99個(gè)黃豆中有一粒比黃豆還大的砂子，不是揀出砂子，而是揀出黃豆，其功夫不可謂不大啊。當(dāng)然，找不到一把合適的勺子或揀砂子的工具，是這么累著干費(fèi)錢費(fèi)功夫干的根本原因。
海水中的這些陰離子大部分是氯離子，少量的硫酸根離子、碳酸根離子、溴離子和氟離子，陽(yáng)離子則主要的是鈉、鎂、鈣、鉀和鍶離子。其中的氯離子、鈉離子還是人類天天需要食用的食鹽。如果你有能耐，你還可以從我這里得到無(wú)窮盡的鉀肥、鎂金屬，要知道，中國(guó)是一個(gè)典型的缺鉀肥的國(guó)家，而鎂金屬比鋁還輕巧，其作用比鋁合金也毫不遜色。
要想喝淡水，只不過(guò)是請(qǐng)出這1%個(gè)數(shù)的陰陽(yáng)離子而已，溫柔點(diǎn)最好。就這么點(diǎn)含量，與人類工業(yè)污染的含無(wú)機(jī)鹽廢水的污染程度相比幾乎是可忽略不計(jì)了。但現(xiàn)實(shí)是，海水淡化是如此的高大上，動(dòng)用了巨大的國(guó)家資源，吸引了無(wú)數(shù)英雄豪杰，從英國(guó)人開(kāi)始，一晃已經(jīng)400多年了。
早些年，煮水論英雄，也是可以理解的。水沸騰了，強(qiáng)迫水分子和鹽分子說(shuō)再見(jiàn)，但代價(jià)也是巨大的，大量的熱能被消耗了，不到萬(wàn)不得已，傻瓜才會(huì)這么干。后來(lái)，1930年代發(fā)現(xiàn)了只透過(guò)水不透過(guò)鹽的半透膜，1953年美國(guó)人開(kāi)始利用這種膜在高水壓下，強(qiáng)行的也是惡狠狠的把水分子和鹽分子分開(kāi)在了膜的兩邊，就是所謂的反滲透海水淡化技術(shù)。再后來(lái)的60年時(shí)間里，反滲透成了一種淡化海水的習(xí)慣，這種技術(shù)幾乎發(fā)展到了極致，但仍然需4度電左右換取一噸淡水。因?yàn)槟喟蜔恢阅茉丛诘厍蛏线�是稀有資源。這種用一種稀有資源換取另外一種稀缺資源的做法，肯定不是長(zhǎng)久之計(jì)，也不合天理。因?yàn)榧夹g(shù)慣性和知識(shí)框架的效應(yīng)，最聰明的人繼續(xù)幻想著如何更高效地讓水分子透過(guò)膜，現(xiàn)在最玄幻的石墨烯、二硫化鉬也被用來(lái)嘗試作為滲透膜了。但無(wú)論如何，因?yàn)楹}水和淡水之間永遠(yuǎn)存在的滲透壓，就是自然狀態(tài)下，淡水在半透膜的一側(cè)可以幫著膜對(duì)面的海水爬到250米高的摩天大樓上，這之間的壓力就有25個(gè)大氣壓了。就算作為半透膜的反滲透膜本身沒(méi)有任何阻力，也需要大于25個(gè)大氣壓的壓力，才能強(qiáng)迫海水中的水分子脫離海水中鹽的束縛進(jìn)入淡水中。因?yàn)榉礉B透膜需要承受高水壓，所以，其厚度不能太薄，無(wú)論如何，都需要能量讓99%的水分子透過(guò)一個(gè)有厚度的膜【假如100%地海水淡化】。代價(jià)真的慘不忍睹，所謂望洋只能常常興嘆。
說(shuō)來(lái)遺憾，自從1950年代有了可工業(yè)化應(yīng)用的離子交換膜技術(shù)后，只是主要地用在了用電驅(qū)動(dòng)的電滲析領(lǐng)域，比如離子膜法燒堿的生產(chǎn)，以及少量的用在了用濃度差驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)散滲析領(lǐng)域，比如廢酸、廢堿的回收。本來(lái)，海水中的異物不過(guò)是些也有用也有價(jià)值的離子，況且數(shù)量也不是很多，按個(gè)數(shù)論，只有~1%。利用離子膜交換技術(shù)，依據(jù)等價(jià)交換原則，一種物質(zhì)的正電離子和另外一種物質(zhì)的正電離子，一個(gè)負(fù)電離子和另外一種負(fù)電離子在膜的兩側(cè)互相交換贖買，不動(dòng)刀槍，海水淡化就不是像現(xiàn)在這樣的暴力強(qiáng)迫水分子和鹽分子互相拆散的行為，所謂殺敵一千自損幾百了，而是文明的離子間的以物易物的文明交易行為。通過(guò)濃度差驅(qū)動(dòng)的，也不是很費(fèi)勁的離子膜交換，讓海水里原來(lái)舒舒服服賴著不走的那些懶漢離子替換為喜歡離開(kāi)水分子出來(lái)走走逛逛的陰陽(yáng)離子。在元素周期表里，為了徹底地解決海水淡化問(wèn)題，讓海水成為大眾的寶物，上蒼恰恰給我們準(zhǔn)備了一套唯一的一陰一陽(yáng)兩個(gè)離子。當(dāng)他們陰陽(yáng)交會(huì)之時(shí)，就是雙飛之刻，留下淡淡的海水。
俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫于1869年就發(fā)明了元素周期表，如何這兩個(gè)陰陽(yáng)離子一直就沒(méi)有走出來(lái)顯擺？一方面，這兩個(gè)陰陽(yáng)離子其實(shí)是排在元素周期表的背面的，只有翻過(guò)周期表才能看的到的，好比照鏡子，需要看到鏡子后面的影像。他們分別是由一個(gè)氮原子和4個(gè)氫原子所組成的銨離子，和由一個(gè)碳原子和3個(gè)氧原子組成的碳酸根離子。另一方面，還是因?yàn)殡x子交換膜多事，人造的東西，總是不完美的。比方說(shuō)陽(yáng)離子交換膜，它只讓帶正電的陽(yáng)離子來(lái)回通過(guò)它滿身的細(xì)小孔洞，這個(gè)事情做的很出色，很少有差錯(cuò)。為了適應(yīng)目前電滲析方面的需要，陽(yáng)離子膜生出來(lái)的時(shí)候大多數(shù)本身是強(qiáng)酸性的，雖然也有弱酸性的，不酸不堿中性的姐妹，強(qiáng)酸性強(qiáng)大到使其孔洞附近的水分子發(fā)生水解離成為氫陽(yáng)離子和氫氧根陰離子。隨之而來(lái)的問(wèn)題是，當(dāng)濃濃的銨離子發(fā)起進(jìn)攻，準(zhǔn)備透過(guò)陽(yáng)離子膜與對(duì)面海水中為數(shù)并不多的陽(yáng)離子進(jìn)行交換時(shí)，銨離子首先碰到的是已經(jīng)在膜孔洞中守株待兔的氫離子和氫氧根離子，并且氫離子和銨離子即刻進(jìn)行位置交換，頓時(shí)使銨離子失去和海水中陽(yáng)離子如鈉、鉀離子的交換能力。接下來(lái)更慘，銨陽(yáng)離子還會(huì)被氫氧根陰離子所吸引，轉(zhuǎn)化為氫氧化銨分子，氫氧化銨在水里憋不住，幾經(jīng)掙扎，一部分就分解成為水和臭臭的由一個(gè)氮原子和3個(gè)氫原子組成的氨氣。也算是由多原子組合而成的離子所具有的一種缺陷，條件談不好，可以自行分解而罷工。站在膜的旁邊，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這根本就不是什么海水淡化，而是銨離子的自殺，留下了氫離子，冒出氨臭，和處在一間比較正規(guī)的廁所里的味道差不多。不排除這么些年來(lái)，也有人嘗試過(guò)這樣的海水淡化，但結(jié)果都是和進(jìn)了一趟廁所一般，也就放棄了。現(xiàn)在，既然知道了這些來(lái)龍去脈，采用弱酸性或中性的陽(yáng)離子膜，或者將銨離子放在堿性的溶液中，膜的孔洞中氫離子幾乎絕跡，銨離子也就比較老實(shí)，去干正經(jīng)的海水淡化的事情了。也許，這就是傳說(shuō)中的摳出鹽分子的勺子和工具了。也是解決含酸、堿、鹽類工業(yè)無(wú)機(jī)廢水的一個(gè)有效的工具。
如果把海水淡化的困難看成是一種病，其病根應(yīng)該是且僅僅是海水中的那一點(diǎn)點(diǎn)的鹽不揮發(fā)也不沉淀，死皮賴臉的賴在水里，治這個(gè)病，現(xiàn)在是可能開(kāi)錯(cuò)了反滲透這個(gè)藥方了。好比從中國(guó)到印度，非得爬過(guò)喜馬拉雅山的方法就是有病的了。錯(cuò)誤的方法導(dǎo)致了一系列的后遺癥，如淡化后的水質(zhì)偏酸性需要調(diào)制，高能耗，一半的濃鹽水排放喂魚也害死魚，需要能量回收裝置增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，高壓下膜易污染，高壓泵難制造問(wèn)題。而通過(guò)離子交換膜技術(shù)，通過(guò)等價(jià)交換，常溫常壓不用電滲析，輕松低能耗地讓濃碳酸銨溶液中的銨陽(yáng)離子與海水中的陽(yáng)離子互換，碳酸根陰離子與海水中的陰離子互換，在不知不覺(jué)中，海水即轉(zhuǎn)變?yōu)橹缓?%的揮發(fā)性的碳酸銨分子，相當(dāng)于是把躲在99粒黃豆中的那粒砂子變成了一只更大的會(huì)飛的氣球了。海水淡化也就轉(zhuǎn)變成為簡(jiǎn)單的減壓或催化揮發(fā)析出僅僅1%碳酸銨分子的問(wèn)題，與滲透法透過(guò)99%的海水分子相比，能耗必然低的多，同時(shí)，海水中的礦物質(zhì)自然地得到濃縮，方便后續(xù)的結(jié)晶提取，產(chǎn)生大量有價(jià)值的副產(chǎn)品。另外，其中的濃溶液碳酸銨可以一直不停地循環(huán)往復(fù)回收再用，沒(méi)有浪費(fèi)和理論消耗，如同電冰箱里的氟利昂，循環(huán)工作。由此，海水淡化將成為一個(gè)可盈利可創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的好事。
站在海水的角度，其實(shí)當(dāng)前的海水淡化研究并非真正在海水，而是限定在淡化的設(shè)備方面了，比如，優(yōu)化反滲透膜，尋找合適的正滲透膜，完善能量回收系統(tǒng)，制造高壓泵等等，全然都是設(shè)備制造了，和海水本身并無(wú)多少直接的關(guān)系。正確的理解應(yīng)該是，海水淡化本質(zhì)的難點(diǎn)是且僅僅是其中的鹽分不揮發(fā)不沉淀。 以此為基礎(chǔ)，通過(guò)先將海水進(jìn)行變性成為只含揮發(fā)性的碳酸銨，再進(jìn)行脫除碳酸銨【即二步法脫鹽技術(shù)，http://baike.baidu.com/link?url=7jxMbL0ZRLWfNcrPXjD_dYZKdzfNPyQWDkQVVQo6Tz0K3XYJElxruwQvTW-Yf2e-CDer8hLc4iVckp62P48Jsa】達(dá)到低成本且可回收其中的資源的目的。正所謂，換個(gè)角度，風(fēng)景全然是不同的了。
有了水，再談?wù)勊膯?wèn)題。環(huán)境問(wèn)題中水的問(wèn)題是最大的問(wèn)題，如果海水淡化過(guò)程可以低成本的進(jìn)行，同時(shí)低成本的提取其中的鉀鹽作為鉀肥，鎂金屬作為類似鋁合金的基礎(chǔ)材料，那么海水淡化就成為一個(gè)可稱之為海水提煉的新興行業(yè)，其本身就是一個(gè)可盈利可支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的行業(yè)，不會(huì)成為一個(gè)因?yàn)轱嬘盟畣?wèn)題而不得已為之并行補(bǔ)貼的公共工程了。另外，離子交換法海水淡化，沒(méi)有反滲透海水淡化中的淡水酸化問(wèn)題，所以可以直接進(jìn)入自來(lái)水管網(wǎng)，因?yàn)槭怯�，其價(jià)格比當(dāng)前的自來(lái)水價(jià)格更有競(jìng)爭(zhēng)力，客觀上，為解決自來(lái)水水質(zhì)提供了一個(gè)最簡(jiǎn)單的技術(shù)選擇，也是因?yàn)楹Ｋ怯倪^(guò)程，淡化的海水還可以滿足農(nóng)業(yè)灌溉，工業(yè)生產(chǎn)的使用，為干旱鹽堿化的有毒的土地的修復(fù)提供條件。
如果碳酸銨離子交換膜法淡化海水是可行的話，那么海水就將成為可為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富的資源，世界肯定會(huì)有所不同，也會(huì)變得更好，如果這個(gè)技術(shù)有問(wèn)題的話【目前都還沒(méi)發(fā)現(xiàn)有理論或技術(shù)問(wèn)題】，那么問(wèn)題是什么也是值得學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的，也許沿此方向或類似方向，終究可以找到一條可盈利的海水淡化方法，突破現(xiàn)有技術(shù)框架，為將海水轉(zhuǎn)化為一種真正的可創(chuàng)造財(cái)富的資源提供技術(shù)方法。
大道至簡(jiǎn)，海水淡化、海水提煉終究一定應(yīng)該有一種簡(jiǎn)便易行的辦法。面對(duì)地球上最大的資源-海水資源，人類沒(méi)有理由不能夠充分駕馭利用海水、海水中的礦產(chǎn)資源，從最早的煮水蒸餾，到復(fù)雜的滲透制水，再到今天簡(jiǎn)單的離子交換海水改性后淡化，應(yīng)該是一個(gè)必然的過(guò)程。也或許、也期待會(huì)有更簡(jiǎn)潔的方法。
秦才東：治海淡，反滲透不是好藥方 |
| 皇明發(fā)布釣魚島太陽(yáng)能利用方案 發(fā)布時(shí)間:2012-9-26 |
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（本刊劉成偉訊）9月23日下午，在中國(guó)太陽(yáng)谷召開(kāi)的第三次現(xiàn)國(guó)標(biāo)重大缺失和行業(yè)潛規(guī)則曝光發(fā)布會(huì)上，中國(guó)民營(yíng)企業(yè)皇明集團(tuán)公布了“太陽(yáng)能光伏釣魚島方案暨捐助赴釣漁民太陽(yáng)能馬燈行動(dòng)”。
 漁民掛燈
皇明集團(tuán)表示，漁民海上用電非常不方便也不環(huán)保，太陽(yáng)能馬燈野外是理想的照明設(shè)施。漁民海上作業(yè)本來(lái)就很幸苦和危險(xiǎn)的工作，本次浙江、福建等地漁船赴釣魚島捕魚，他們是冒著巨大的危險(xiǎn)去作業(yè)或者宣誓主權(quán)，皇明集團(tuán)決定為這一批樸實(shí)而可敬的中國(guó)漁民捐贈(zèng)數(shù)千盞“西藏和平解放60年慶”的太陽(yáng)能馬燈。
 海水淡化工程效果圖
據(jù)了解，皇明太陽(yáng)能馬燈是中國(guó)國(guó)務(wù)院定制贈(zèng)送西藏60年大慶的國(guó)禮，由皇明集團(tuán)自主研發(fā)設(shè)計(jì)，可對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電，外觀精致，使用方便，綠色環(huán)保無(wú)污染，并配有指南針，能為室內(nèi)室外的照明提供方便。
 太陽(yáng)能燈塔效果圖
同時(shí)，作為是全球太陽(yáng)能領(lǐng)軍企業(yè)，皇明打造的中國(guó)太陽(yáng)谷和被美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在國(guó)情咨文中稱為“世界最大的民營(yíng)太陽(yáng)能研究機(jī)構(gòu)”，中國(guó)太陽(yáng)谷接待了全球幾十多位外國(guó)元首的訪問(wèn)和參觀。在多年領(lǐng)先的太陽(yáng)能光熱光伏研究和實(shí)踐基礎(chǔ)上，皇明集團(tuán)宣布，將通過(guò)太陽(yáng)谷設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為釣魚島設(shè)計(jì)“太陽(yáng)能光伏亮化主題公園”方案。方案主要包含太陽(yáng)能光伏燈塔、太陽(yáng)能光伏雕塑群、太陽(yáng)能光伏路燈，其中太陽(yáng)能光伏燈塔為中國(guó)漁民指航；同時(shí)，皇明集團(tuán)為釣魚島設(shè)計(jì)“太陽(yáng)能海水淡化站”方案，可為中國(guó)漁民提供淡水。
皇明集團(tuán)表示，釣魚島自古以來(lái)就是中國(guó)的固有領(lǐng)土，釣魚島周邊海域是中國(guó)管轄海域，也是中國(guó)漁民世世代代作業(yè)的漁場(chǎng)，中國(guó)漁船到相關(guān)海域進(jìn)行捕撈正當(dāng)合理，作為全球最大的太陽(yáng)能研發(fā)和制造企業(yè)，皇明集團(tuán)向到釣魚島作業(yè)的中國(guó)漁民捐贈(zèng)太陽(yáng)能馬燈，表示堅(jiān)定支持和援助。
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有資料顯示，當(dāng)前全球有150個(gè)國(guó)家都在實(shí)施海水淡化技術(shù)，海水淡化產(chǎn)業(yè)每年增長(zhǎng)15%，遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度。那么，當(dāng)今世界海水淡化產(chǎn)業(yè)整體狀況究竟怎樣？靠取之不盡的海水真能最終拯救我們這顆缺水的星球嗎？
沙特阿拉伯的沙埃拜海水淡化廠俯瞰圖
缺水，是首都北京乃至整個(gè)京津冀共同面對(duì)的重大生態(tài)難題。即使南水北調(diào)中線和東線正式供水后，區(qū)域水資源缺口仍然巨大，海水淡化成為首都破解"水困"必須考慮的遠(yuǎn)期方略之一。根據(jù)國(guó)際海水淡化協(xié)會(huì)（IDA）的統(tǒng)計(jì)，截至2013年，全球的海水淡化廠超過(guò)了1.7萬(wàn)家，分布在約150個(gè)國(guó)家，3億多人部分或全部依靠淡化水滿足日常之需。淡化水有望占北京用水1/3海水淡化在我國(guó)開(kāi)展的時(shí)間比較長(zhǎng)，1958年就開(kāi)始用電沉析的方法做海水淡化了。在這以后，進(jìn)入到一個(gè)比較快速發(fā)展的時(shí)期，當(dāng)時(shí)在國(guó)家海洋局的組織下成立了海水淡化研究室。我國(guó)大規(guī)模海水淡化的應(yīng)用是在1997年和1998年。截至2010年底，我國(guó)共建成投產(chǎn)海水淡化裝置76套，淡化能力總計(jì)55.78萬(wàn)噸/日，各省市分布情況為：浙江23套，山東21套，遼寧14套，河北6套，天津5套，廣東3套，其他沿海省市4套。為更好更快地推進(jìn)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)務(wù)院2012年發(fā)布了《關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)》，提出了到2015年，我國(guó)海水淡化能力達(dá)到220萬(wàn)噸/日至260萬(wàn)噸/日，"海水淡化原材料、裝備制造自主創(chuàng)新率達(dá)到70%以上；建立較為完善的海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵技術(shù)、裝備、材料的研發(fā)和制造能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平"等目標(biāo)，任務(wù)可謂艱巨。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2013年，全國(guó)新建成海水淡化工程8個(gè)，新增海水淡化工程產(chǎn)水規(guī)模日產(chǎn)水12.55萬(wàn)噸，每噸成本5元~8元。海水淡化主要采用反滲透和低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)。海水直流冷卻、海水循環(huán)冷卻和海水化學(xué)資源利用技術(shù)也不斷得到應(yīng)用。新發(fā)布海水利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)14項(xiàng)，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)。同時(shí)，海水利用作為重要內(nèi)容先后列入循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保、海洋經(jīng)濟(jì)等國(guó)家和地方重要規(guī)劃中，浙江省、河北省和青島市先后發(fā)布海水淡化發(fā)展規(guī)劃或行動(dòng)方案。多家海水淡化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟相繼成立，沿海地區(qū)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)示范工作穩(wěn)步推進(jìn)。目前，海水淡化主要采用反滲透和低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)。無(wú)論采取哪種技術(shù)，海水淡化的成本都是人類繞不過(guò)去的一大難題。海水淡化成本難題待破題海水淡化是典型的能耗密集型產(chǎn)業(yè)，有研究報(bào)告表明，海水淡化雖然是用水緊張地區(qū)的解決之道，但成本門檻限制了貧困地區(qū)、內(nèi)陸或高海拔地區(qū)采用海水淡化，可偏偏這幾類地區(qū)淡水短缺的問(wèn)題最嚴(yán)重。例如，印度首都新德里、墨西哥城、沙特首都利雅得和津巴布韋首都哈拉雷，此類地區(qū)的水源輸送成本高昂。近日，中國(guó)國(guó)家海洋局海洋科學(xué)技術(shù)司發(fā)布了《2013年全國(guó)海水利用報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）�！秷�(bào)告》稱，2013年，全國(guó)新建成海水淡化工程8個(gè)，新增海水淡化工程產(chǎn)水規(guī)模日產(chǎn)水12.55萬(wàn)噸，每噸成本5元~8元。近日，在河北省科協(xié)年會(huì)暨滄州渤海新區(qū)人才項(xiàng)目洽談對(duì)接會(huì)上，中國(guó)工程院院士、流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王浩坦言，海水淡化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨諸多困難，需要政府全方位扶持和培育。"雖然海水淡化技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但相對(duì)于大部分城市的自來(lái)水價(jià)格，海水淡化成本仍然偏高。"中國(guó)工程院院士、流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王浩說(shuō)道到。他表示，海水淡化一般要高于常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)利用成本。海水淡化成本包括能源費(fèi)、藥劑費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、管理費(fèi)等。多級(jí)閃蒸成本相對(duì)較高，反滲透技術(shù)綜合能耗最低，但反滲透膜一般五年更換一次，固定成本較高。他認(rèn)為，應(yīng)將海水淡化項(xiàng)目納入公益性工程項(xiàng)目，給予基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金補(bǔ)助和配套政策優(yōu)惠。同時(shí)，對(duì)為城鎮(zhèn)生活供水的海水淡化項(xiàng)目，其建設(shè)資金應(yīng)由中央和地方財(cái)政給予補(bǔ)助；允許經(jīng)批準(zhǔn)為城鎮(zhèn)生活供水的海水淡化水優(yōu)先進(jìn)入城市自來(lái)水管網(wǎng)，對(duì)淡化水與當(dāng)?shù)刈詠?lái)水的差價(jià)財(cái)政應(yīng)予以補(bǔ)貼；海水淡化涉及的管網(wǎng)視為市政公用基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)納入市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。"影響海水淡化成本的最大因素是能源費(fèi)，要從國(guó)家水資源戰(zhàn)略和社會(huì)效益的角度，將‘水電聯(lián)產(chǎn)’政策上升到國(guó)家層面，增加‘水電聯(lián)產(chǎn)’電廠的發(fā)電靈活性，促進(jìn)海水淡化產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。"王浩說(shuō)，膜法海水淡化中，電的成本占到總成本的一半左右。同時(shí)，淡化水輸送需要另外建設(shè)輸水管網(wǎng)，世界上絕大多數(shù)地區(qū)的淡化水成本要高于傳統(tǒng)供水價(jià)格。這就需要政府給予電價(jià)、水價(jià)、稅收等特殊優(yōu)惠政策，否則海水淡化企業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)均難以正常運(yùn)行。研究指出，當(dāng)制水成本不斷下降，并逐步低于常規(guī)自來(lái)水價(jià)格時(shí)，沿海地區(qū)海水淡化項(xiàng)目將具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。如今，隨著越來(lái)越多的重量級(jí)企業(yè)涉足這一產(chǎn)業(yè)，安全標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)創(chuàng)新、成本控制這些決定"海水淡化"能否市場(chǎng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)接連被突破，"海水淡化"進(jìn)京已接近需要跨越的最后關(guān)口——270公里的運(yùn)輸距離。北京海水淡化技術(shù)獲突破在中國(guó)，有數(shù)據(jù)顯示，2013年，京津冀水資源匱乏規(guī)模近80億立方米。南水北調(diào)中線和東線正式供水后，缺口仍有23億立方米。用水缺口龐大，這一形勢(shì)對(duì)于海水淡化產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，是新的機(jī)遇，也是更重的責(zé)任。在京東，因首鋼搬遷而聞名于世的唐山市曹妃甸開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，兩處日產(chǎn)淡化海水5萬(wàn)噸的項(xiàng)目已悄然崛起。今年4月，備受矚目的曹妃甸海水淡化進(jìn)京項(xiàng)目有了積極進(jìn)展。據(jù)國(guó)內(nèi)媒體報(bào)道，該項(xiàng)目有望在今年底開(kāi)工。曹妃甸海水淡化項(xiàng)目總投資170億元人民幣，其中制水工程一期投資70億元，形成每天100萬(wàn)噸的淡化能力；曹妃甸至北京鋪設(shè)270公里長(zhǎng)的輸水管道，投資100億元。淡水輸送進(jìn)京后可滿足北京三分之一的用水需求。值得一提的是，首鋼京唐公司依靠工業(yè)基地的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，將制水成本降至北京現(xiàn)行水價(jià)以下。在逐步自給自足后，將通過(guò)進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)施建設(shè)，實(shí)現(xiàn)向北京和周邊地區(qū)供水；北控水務(wù)集團(tuán)的海水淡化廠目前已實(shí)現(xiàn)對(duì)外供水，未來(lái)還將建成日產(chǎn)100萬(wàn)噸的海水淡化基地，把達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的"海淡"運(yùn)到京城。更令人矚目的是，為了避免項(xiàng)目對(duì)渤海海洋環(huán)境造成不良影響，曹妃甸在海水淡化過(guò)程中整合區(qū)域資源，由唐山三友化工公司和南堡鹽場(chǎng)全部接收該項(xiàng)目排放的濃海水，用于鹽的生產(chǎn)。技術(shù)的成熟，成本的降低，意味著淡化海水不僅可以解決生產(chǎn)用水之困，還有更大的前景。據(jù)悉，根據(jù)京唐公司的海水綜合利用總體規(guī)劃，未來(lái)，項(xiàng)目建設(shè)二期后，將達(dá)到日產(chǎn)淡水20萬(wàn)立方米，實(shí)現(xiàn)外購(gòu)新水為零；通過(guò)三期、四期建設(shè)，將達(dá)到日產(chǎn)280萬(wàn)立方米，向北京及周邊城市供水。| 迪拜來(lái)川進(jìn)行水電設(shè)備采購(gòu) 促進(jìn)環(huán)保發(fā)展新機(jī)遇 |
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一半海水一半沙漠的奢華之稱 近日，由阿聯(lián)酋迪拜水電部主辦，中東國(guó)際展覽集團(tuán)與成都國(guó)際商會(huì)共同承辦的“中東市場(chǎng)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)——暨迪拜水電部政府采購(gòu)項(xiàng)目推介會(huì)”在成都舉行。 迪拜水電部項(xiàng)目采購(gòu)部負(fù)責(zé)人Mr.Dawood Jawahar在會(huì)上介紹了此次采購(gòu)項(xiàng)目的相關(guān)內(nèi)容，中國(guó)貿(mào)促會(huì)、四川博覽事務(wù)局、成都市經(jīng)信委等相關(guān)單位嘉賓出席了此次會(huì)議，來(lái)自云貴川的30多家環(huán)保、新能源、電力、水處理、工程機(jī)械行業(yè)的企業(yè)代表參加了此次會(huì)議。 據(jù)了解，迪拜水電部地屬于迪拜政府，負(fù)責(zé)迪拜的電力能源和水供應(yīng)管理，每年將定期對(duì)本地區(qū)使用的電力、海水淡化、水處理、環(huán)保等相關(guān)材料、設(shè)備和工程項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)一招標(biāo)采購(gòu)。
海水淡化廠 據(jù)悉，2014年，迪拜水電部用于項(xiàng)目及采購(gòu)方面的資金為19.2億美元，此次來(lái)蓉，是就相關(guān)采購(gòu)項(xiàng)目與本地企業(yè)進(jìn)行推介和對(duì)接。在推介會(huì)上，迪拜MIE集團(tuán)總裁王海林為企業(yè)代表們介紹了中國(guó)企業(yè)在阿聯(lián)酋的發(fā)展現(xiàn)狀，迪拜水電部項(xiàng)目采購(gòu)部負(fù)責(zé)人Mr.Dawood Jawahar以“如何參與迪拜水電部項(xiàng)目”為主題進(jìn)行了發(fā)言，詳細(xì)說(shuō)明了迪拜水電部所負(fù)責(zé)的采購(gòu)項(xiàng)目的具體情況及2020年迪拜世博會(huì)將帶來(lái)的新機(jī)遇。部分企業(yè)與迪拜方代表就自己關(guān)心的問(wèn)題進(jìn)行了專題交流。  海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水。是實(shí)現(xiàn)水資源利用的開(kāi)源增量技術(shù)，可以增加淡水總量，且不受時(shí)空和氣候影響，水質(zhì)好、價(jià)格漸趨合理，可以保障沿海居民飲用水和工業(yè)鍋爐補(bǔ)水等穩(wěn)定供水。 從海水中取得淡水的過(guò)程謂海水淡化。 現(xiàn)在所用的海水淡化方法有海水凍結(jié)法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法，目前應(yīng)用反滲透膜的反滲透法以其設(shè)備簡(jiǎn)單、易于維護(hù)和設(shè)備模塊化的優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，逐步取代蒸餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。
1、簡(jiǎn)介
海水淡化設(shè)備，海水由于其含鹽量非常高，而不能被直接使用，主要采用兩種方法淡化海水，即蒸餾法和反滲透法。蒸餾法主要被用于特大型海水淡化處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法適用面非常的廣，且脫鹽率很高，因此被廣泛使用。反滲透膜法首先是將海水提取上來(lái)，進(jìn)行初步處理，降低海水濁度，防止細(xì)菌、藻類等微生物的生長(zhǎng)，然后用特種高壓泵增壓，使海水進(jìn)入反滲透膜，由于海水含鹽量高，因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率，耐腐蝕、耐高壓、抗污染等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反滲透膜處理后的海水，其含鹽量大大降低，TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化后的水質(zhì)甚至優(yōu)于自來(lái)水，這樣就可供工業(yè)、商業(yè)、居民及船舶、艦艇使用。
2、預(yù)處理
無(wú)論是海水淡化，還是苦咸水脫鹽，給水預(yù)處理是保證反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在制定海水預(yù)處理方案時(shí)應(yīng)充分考慮到：海水中存在大量微生物、細(xì)菌和藻類。海水中細(xì)菌、藻類的繁殖和微生物的生長(zhǎng)不僅會(huì)給取水設(shè)施帶來(lái)許多麻煩，而且會(huì)直接影響海水淡化設(shè)備及工藝管道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。周期性漲潮、退潮，海水中夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成海水預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。海水具有較大腐蝕性，對(duì)系統(tǒng)中所采用的設(shè)備、閥門、管道件的材質(zhì)要作一定篩選，耐腐性能要好。
3、殺菌滅藻
國(guó)外海水淡化工程多采用投加液氯、NaClO和CuSO4等化學(xué)試劑來(lái)殺菌滅藻。考慮到交通等多方面的因素，投加化學(xué)試劑殺菌滅藻有一定難度，在本工程設(shè)備研制過(guò)程中專門采用海水次氯酸鈉發(fā)生器。海水取水泵后分出一小股帶壓海水，進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器，在直流電場(chǎng)作用下產(chǎn)生NaClO，靠位差直接注入海灘沉井，以殺滅海水中的細(xì)菌、藻類和微生物。
由于海水硬度高 海水直接電解產(chǎn)生N aC lO必須克服發(fā)生電極結(jié)垢問(wèn)題。在研制過(guò)程中 ，借鑒了電滲析頻繁倒極 （EDR ）技術(shù)，即每隔 5～ 10m in倒換一次電極極性，有效地解決了次氯酸鈉發(fā)生器結(jié)垢沉淀問(wèn)題。
4、混凝過(guò)濾
混凝過(guò)濾旨在去除海水中膠體、懸浮雜質(zhì)，降低濁度。在反滲透膜分離工程中通常用污染指數(shù) （FI）來(lái)計(jì)量，要求進(jìn)入反滲透設(shè)備的給水的FI值<4。由于海水比重較大，pH值較高，且水溫季節(jié)性變化大，系統(tǒng)選用FeCl3作為混凝劑，其具有不受溫度影響，礬花大而結(jié)實(shí)，沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。
本工程項(xiàng)目采用表面接觸混凝過(guò)濾技術(shù)，由雙層濾料過(guò)濾和活性炭過(guò)濾組成，分別設(shè)置了2臺(tái)雙層機(jī)械過(guò)濾器和2臺(tái)活性炭過(guò)濾器，濾器直徑為（）m濾速在 7～8m /s之間。濾器采用鋼襯膠，外涂船用漆，內(nèi)設(shè)ABS水帽布水和316L不銹鋼管排布?xì)�。為了降低海水預(yù)處理系統(tǒng)和瞬間負(fù)荷，提高水回收率設(shè)置了反滲透濃縮水作為過(guò)濾器反沖洗水的氣液反洗系統(tǒng)。
5、反滲透
海水含鹽量高、硬度高，對(duì)設(shè)備腐蝕性大，而且水溫季節(jié)性變化較大 使得反滲透海水淡化系統(tǒng)比常規(guī)的苦咸水脫鹽系統(tǒng)要復(fù)雜得多，工程投資和能耗也高得多。因此 通過(guò)精心的工藝設(shè)計(jì)，合理的設(shè)備配置來(lái)降低工程投資和能耗，從而降低單位制水成本，并確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行就顯得格外重要。
6、調(diào)節(jié)處理
為防止海水淡化過(guò)程中因海水濃縮而產(chǎn)生難溶無(wú)機(jī)鹽類，如CaCO3、CaSO4，在反滲透膜表面和系統(tǒng)管道件上結(jié)垢沉淀，海水在進(jìn)入反滲透脫鹽系統(tǒng)前要添加防垢劑。
投加H2SO4調(diào)節(jié)海水pH值分解海水中的HCO-3，以防止CaCO3沉淀，是海水淡化中最常用和最經(jīng)濟(jì)的方法。投加 （NaPO3）6（SHMP）是防止CaSO4沉淀的有效方法，但（NaPO3）6在阻垢的同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品磷酸鹽會(huì)助長(zhǎng)微生物、細(xì)菌和藻類的生長(zhǎng)，使用有一定的局限性。而從西方國(guó)家進(jìn)口的專用高分子聚合物阻垢劑價(jià)格較高，會(huì)直接影響海水淡化工程的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。本工程最終選用H2SO4作為阻垢劑，控制反滲透系統(tǒng)給水的pH值在 6.8～7.0之間，同時(shí)控制海水淡化系統(tǒng)水回收率，以防止CaSO4沉淀析出。
考慮到在反滲透海水淡化系統(tǒng)中采用以芳香聚酰胺為膜材料的復(fù)合膜元件 其耐氧化性差要求進(jìn)水中余氯含量在0.1m g/L以下還原劑脫，因此海水在進(jìn)入膜系統(tǒng)前投加NaHSO3，控制海水進(jìn)反滲透裝置前的氧化還原電位（ORP），使進(jìn)反滲透裝置前的海水氧化還原電位（ORP）在280～320mV.NaHSO3投加量是海水中余氯量的3倍。
7、去除異味
環(huán)島海域的海水受周邊環(huán)境影響較大，海水化學(xué)耗氧量（COD）在 1.7～2.5m g/L，尤其在夏、秋季節(jié)有時(shí)海水有較大的異臭異味。因此除添加NaClO進(jìn)行氧化外，增設(shè)活性炭過(guò)濾器，選用具有較高機(jī)械強(qiáng)度的果型顆粒活性炭能有效地吸附有機(jī)物和異臭異味，提高反滲透產(chǎn)水水質(zhì)，同時(shí)能減輕對(duì)反滲透膜面污染，延長(zhǎng)膜使用壽命。
8、系統(tǒng)控制
整個(gè)反滲透海水淡化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的計(jì)算機(jī)程序控制，由工控機(jī)操作站可編程控制器PLC組成一個(gè)分散采樣控制，集中監(jiān)視操作的控制系統(tǒng)。按工藝參數(shù)設(shè)置高低壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，自動(dòng)切換裝置，電導(dǎo)、流量和壓力出現(xiàn)異常時(shí)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換、自動(dòng)聯(lián)鎖報(bào)警、停機(jī)，以保護(hù)高壓泵和反滲透膜元件。變頻控制高壓泵的起動(dòng)和關(guān)停，實(shí)現(xiàn)高壓泵的軟操作，節(jié)省能耗，防止由于水錘或反壓造成高壓泵和膜元件損壞。程序設(shè)計(jì)在反滲透裝置開(kāi)機(jī)和停機(jī)前后，能實(shí)現(xiàn)低壓自動(dòng)沖洗，特別在停運(yùn)時(shí)，濃縮海水的亞穩(wěn)定狀態(tài)會(huì)轉(zhuǎn)化出現(xiàn)沉淀，污染膜面，低壓淡化水自動(dòng)沖洗能置換出濃縮海水，保護(hù)膜面不受污染，延長(zhǎng)膜的使用壽命。對(duì)系統(tǒng)的溫度、流量、水質(zhì)、產(chǎn)量等相關(guān)參數(shù)能實(shí)現(xiàn)顯示、儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)、制表和打印。監(jiān)視操作中的動(dòng)態(tài)工藝流程畫面清晰直觀，系統(tǒng)控制簡(jiǎn)化人工操作，確保系統(tǒng)能自動(dòng)、安全、可靠地運(yùn)行。
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