王世昌：海水淡化解決北京缺水問題將是個不錯的方法
2014-04-18 18:54:11
admin
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據北青網2012年1月16日訊 海水淡化技術的成熟，使匱乏的城市用水找到了一條新途徑。今年7月，青島市1/6的供水將由海水提供。海水如何變為淡水，安全性如何，北京是否也能借鑒此道？
目前，在全國600多座城市中，有近 400座城市缺水。找水，成了城市的一大要務。隨著科技的發展，占地球總水量94% 的海水資源，成了補充城市用水的一條不錯的途徑。尤其我國海岸線長達18000多公里，海水淡化條件十分優越。今年7月，青島市民就能喝上由海水淡化的自來水了。淡化海水每天供應10萬噸，幾乎占到市區每天總用水量的1/6。
淡化海水走進尋常百姓家，至此拉開了帷幕。
■海水“過篩”成淡水
據了解，淡化海水的方法很早就有，*古老的方法是蒸餾法，就是將海水加熱使之變成水蒸氣，水蒸氣遇冷后再變成淡水。發展至今，海水淡化的方法眾多，此次青島使用的就是極具科技含量的“雙膜法”。
據青島百發海水淡化有限公司西班牙籍總經理約爾迪介紹，雙膜法是將加壓后的海水通過半透膜進行分離，水分可以通過半透膜，而其他物質不能通過薄膜，從而獲得淡水。由于節能、規模可大可小等優點，膜法也是現在國內外采用的主流方法。
不管是南方清澈的海水，還是渤海灣比較渾濁的海水，這種方法都可以發揮它的功能。
“利用膜法進行海水淡化的過程，簡單來說就像過篩子一樣。”天津海水淡化與綜合利用研究所助理工程師劉國昌告訴記者，海水之所以呈現出一定的顏色并伴有苦澀的味道，是因為其中含有大量無機鹽、懸浮物和微生物，比如大顆粒泥沙、固體懸浮物、微生物、膠體、有機物、常量和微量元素離子等，其中鈉、鉀、鈣、鎂等無機鹽離子使海水帶上了苦澀的味道。
海水淡化系統的工作原理就像一把大篩子，將這些物質都過濾掉，只留下純凈的水。雖然原理與普通的篩子相同，但是篩孔的尺寸卻大相徑庭。在海水中，微生物已經是人眼不能識別的微小尺寸，而鈉、鎂、氯等離子的尺寸比微生物還要小得多，只是水分子的尺寸大小。
利用這種尺寸上的差異，這把孔洞足夠細密的篩子就能將各種雜質濾去，只留下純凈的水分子了。如果要想知道這把篩子的孔洞有多細密，可以做這樣一個對比，一根成人頭發的直徑大約為0.07毫米，一個篩子的孔洞直徑大約是0.5納米，把大約14萬根這種尺寸的絲線綁在一起，才相當于一根頭發的粗細。
利用這個原理，海水淡化系統，就可以開始工作了。
海水經過供水泵提取后，先經過預處理，經過精密過濾，可以基礎除去海水中的懸浮物、浮游生物、海藻、膠體等，使海水的清澈度達到一定標準。預處理后的海水，由高壓泵加壓后，進入反滲透膜系統，這步也就是剛剛所說的“過篩子”。經過過濾的水，自此兵分兩路，純凈的淡水由凈水管流出，廢海水由廢水管排放。
■過篩海水優于自來水
由于這些“篩子”的細孔極其細密，細菌病毒等雜質均不能透過，所以這些過濾好的水甚至比自來水廠出來的水還純凈。“*終的淡化海水水質完全符合中國《生活飲用水衛生標準》的指標要求。”天津大學海水淡化與膜技術研究中心主任王世昌教授告訴記者。
但是它們在喝到嘴里之前，還有一個和自來水“勾兌”的步驟。王世昌介紹，這樣做可以使一些人體需要的微量元素和礦物質進入淡化過的水。此外，也能調節淡化水的酸堿度。
淡化海水屬于軟水，水中礦物質含量少、堿度低，長期飲用容易造成礦物質等營養物質的缺乏，所以在進入市政供水管網前還需要進行處理。后續的處理主要包括投加二氧化碳、氫氧化鈣和次氯酸鈉等，通過調節pH值，提高水的硬度，和自來水再進行勾兌后，海水就可以通過管線輸送至居民家中了。這樣的水不但口感和平時的水沒有什么兩樣，和自來水相似的pH值也能保護輸水管線不會因為水質的變化而被侵蝕。
雖然海水淡化工程*后也有濃鹽水以及其他重金屬排放問題，但隨著技術的進步，這個問題也得到了解決。天津海水淡化與綜合利用研究所的一套技術能將這些濃鹽水等排放物“吃干榨凈”。劉國昌說，通過對“濃水”進行綜合利用，“濃水”不但可以制鹽，還能提取鉀、溴等稀缺元素，變廢為寶。
■海水進京，技術不是問題
既然青島市民已經喝上了黃海的海水，北京這個極度缺水的城市是否也可以效仿呢？
北京水資源的匱乏程度眾人皆知，北京目前人均占有用水量不足300立方米，不及國際公認缺水下限的三分之一，僅為中國平均水平的八分之一。南水北調，引黃入京等工程將異地的水源，翻山越嶺地搬運而來。如果能用上淡化的海水，這些大費周折搬運而來的異地水，也許就能少搬或者不搬。
北京本地水資源已經沒有多少開源的余地，只能在調水和海水淡化兩方面做出選擇，而當前調水工程長度超過1000公里，那么到輸水終端時，成本甚至相當于海水淡化的四倍。所以在他看來，問題的關鍵是觀念的轉變，完全依靠調水工程解決水資源問題不管從經濟角度、環保角度還是社會角度都會受到一定制約，而新技術的運用將成為一種必然。
而王世昌教授則認為，海水進京的技術已經沒有問題。關鍵是需要進行一場嚴謹的論證。有專家曾測算，北京每天需要調用的淡化水量在50萬到100萬噸。這些水量幾乎相當于北京市每天供水總量的一半。供應如此巨大的水量，要怎么建設輸水網線，要用多少能耗進行凈化和傳輸，海水淡化后的廢水如何處置等問題，都需要嚴密的論證，絕不能草率上馬，留下后患。等這些問題都弄清楚了，海水淡化對解決北京的缺水問題將是個不錯的方法。
不知這是否意味著，嘗一嘗海水滋味的機會距離我們越來越近了？