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节能降耗突破海淡发展瓶颈寻找“新水源”
2011年12期 发行日期:2011-03-29
    2011 年 3 月 22 日,第 18 个世界水日。这一次,世界主题为“城市用水:响应城市挑战”。
    对于正在大兴城镇化建设的中国而言,这个主题尤为意义深远。到2025 年,中国准备建设221个百万人口级
的城市和15个千万级的特大型城市。如何在高人口密度的城市中建立起完善的基础设施,实现数以亿计的城市人口
安全用水、节约用水、有效用水,将在某种程度上影响一个城市,乃至一个国家的发展与命运。
    陶氏水处理及过程解决方案事业部在密切关注目前严峻的“水危机”的同时,也给出了探索中的解决方案。


世界水日特别专栏(一):
节能降耗突破海淡发展瓶颈寻找“新水源”

惊心动魄的数字:匮乏的水源
    到 2015 年,全球将生活在水资源稀缺地区的人口比例。
    尽管地球 71% 的面积被水覆盖,但只有 2.5% 为淡水,而全球淡水只有 1% 可用作饮用水,其他淡水以冰、终
年积雪或地下水的形式存在。因为淡水资源极其短缺,全球六分之一的人口都不能获得安全饮用水。
    中国目前无水可用的人数。
    中国已被联合国列为水资源最为匮乏的13个国家之一。虽然水资源总量占全世界的 6%,但由于人口庞大,人
均只有世界平均水平的 25%。在中国的 661 个城市中,有 33% 存在水资源匮乏问题,有17% 存在严重的水资源匮
乏。
    占全国人口40%的华北和东北地区水资源在全国的比重。
    因河流数量和降水量差别巨大,中国的水资源在全国分布不均。华北的淡水资源仅为华南的 25%,而华北是重
工业区所在地,需水量较华南更大。
    2030年中国预计的的需水总量。
    其中农业占50%,工业占32%,其余为居民用水需求。而目前的供应量仅有 6180亿m3左右。
    世界银行所估算的水污染和短缺每年给中国造成的损失,差不多为GDP的1.1%。
    由于缺水,每年中国15%的耕地面临旱情,工业企业的临时性和永久性关闭也成为常事。因水资源短缺和包括
酸雨在内的污染造成的农作物和渔业损失为60亿美元。
中国行动关键词:“海水淡化”
    面对如此紧迫的现状,中国政府也采取了果断的行动——在中国 4 万亿的经济刺激计划中, 40% 的资金将用
于环境和节能项目。而且,在今后20年内,中国政府还将在城市用水基础设施领域投资 1 万亿元。
    而“水危机”最严重的华北和东北地区,降水少、河流干涸,因此寻找水源成为最大的挑战。“海水淡化”成为
中国政府解决这些地区水问题的首要关键词。
    中国政府希望中期实现海水淡化日均80万~ 100万m3的处理能力,供市政和工业使用。另外,还准备实现年
55km3的海水利用量(此处不必淡化,因为海水可用作冷却水)。到2020年,中国计划将海水淡化处理能力提升至
日均250万~300万m3,把海水利用量增加到年100km3。为此,政府将免征海水淡化项目的收入所得税。
    但目前海水淡化项目在中国还依旧处于起步阶段。中国第一家海水淡化厂建立于1982年,位于西沙群岛的木岛
上,日处理能力为200m3。而中国现有的海水淡化厂主要提供工业用水。只有少数几家小型淡化厂为小县城提供市
政用水。
    尽管政府给出了政策方面的优惠措施,但多年来海水淡化项目推广面临最大的问题在于成本,而能耗是直接决
定其成本高低的关键。
技术突破:陶氏低耗能膜技术
    鉴于能耗对反渗透海水淡化成本的重大影响(通常占整个制水成本的20%~30%),膜技术的新发展将重点集中
在降低能耗上。
    为此,陶氏将目光首先投向开发产水量大能耗少的膜元件,以实现规模效应降低成本的举措上。
    陶氏的FILMTECTM反渗透膜,水处理量在原先的基础上增加了整整3倍,且能源需求也较以往有所下降,降低
了多达20%的海水淡化生产成本。
    其优质的膜产品在世界最大海水淡化工厂——以色列Ashkelon 反渗透海水淡化厂的应用也充分验证了这一解
决方案的有效性。
    Ashkelon海水淡化厂位于以色列南部地区,使用地中海作为水源,每年为南部城市提供1×108m3的饮用水,
相当于以色列生活用水总量的15%。先进的反渗透技术以及规模化效益使得该厂的产水成本降低到60~70美分/m3,
而常规的海水淡化厂为80~90美分/m3。
    另外,其他降低海水淡化成本的解决方案还包括在淡化厂中安装能源回收设备、以及采用较低位热源或余热来
取代部分电力的创新型脱盐技术等。
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