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中国及世界海水淡化的发展和现状概述
种种现实已经深刻地表明：水是可以耗尽的，水资源是取之不尽、用之不竭的观点应当改变。保护水资源，并加强水资源的开发，是增创新优势、并实施可持续发展决策的一项具有重大战略意义的举措，而海水淡化是缓解当今水危机，并沿海地区和岛屿水资源开发的必然趋势和最终归宿。 一、淡水资源严重短缺
随着现代化建设的高速发展，人口的急剧膨胀，以及人们物质文化生活水平的极大提高，水的用量与日俱增，但是供水量却有减无增，而且水体污染日趋严重。因此，全球范围及至全国性的供水矛盾日益突出。人类正面临着来自水资源和水质性两大危机越来越严峻的挑战。所以，合理地开发利用和有效地保护水资源已成为全世界共同关注的热点，防止水危机的呼声浪高一浪，正席卷全球。 1.缺水与日俱增 <1）世界范围
从1990年到1995年，水的消耗量增长了6倍，比人口增长速度还快2倍，约有80个国家和地区严重缺水，占地球陆地面积的60%，有15亿人口缺少饮用水，20亿人得不到安全的用水。其中29个国家的4.5亿多人口完全生活在缺水状态中。 因为饮用不符合卫生要求的水源而导致的疾病有50多种，平均每天发生与水相关的疾病65万例，夺去2.5万人的生命。 到2000年，全世界人均占水量减少24%。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口<23亿）缺水。按每年取水量4—5%递增为计，到2100年地球上所有河水将被耗尽，到2230年，人类将耗尽地质圈内所有储备的淡水资源。 <2）全国范围
河川地面迳流量平均每年为2.81万亿立方M，居世界第六位。但按人口平均，每人每年仅2400立方M，仅为世界人口平均占有量的四分之一。中国人口占世界22%，而淡水占有量仅为8%，世界排序名列第109位，是世界12个严重贫水国之一。 径流的地区和时空分布很不均衡，包括北京、上海、广州、沈阳、长春、大连等我国40多个城市也被列入世界性严重缺水的黑名单上。据资料表明，因为水资源短缺、生态退化、水污染加剧等原因。 全国近600多座城市中，有400多座城市缺水，严重缺水的城市就有110多个。
我国城市2000年缺水达600多亿立方M，每年因缺水而损失，仅工业产值就达2400亿元。据预测，我国30年后将出现用水高峰，2030年人口总量将达16亿，城市化水平将达到40%，届时用水总量将达7000—8000亿立方M。 广东目前年缺水约42.45亿立方M，近年取水量将达50亿万吨。 2.污染日趋严重 <1）世界范围
全世界每年排放的污水现达4000多亿吨，从而造成5万多亿吨水体被污染，致使地球每年有700多万人因不洁净饮水引起疾病而死亡。估计到2005年前，因水的原因而成为“环境难民”者将多达1亿人。 到2005年全世界污水总排放量将达6900亿立方M，仅仅为了稀释这些污染物，就要耗尽全球河流水量。 <2）中国范围
我国沿海地区企业每年排入近岸海域工业废水39.8亿吨，年工业废水和生活污水排放量已达到620亿吨之多，相当于每人平均排放量近49吨。 致使全国138个城市河段中的133个河段已受到不同程度的污染，78%的河段不适宜作饮
用水源，50%城市地下水也蒙遭危厄。 全国现有的七大水系重点河段中仅有三成符合地面水环境质量标准的第一、二类标准，在我国11.4万公里江河的评价中，水质为Ⅳ类及劣Ⅳ类占41%。 全国现有大约7亿人口饮用大肠菌群超标的水，1.7亿人饮用受有机污染的水。 <3）广东地区
2000年全省排废污量超过106亿吨<工业废水占66%，生活污水占34%）为全国之首，占全国废水排放年总量的七分之一，其中广州约25亿吨，深圳、东莞大约为10亿吨。 全省城市生活污水2001年处理率仅为17.2%，大部分未经处理直接排放，使城市河段水体的80%受到严重污染，水质达标率不足一半，由此导致全省直接经济损失年均达262亿元。 <4）广州地区
生活污水排放量即以每年10%的速度在递增，平均每天向珠江排放的污水足有300多万吨，使目前珠江河段污染率高达60%，其中亚硝酸盐和氯氮含量均超过标准值。 3.供需矛盾日益突出
江河淤塞、围湖造田，惊人浪费加剧了水的供需矛盾。 黄河，因河床淤塞产生断流，仅1997年已达7次之多。
湖泊星罗棋布，总面积达8360多万亩，无计划的围湖造田已使水面减少2500多万亩，占总面积近1/3。
用水的无度更是习以为常、如广州市人均日用水量高达350多升，高峰期甚至高达500升；广东省水源的重复利用率仅为20—40%，远低于世界水平。 总之，世界范围缺水，中国缺水，广东也缺水；不但资源性缺水，而且同时存在水质性缺水。如此严峻的水形势已明显地成为影响和制约全球、全国、全省现代化建设的瓶颈，正像一把钳子似的正在逼近我们城市的咽喉。 二、海水淡化当今之势 <一）海水淡化意义重大
地球确是水的故乡，尤其是海洋，更是人类世界最大的水库。它覆盖地球表面积的71%，水的储量约有13.7亿立方公里，占地球总水量的95%，占地表水总量的98%。但是，可供人类直接享用的淡水总量仅有3000立方公里，占陆地水量的0.64%，不足地球总储水量的十万分之三。 海洋中却蕴藏着丰富的淡水，其总量约占海水的97%，相当于13.3亿立方公里之多，是一个最大而又稳定可靠的淡水储库。因此，发展海水淡化技术，向海洋索取淡水已成为现代社会的当务之急。大力发展海水淡化技术产业，对缓解当代水资源短缺、供需矛盾日趋突出和环境污染日益严重等系列重大问题具有深远的战略意义。 <二）海水淡化现状
人类早在二千多年前就开始思考海水淡化的问题，科学技术的进步才使人们昔日的梦想终于变成了现实。 1.发展简况
上世纪40年代开始开发了以蒸馏法为主的海水淡化技术，到70年代前后初步形成了工业化生产体系；1952年首先开发了电渗析盐水淡化技术；继而在60年代初又开发了反渗透淡化技术。 1997年全世界100吨/天以上的脱盐装置总容量为1623.6万吨/天。其地理分布为：中东地区占54.9%，美国占14.6%，欧洲9%，亚洲7.9%；就原水性质分：属海水的占63.6%、地下苦咸水占24%、其它原水占12.4%；就淡化产水用途分：生活饮用水占61.8%、城市工业用水占24.9%、发电厂用水占5.5%；就淡化工艺区分：蒸馏法占59.7%、反渗透法占
32.9%、电渗析法占5.5%；对完全以海水为水源的淡化，蒸馏法占88.4%、反渗透法占10.9%。 2.基本现状
2000年，全世界共有100吨级以上海水淡化厂已发展至1.1万家，以年增长率15%—25%攀升，淡化产水量达2437万吨/天。成效额已达数百亿美元。淡水产量最高是沙特阿拉伯，占世界总产量的四分之一；美国产量位居第二位，占世界总产量的15.2%。 目前世界上最大的蒸馏法海水淡化厂建于沙特阿拉伯，日产淡水46万吨，是多级闪蒸造水与电厂热发电双重目的的结合，另一套同类型、同效用的装置建在阿联酋，产水量32.4万吨/日，单机产水量4500—5700吨/日，淡化设备的投资为5.44亿美元。 目前世界最大的反渗透海水淡化厂建在沙特的首都利雅德，日产淡水30万吨，装置中设有能量回收的配套设施，能耗约为3kwh/m3淡水左右。 3.发展趋势
近年来世界上海水淡化正向高效化、低能化和规模化的目标发展，反渗透 起步于1958年。40年来发展很快，取得了长足进步和显著的成绩，已逐步形成了一门综合性的技术学科和水处理技术产业。包括蒸馏法、电渗析法、反渗透法、太阳能法等淡化技术在不同程度上得到较广泛的开发和应用，初具规模，并已取得良好的社会环境和经济效益。 海水淡化项目不但在国内取得稳定发展，而且还有技术输出，如多套装置已出口印尼、中东、基里巴斯和马尔代夫等国家地区。最近，在巴基斯坦瓜德尔港口的海水淡化配套项目招标中，天津海水淡化与综合利用研究所在与世界其他4家公司的竞标中一举命中，已向该地出口我国自行制造的日产500吨反渗透海水淡化装置，经实验表明能量回收装置效率达到92%—95%，吨水耗电在3千瓦小时左右，造水成本约为每立方M3.8元—4.2元，达到国际同类设备先进水平。 全国拥有一支为数3000人以上的专业技术队伍，从事科研与开发的单位100多个，设备生产厂60多家。其中膜法技术所占比重为最大，约占90%以上。如国家海洋局杭州海水淡化与水处理技术开发中心和国家海洋局海水淡化综合利用研究所已成为我国南北方两大中心和基地。 目前我国膜行业已开创成为一个新兴的高技术产业群体。现有杭州<火炬）西斗门膜工业有限公司等企业约300余家，从业人员近万人。年产值<含膜、膜组件和配套装置）在1千 万元以上的大、中型企业约占15%，其中6000元产值以上的大型企业约3—4个；小型企业约占85%，年产值一般在500万元左右。 <二）技术现状 1.蒸馏法 海水淡化实验研究从1964年开始，百吨级多效多级和多级闪蒸两套海水淡化装置早在1971年和1981年分别通过鉴定，日产5—50吨级不同规格的多级闪蒸及压汽式陆用和船用蒸馏淡化装置已在工厂系列化生产，并有300多台套在船上应用，陆用日产30吨级常压压汽式海水淡化装置已在大连长海县投入使用。 经过多年研究和实验，目前基础和配套技术已有很大提高，材料、防腐、阻垢等关键技术已初步解决，在引进技术造水能耗方面大约为16kwh/m3淡化水左右。 在与热电厂结合双目的造水方面，天津大港电厂1988年已从国外引进了两台日产淡水均为3000多吨长管式多级闪蒸法的设备，是全国目前规模最大、生产量最高的蒸馏法海水淡化装置；1997年自行设计开发成功一套短管式多级闪蒸装置，规模为1200吨/日，运转正常；又于2001年和2002年分别建成一定规模的饮用纯净水生产线和可供千户居民家庭生活用水的海水淡化供水系统。 近期，由天津法化所和西安交大合作攻关研制成功，我国首台低温压缩蒸馏海水法化资金已在青岛投产使用，性能良好，日产法化为60吨。 2.太阳能法 淡化技术的开发研究从70年代中期开始，初期在甘肃省苦咸水地区实验，接着由中科院广州能源所在南海蜈岐州岛和西沙中建岛为解决当地军民用水问题而研制，并建立的两台顶棚式直接蒸发装置。 于80年代末又在浙江省嵊泗岛建成一台设备较完善、性能良好的装置。目前仍在对集热器和顶棚设计等关键性技术问题进行深入研究。 3.电渗析法 在我国起步最早，发展快，应用广，技术成熟，工艺研究达到世界先进水平。1967年已实现了苯乙烯—二乙烯苯型异相离子交换膜的连续化生产，70年代又相继进行了多种均相离子交换膜的研制和中试放大。至80年代，全国从事离子交换膜科研和生产的单位分别有16和12家之多，研制的膜品种43个，商品化生产的品种12个，最高年产销量达30万m3，仅次于全球产量之冠的日本。 从钛涂钌电极、大尺寸薄隔板到大型膜堆及本体的研制和生产，电渗析器件的研制也相当活跃，全国曾有从事电渗析工艺技术研究、设计的单位25家，器件生产厂28家，年产销量达1500台以上。 从水力学参数设计到频繁倒极工艺和EDI技术的开发都取得了显著的成绩。 电渗析技术国内的应用以工业上工艺用水为主，占80%以上，其次是废水处理和海水、苦咸水淡化供饮用； 早在1982年，日产200吨级海水淡化装置已在西沙群岛永兴岛启用，其规模为亚洲之最，从海水<含盐34000ppm）脱盐至饮用水要求<500ppm）电耗为16度/吨，淡水成本是船运淡水成本的四分之一； 广东番禺市沙仔岛于1984年春节建成了我国第一个海<咸）水民用电渗析淡化站，日产淡水300吨，平均电耗1.07度/吨，吨水成本1.02元/吨，坚持稳定运行14年之久，为我国沿海市县咸害区改水供水提供了成功的范例； 1985年和1987年又分别在番禺县新垦镇和长岛县大钦岛建造了，供岛上居民饮水的电渗析淡化设施两套：新垦装置规模和性能同沙仔岛装置相近，原水为半海水，最高含盐量为19700ppm，日产海水200吨，四级四段组装；大钦岛装置的原水为地下苦咸水，含盐量最