关于海水淡化水进入市政管网存在的问题及解决方法

摘 要：近几年来海水淡化发展较快，逐渐从工业用水扩大到市政供水。这意味着海水淡化水进入市政管网将会受到越来越多的重视。从饮水安全和管网保护等方面说明海水淡化水与传统水资源的差异，在此基础上初步提出海水淡化水的后处理应考虑的问题很解决的方法。

关键词：海水淡化水 市政管网 再矿化

1.海水淡化进入市政管网的现状及必要性

在地球所含有的水资源中，淡水所占的比重非常小，绝大部分都是海水。海水占到了总量的97.47%，淡水仅占2.53%。然而在这部分淡水中，又有69.5%的淡水资源是难以利用的冰川水。只有剩余的30.5%的淡水在永久冻土层和地下含水层，这都是不可再生的资源。河流、土壤和湖泊所容纳的水资源只有0.3%。所以，淡水资源十分紧缺。随着人口的快速增长，社会经济快速发展，淡水资源的污染问题也是日趋严重。

近年来，水资源短缺的危机已成为继全球气候变暖之后的第二大世界性的环境问题。世界上很多地区都出现了严重缺水的情况，这一的现象使得海水淡化技术渐渐出现并逐渐发展。

海水淡化在我国已有几十年的发展历史，最早用于向海岛供水，近几年由于淡水资源短缺，海水淡化得到快速发展，海水淡化水正在工业上加快推广应用。随着缺水的形势日益严峻， 国家发展改革委、国家海洋局和财政部联合发布的《海水利用专项规划》提出，到2010年，我国海水淡化能力达到日产80万～100 万立方米，每年海水直接利用能力达到 550 亿立方米，海水利用对解决沿海地区缺水问题的贡献率达到 16%—24%。加快海水利用是解决沿海地区淡水资源不足、促进经济社会可持续发展的重要措施。“十五”期间，我国海水利用产业化发展取得了重大进展，规模不断扩大，成本大幅度降低。

2.海水淡化进入市政管网存在的问题

进管网前需要解决的问题是海水淡化水对市政供水管网的影响， 只有针对这个问题对海水淡化水进行适当的后处理 ， 才能保证与管网良好地兼容。这方面的工作也被越来越多的人关注。本文将从以下几方面讨论海水淡化进入市政管网存在的问题。

2.1海水淡化水对管网影响

与传统水资源不同的是，海水淡化水作为高纯度、高品质的非常规水源，具有硬度较低、碱度低、水质偏酸性，缓冲能力低的特点，在进入市政管网后可能会改变管网中的平衡，会加速管道内水垢的溶解，造成“红水”和“黄水”现象。

不同管材、不同使用年限的管网中，淡化水在其中运行条件不同，会导致腐蚀程度有所差异，尤其是铁制管材。管网内水的流速会影响溶解氧的扩散速度以及扩散层的厚度，间接影响了铁质管网内壁的腐蚀速度与程度。除此之外，随着淡化水在管道中滞留时间的延长，管材的腐蚀程度加剧，水质逐渐变差。

2.2海水淡化水饮用安全问题

水质指标是判定饮用水安全性的重要指标，从海水淡化水在工业上的应用可以看出，海水淡化水的品质极高，但由于它对水中杂质和绝大多数离子的脱除率较高，使其脱除了许多对人体健康有益的成分（如硬度和氟化物等）。另外，由于反渗透膜对硼的脱除率相对较低， 淡化水中硼的含量相对偏高。因此，与海水淡化水饮用安全紧密联系的淡化水水质指标主要有硬度、氟化物和硼等。

（1）硬度

采用不同方法生产的淡化水含盐量也不同：蒸馏法的含盐量很低，一般为 1 ～ 20 mg/L；膜法由于受进水的含盐量以及渗透膜脱盐率的影响 ， 一般为 10 ～500 mg/L。尽管膜法淡化水的含盐量不是很低，但由于膜对二价离子脱除率很高，所以海水淡化水中的钙、镁离子含量很低，而使用蒸馏法得到的海水淡化水中各种离子含量都非常低。WHO研究认为，饮用硬水有可能会降低患某种心血管病的概率，但是，饮用硬度过高的水也会增加患胆囊炎、结石和关节等疾病的几率。

（2）氟化物

WHO研究表明，氟含量过低会增加患龋齿病的几率，但海水中氟化物含量偏低 ， 一般约为1.3mg/L，经淡化后含量更低，蒸馏法产水中几乎不含氟，不利于人体健康。

（3）硼

海水中硼含量较高，标准海水中硼含量约为4.6mg/L，最高可达6mg/L。蒸馏淡化水的硼含量很低（<0.02 mg/L）。但是膜对硼的脱除率较低，所以一级海水反渗透产水的硼含量较高，约为 1.0 mg/L。中国以及WHO对饮用水中硼的限值规定为 0.5 mg/L。硼在低剂量 （1 mg/L）时对人体健康没有不良影响。含硼较高的水不利于部分农作物的灌溉，所以硼的含量更多是农业方面的影响因素。

3.针对问题提出的解决方法

3.1保护市政供水管网

淡化水的硬度、碱度、pH都较低，缓冲能力较差，会溶解管道内壁的保护性垢层。我国给水管网多为铸铁管和钢管，进入管网前需对淡化水进行水质稳定处理，以控制水的腐蚀性，使之与管网兼容。不过，腐蚀性并非淡化水所独有，由于给水腐蚀管网而导致供水水质污染，色度、铁含量增加的现象在自来水中也较常见。稳定淡化水水质可以通过调节 pH和提高碱度、硬度达到所需要求，这个过程为再矿化。再矿化可以增加水的缓冲能力，改善碳酸盐平衡，增大保护性碳酸钙垢层在管道内壁沉积和压缩的倾向，有效减小水的腐蚀性，减小金属离子的释放，达到稳定水质的目的。再矿化的方法有四种：与其他源水互掺、投加NaOH等化学药剂、石灰法、石灰石溶解法。也可以通过投加缓蚀剂，降低淡化水的腐蚀性。

除此之外，要根据实际需求来确定最合理的流速及停留时间，让处理后的淡化水水质更稳定。

3.2改善水中含盐量

由于淡化水的硬度较低，不利于人体的身体健康，所以要适当增加水的硬度。最简单的方法是与当地硬度偏高的水混合，在增加淡化水硬度的同時适当降低当地水的硬度；针对海水中氟化物含量偏低的现象，因此在海水淡化水用于饮用时可适当增加氟含量，与当地自来水水平相平；海水中硼含量较高，而硼的含量是影响农业种植的一个重要因素，所以可以用絮凝、氧化物吸附、阴离子交换树脂、萃取等方法来降低硼的浓度。

参考文献：

[1] 田一梅，刘扬，赵鹏，等.海水淡化水在既有管网输配的铁释放控制研究[J].环境科学，2012，33（4）：1216-1220.

作者简介：赵晗彬（1997.11.07—），女，汉族，籍贯：浙江诸暨，学历：本科在读，研究方向：海水淡化水。