□郭媛媛
水是生命之源,是生产之要,更是生态之基。
作为江南水乡的浙江,是全国海岸线最长的省份,离水最近,却也面临“喊渴”的窘境,海水淡化成为破局的必由之路。
那么,缺水离我们有多近?浙江海水淡化技术是如何破水困之局的?其破解水危机的现实意义如何?公众关切的饮水健康问题,事实如何?近日,笔者走进位于浙江的中国中化杭州水处理技术研究开发中心有限公司(以下简称“杭州水处理”),为大家展示浙江海水淡化产业这一路走过的风景。
海洋大省浙江,为什么也会“喊渴”,这跟浙江本身所处的地理位置有一定的关系。
据了解,浙江地处中国东部沿海,白天陆地气温高于海面,陆上空气上升,海上空气下沉,形成海面吹向陆地的海风;夜晚陆地气温低于海面,形成吹向海面的陆风。浙江东部沿海地区受海陆风影响比内陆的中西部地区明显,气温就比内陆的中西部地区低,高温日数也明显少于中西部地区。另外,盛夏台风、东风波等对东部影响大,带来雨水多,而对西部内陆地区影响小,雨水少。因此,浙江中西部地区高温干旱频率明显高于东部地区。
历史上,浙江经历过几次断水之“痛”。从1951 年以来,干旱一年四季都有,连年旱灾的情况也不少见,旱情特别严重的有1961 年、1967 年、1990 年、1994 年、2003年、2013 年等。距离最近的是2020年10 月,浙江省平均降水量较常年同期偏少六成,部分江河湖库水位下降较快,宁波、台州、温州以及部分山区、海岛等地旱情持续发展,多地水库蓄水量较往年大幅缩减,居民区实施限时供水,各地应急保障、引水节水能力都经受着不同程度的考验。
以“山海水城”台州为例,2020年10 月至2021 年1 月底,该市平均雨量仅60.7 毫米,平均雨量较常年同期偏少76%,创1971 年以来历史同期累计雨量最少。台州各地均出现不同程度旱情,大部分地区达中到重旱,局部特旱。
面对淡水资源经常短缺的局面,海水淡化成为绕不开的话题。浙江东临东海,南接福建,海岸线总长6400 多公里,是全国海岛最多省份,具有海水资源丰富的天然优势,向大海要水“喝”算是“近水解近渴”的妙招,也是破解水困之局的唯一出路。
其实,浙江的海水淡化之路早在上世纪90 年代就已经迈开脚步了。
1997 年,杭州水处理负责建成中国第一座日产500 吨淡水的嵊山海水淡化工程,这项工程成为全国海水淡化示范工程。
据了解,嵊山岛陆地面积仅4.79平方公里,是舟山市旱情最严重的小岛之一,不仅降水量稀少,而且岛上人口稠密,加上水产品加工企业众多,全岛仅有大玉湾、后头湾、箱子岙5 个小水库,历来用水紧缺。1988 年12 月,“嵊山岛一万岛民盼水喝”的消息经媒体刊出后,立即引起社会各界的高度关注。上海市派出“供水5 号”轮给嵊山岛群众送来了“黄浦江水”。
1997 年10 月,作为浙江省重大科技示范项目,日产500 吨反渗透海水淡化工程在嵊山岛建成投产,项目总投资750 万元,苦涩的海水初滤、精滤、反渗透脱盐、后矿化等工序后变成饮用水,淡化水水质符合国家生活饮用水标准。
▲超滤装置
杭州水处理的相关专家告诉笔者,膜法反渗透海水淡化技术,其核心是一张“魔力无穷”的液体分离膜。当海水通过时,这张膜将“截住”并分流海水中盐类和杂质,而将水分子“放行”,以此获得大量的淡水。
毫无疑问,这项示范性工程在一定程度上为嵊山人民解决了用水之困,但由于岛上日用水量大大高于500 吨,碰到大旱之年,供水依然紧张。2003 年6 月,该岛持续干旱,几度从外地装水,不仅政府因船运水水价补贴而背上沉重负担,而且居民和企业因用水严重不足而怨声载道。嵊山镇政府继续加大海水淡化力度,向上级政府争取到了500万元资金,改装原有海水淡化设备,扩建成一套日产1000 吨级海水淡化设备,经过一年的建设,于2007 年初正式投入运营。
2018 年6 月29 日,嵊山二期日产2000 吨海水淡化项目试运行。设备一年比一年先进,水质也一年比一年好,原来饮用水浑浊度在0.5~0.7之间,现在保持在0.2~0.3 左右,国家标准的要求是1 度以内是合格的水。产水成本从最初的每吨12 元降到了现在每吨3.8 元。
海水变淡水,这变化是革命性的。近几年,浙江省委、省政府以解决沿海地区工业用水和海岛居民生活用水为切入点,把发展海水利用产业特别是海水淡化纳入沿海各市经济社会发展和建设节约型社会规划之中,让淡化后的海水渐渐流入了寻常百姓家。
2018 年12 月,舟山六横岛海水淡化项目亮相国家博物馆改革开放40 周年展览,该项目投资1.58 亿元,在2009 年11 月,一期日产2万吨海水淡化项目投产出水,缓解了岛上老百姓的生活用水和工业生产用水难题。之后的六年里,六横岛又先后建造了日产2 万吨和日产1.25 万吨的海水淡化项目,日产海水淡化水能力达到了5.25 万吨,不仅满足了六横岛上的供水需求,还能供给周边岛屿生活、生产用水。
近几年,通过国家科技项目的支持,杭州水处理联合六横海水淡化厂及国内10 多家大专院校、科研机构、装备制造企业共同实施海水淡化科研项目,并掌握了多项海水淡化核心工程技术及海水综合利用技术。海水淡化厂从初始的纯进口装备逐步向国产化装备推进。据了解,至三期工程,海水淡化装备国产化率已达90%以上,核心装备全部实现了国产化。目前,六横海水淡化供水的直接成本每吨为4 元,总成本约6.5 元,老百姓的生活用水价格每吨为2.5 元,生产用水每吨为5 元。据统计,六横海水淡化厂年供水量在680 万吨左右,最大日供水量达3 万吨。
除了舟山六横,玉环的海水淡化项目也是浙江淡化海水利用的一个成功典型。2019 年10 月,玉环市亚海水淡化(一期)抗旱应急工程成功通水,项目位于玉环漩门二期玉环湖周边范围内、分水山大桥一侧,占地约40 亩,总投资约为1.3亿元。作为国内首个亚海水淡化补充市政用水项目,该工程将亚海水资源持续开发利用,解决了当地供水危机,缓解了市民用水难题,也为其他省市围垦水库解决严重缺水问题提供了示范。
至于淡化后的海水好不好喝,尝过的人都能给出肯定的答复。玉环亚海水淡化(一期)抗旱应急工程平均每天有1.5 万立方米亚海水经淡化后输入供水管网,送至千家万户,而淡化后的生活用水均达到生活饮用水卫生标准,淡水中也被加入有益于人体健康的钙镁离子等矿物质,尝起来微有甜味,深得当地百姓的信赖。
这几年,浙江的海水淡化工程如雨后春笋般冒出来,作为目前国内数一数二的海水淡化龙头企业,杭州水处理先后在国内建立了百吨级、千吨级、万吨级、十万吨级海水淡化示范工程,海水淡化技术水平目前处于国内领先,技术成果已达到国际先进水平。
2017 年12 月底,杭州水处理牵头组织实施的“十二五”国家科技支撑计划“大型反渗透海水淡化关键技术及装备研究与示范”项目通过国家科技部验收。这是国家科技部“十二五”期间海水淡化领域最大的科技项目,在大型反渗透海水淡化工程取水与预处理技术、反渗透单机和关键装备、淡化水后矿化调质工艺、反渗透海水淡化工程运行管理等方面取得了创新性突破,形成了一批具有自主知识产权的技术和产品。
杭州水处理开发出的万吨级反渗透海水淡化单机集成技术,在舟山六横、河北曹妃甸、山东海阳、印尼、中东、南美等地建立总规模日产超70 万吨的海水淡化示范工程,并成功在国内首次实现了万吨级膜法海水淡化工程关键装备全国产化。反渗透膜元件、膜壳、高压泵、能量回收装置、海水预处理卧式滤器等关键设备全部在六横日产2 万吨示范工程中应用,达到了国际领先水平,项目成果获得了浙江省科技进步一等奖。
▲南美洲1万吨每日海水淡化项目
2021 年4 月,杭州水处理承建的浙石化海水淡化项目入选由全球水业知名机构——国际环保平台组织评选的2021 全球水奖中“年度全球海水淡化项目”最终候选名单。该项目是2021 全球水奖唯一一个中国工程项目。项目的成功入围意味着以杭州水处理为代表的中国最先进的海水淡化技术得到国际水务行业的认可,同时也标志着杭州水处理作为国内水处理领航企业登上国际舞台,与国际一流水务公司同台竞争,这也将推动国内海水淡化技术大步迈向国际化。
据介绍,浙江的海水淡化技术目前已在15 个“一带一路”国家和地区成功实施。
南美北部的世界主要产油国之一,可以用“富得流油”来形容,然而地理位置及气候决定该地区干旱少雨,周边没有湖泊及地下淡水,淡水资源匮乏,居民饮用水问题亟待解决。2018 年2 月,杭州水处理日产10560 吨海水淡化项目成功调试出水,直接接入市政自来水管网,切实解决当地居民生活用水质与量的问题,同时满足当地食品、饮料、制冰等行业专用水的要求,从根本上消除当地民众因水资源匮乏产生的影响。
菲律宾是个岛国,四面环水但缺淡水,工业生产用水就更紧张了。2020 年3 月,杭州水处理在菲律宾承建的日产15000 吨淡水的海水淡化系统顺利出水,保障了当地的淡水需求。2020 年6 月,杭州水处理首战远东市场,一举拿下两个项目,总供水量近20000 吨/日,采用全球最先进的双膜法海水淡化技术,以整体模块化设计理念,为该项目提供设计、采购、成套、供货、调试等服务,占领远东水处理市场先机,这不仅对杭州水处理具有里程碑式的意义,还将对中国水处理企业在海外工程的实施起到示范及指导作用。