“海水淡化”一直被本刊视为热点话题,连续两年《流程工业》第三期水处理专刊都以“海水淡化”为专题加以重点报道。在策划本期专刊期间,笔者也翻阅了大量资料、书籍。其中由中国电力出版社出版,国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭主编的《海水淡化工程设计》一书解决了笔者的众多困惑,近日,笔者也带着从书中获得的智慧和众多关心海水淡化产业人士所提出的问题来到了国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,与阮国岭总工程师进一步交流沟通“海水淡化”有关问题。
有人论证过,20世纪是石油危机,21世纪就是水危机,可见世界性缺水已经是不争的事实。据国际海水淡化协会IDA统计,目前全球日产淡化水6700万m3/d,有2亿多的人口受惠于海水淡化技术,无论是中东这样的产油国家,还是像西班牙、澳大利亚这样的经济发达国家,都把海水淡化这样一种水资源增量技术开发利用得很好。而目前中国的海水淡化产水能力在50余万m3/d,相对于海水淡化开发利用好的国家,中国的海水淡化产业还有很大的市场空间亟待开发。但在发展过程中,我们不置可否地要去面对并解决一些问题。
技术、经济、政府三方问题不能混为一谈
定价
目前城市自来水采用政府补贴性的指导价,而海水淡化是按照生产成本计算出的市场价,因此,自来水和淡化水有一个很大的差价。海水淡化供水价格约8元,而相对于城市自来水价格4元左右来说还是偏高。因此,下游市政水厂如果要购买淡化海水,这部分差价谁来出?是由市民承担还是政府补贴? 针对定价这一问题,阮国岭答道:“全球所有开展海水淡化的国家,如沙特、阿联酋、阿曼等国,无一例外,都需要本国政府补贴,以高价把海水淡化厂的水买来,再以低价卖给老百姓,让老百姓能够用得起。
以老百姓用‘电’打个比方,老百姓希望把电器一插上插座就能使,没人管这个电是太阳能发的、风能发的、烧煤发的、还是烧天然气发的,只要告诉他们多少钱一度电就行。有些发电方式就是贵,但为减少一些耗能耗资源污染大的发电方式,并还能满足总用电量,政府就需要去补贴那种发电方式稍贵但效果理想的发电方式。”
图1 《海水淡化工程设计》一书封面
管网输送
针对淡化海水经过管网输送这一问题,行业内人士也提出过相关疑惑:我国现有的城市管网普遍是水泥和铸铁。而淡化的海水普遍呈酸性,铁管长期被腐蚀后会出现红色的水,不仅颜色让老百姓难以接受,口感也不是很好。如果要全面改换地下供水管网成PVC管,那么巨大的管网费用又由谁来承担?如果要计算管网建设成本的话,那么,海水淡化水的成本价格比现在还要高出很多?阮国岭回答说:“海水淡化出水比较纯,如果再使用化学品又会把水搞得不纯了,就比较浪费,我们希望优先使海水淡化产水点与工业用水点实现对接,比如一座海水淡化厂,周边有几个比较大的用水大户,这样相对近距离的输送,就没有必要非得进入城市供水管网。如果想把淡化海水进入管网,也不一定非得大面积改造管网,可以对淡化的海水进行一定的后处理,如利用二氧化碳溶解石灰石工艺,管网的红水是可以消除掉的,百姓也可以安全放心地使用,这在国外已经用得很成熟了。”
浓盐水制盐
浓盐水再利用以及浓盐水制盐问题也一直是行业内关注的热点,每淡化一吨海水就要生产出一吨左右的浓缩盐水,而相当多的浓盐水排放是要污染周边海域的。如果大量地提炼食用盐,按照“十二五规划”,我国年均才消费6000t盐,如果按照未来规划的260万t产水规模就要伴随产出1亿多吨盐,又造成另一制盐产业的过剩。产盐过剩问题又将如何解决?阮国岭做出相应答复:“目前,全球海水淡化产生的浓盐水99%都是回到海里面的,从大平衡来说,淡水从海中制取出来,经过使用回排进海里,这是一种物质不灭的循环。就算不搞海水淡化,水蒸发到天上,再通过降雨下来也是一个循环。当然集中取,集中排可能会对海洋产生一定的影响,我们就需要找出对海洋影响最小的地方进行排放。”
图2 “如果不缺水,搞海水淡化就是多余的,已经缺水了,那还谈什么贵和便宜呢?贵和便宜永远都是相对的。”
——国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭
国产化 新思路
笔者继续与阮国岭总工程师探讨高压泵和能量回收装置在海水淡化应用中的国产化问题。阮国岭坦言:“能给电厂锅炉补水做泵的厂家是有能力制造出海水淡化用高压泵的,无非是叶轮的效率高一个百分点或低一两个百分点,同样叶轮直径的高压泵,效率不会差很大。只是小的生产厂商不能保证优良的材质、良好的密封性以及运转部件的寿命。就目前中国的海水淡化市场而言,工程量还是比较少的,市场容量有限,像德国凯士比,瑞士苏尔寿这样的公司,也是用户联系他们订货,他们才生产一台,而不是生产出一批泵等着人们来买。”
“能量回收装置分为两种:一种是美国ERI公司的,采用的是陶瓷转子技术,具有专利保护,即使其他公司生产出来,也有可能面临侵权。另外一种是活塞式能量回收装置,我们国内在做,同时在海水淡化厂中也有了不少应用,这种技术的效率可能比前一种还要高一些,因为盐水和海水中间隔着一个活塞,所以他们的混合率会更小。我们还希望用玻璃钢材质替换原来的不锈钢,做好后,成本可能会有一个比较明显的下降。明年,我们想在一个2万t/d的海水淡化厂中试着用一下。一个海水淡化高压泵就需要配套使用一个能量回收装置,所以能量回收装置的市场还是很大的。”
“透平式的能量回收装置在热法和膜法上都有应用,下一步我们想能不能把它或者我们一直在做的活塞式能量回收装置用在炼油、合成氨等化学合成上,我的感受是:有的时候纯从科学的角度做工作,有可能会钻进牛角尖,如果能够把多年研究海水淡化过程中积累下来的经验与其他生产行业、企业相结合,说不定能产生更大的效益,同时反过来促进海水淡化技术的发展。”
小结
本次采访的天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭最后还是把环保寄希望于民众,目前经济转型才刚刚开始,整体对节能降耗和环境保护的要求还不那么严。而民众对环保的要求越高,经济转型的推动力就会越大,取得的效果也会越好。如果老百姓对自己的环境都不在乎,企业又怎会主动背负社会责任和义务,在某种程度上,民众对于环保的推动作用甚至超过政府。
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