□郭媛媛
水是生命之源,是生產(chǎn)之要,更是生態(tài)之基。
作為江南水鄉(xiāng)的浙江,是全國海岸線最長的省份,離水最近,卻也面臨“喊渴”的窘境,海水淡化成為破局的必由之路。
那么,缺水離我們有多近?浙江海水淡化技術(shù)是如何破水困之局的?其破解水危機(jī)的現(xiàn)實意義如何?公眾關(guān)切的飲水健康問題,事實如何?近日,筆者走進(jìn)位于浙江的中國中化杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司(以下簡稱“杭州水處理”),為大家展示浙江海水淡化產(chǎn)業(yè)這一路走過的風(fēng)景。
海洋大省浙江,為什么也會“喊渴”,這跟浙江本身所處的地理位置有一定的關(guān)系。
據(jù)了解,浙江地處中國東部沿海,白天陸地氣溫高于海面,陸上空氣上升,海上空氣下沉,形成海面吹向陸地的海風(fēng);夜晚陸地氣溫低于海面,形成吹向海面的陸風(fēng)。浙江東部沿海地區(qū)受海陸風(fēng)影響比內(nèi)陸的中西部地區(qū)明顯,氣溫就比內(nèi)陸的中西部地區(qū)低,高溫日數(shù)也明顯少于中西部地區(qū)。另外,盛夏臺風(fēng)、東風(fēng)波等對東部影響大,帶來雨水多,而對西部內(nèi)陸地區(qū)影響小,雨水少。因此,浙江中西部地區(qū)高溫干旱頻率明顯高于東部地區(qū)。
歷史上,浙江經(jīng)歷過幾次斷水之“痛”。從1951 年以來,干旱一年四季都有,連年旱災(zāi)的情況也不少見,旱情特別嚴(yán)重的有1961 年、1967 年、1990 年、1994 年、2003年、2013 年等。距離最近的是2020年10 月,浙江省平均降水量較常年同期偏少六成,部分江河湖庫水位下降較快,寧波、臺州、溫州以及部分山區(qū)、海島等地旱情持續(xù)發(fā)展,多地水庫蓄水量較往年大幅縮減,居民區(qū)實施限時供水,各地應(yīng)急保障、引水節(jié)水能力都經(jīng)受著不同程度的考驗。
以“山海水城”臺州為例,2020年10 月至2021 年1 月底,該市平均雨量僅60.7 毫米,平均雨量較常年同期偏少76%,創(chuàng)1971 年以來歷史同期累計雨量最少。臺州各地均出現(xiàn)不同程度旱情,大部分地區(qū)達(dá)中到重旱,局部特旱。
面對淡水資源經(jīng)常短缺的局面,海水淡化成為繞不開的話題。浙江東臨東海,南接福建,海岸線總長6400 多公里,是全國海島最多省份,具有海水資源豐富的天然優(yōu)勢,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。
其實,浙江的海水淡化之路早在上世紀(jì)90 年代就已經(jīng)邁開腳步了。
1997 年,杭州水處理負(fù)責(zé)建成中國第一座日產(chǎn)500 噸淡水的嵊山海水淡化工程,這項工程成為全國海水淡化示范工程。
據(jù)了解,嵊山島陸地面積僅4.79平方公里,是舟山市旱情最嚴(yán)重的小島之一,不僅降水量稀少,而且島上人口稠密,加上水產(chǎn)品加工企業(yè)眾多,全島僅有大玉灣、后頭灣、箱子岙5 個小水庫,歷來用水緊缺。1988 年12 月,“嵊山島一萬島民盼水喝”的消息經(jīng)媒體刊出后,立即引起社會各界的高度關(guān)注。上海市派出“供水5 號”輪給嵊山島群眾送來了“黃浦江水”。
1997 年10 月,作為浙江省重大科技示范項目,日產(chǎn)500 噸反滲透海水淡化工程在嵊山島建成投產(chǎn),項目總投資750 萬元,苦澀的海水初濾、精濾、反滲透脫鹽、后礦化等工序后變成飲用水,淡化水水質(zhì)符合國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
▲超濾裝置
杭州水處理的相關(guān)專家告訴筆者,膜法反滲透海水淡化技術(shù),其核心是一張“魔力無窮”的液體分離膜。當(dāng)海水通過時,這張膜將“截住”并分流海水中鹽類和雜質(zhì),而將水分子“放行”,以此獲得大量的淡水。
毫無疑問,這項示范性工程在一定程度上為嵊山人民解決了用水之困,但由于島上日用水量大大高于500 噸,碰到大旱之年,供水依然緊張。2003 年6 月,該島持續(xù)干旱,幾度從外地裝水,不僅政府因船運(yùn)水水價補(bǔ)貼而背上沉重負(fù)擔(dān),而且居民和企業(yè)因用水嚴(yán)重不足而怨聲載道。嵊山鎮(zhèn)政府繼續(xù)加大海水淡化力度,向上級政府爭取到了500萬元資金,改裝原有海水淡化設(shè)備,擴(kuò)建成一套日產(chǎn)1000 噸級海水淡化設(shè)備,經(jīng)過一年的建設(shè),于2007 年初正式投入運(yùn)營。
2018 年6 月29 日,嵊山二期日產(chǎn)2000 噸海水淡化項目試運(yùn)行。設(shè)備一年比一年先進(jìn),水質(zhì)也一年比一年好,原來飲用水渾濁度在0.5~0.7之間,現(xiàn)在保持在0.2~0.3 左右,國家標(biāo)準(zhǔn)的要求是1 度以內(nèi)是合格的水。產(chǎn)水成本從最初的每噸12 元降到了現(xiàn)在每噸3.8 元。
海水變淡水,這變化是革命性的。近幾年,浙江省委、省政府以解決沿海地區(qū)工業(yè)用水和海島居民生活用水為切入點(diǎn),把發(fā)展海水利用產(chǎn)業(yè)特別是海水淡化納入沿海各市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會規(guī)劃之中,讓淡化后的海水漸漸流入了尋常百姓家。
2018 年12 月,舟山六橫島海水淡化項目亮相國家博物館改革開放40 周年展覽,該項目投資1.58 億元,在2009 年11 月,一期日產(chǎn)2萬噸海水淡化項目投產(chǎn)出水,緩解了島上老百姓的生活用水和工業(yè)生產(chǎn)用水難題。之后的六年里,六橫島又先后建造了日產(chǎn)2 萬噸和日產(chǎn)1.25 萬噸的海水淡化項目,日產(chǎn)海水淡化水能力達(dá)到了5.25 萬噸,不僅滿足了六橫島上的供水需求,還能供給周邊島嶼生活、生產(chǎn)用水。
近幾年,通過國家科技項目的支持,杭州水處理聯(lián)合六橫海水淡化廠及國內(nèi)10 多家大專院校、科研機(jī)構(gòu)、裝備制造企業(yè)共同實施海水淡化科研項目,并掌握了多項海水淡化核心工程技術(shù)及海水綜合利用技術(shù)。海水淡化廠從初始的純進(jìn)口裝備逐步向國產(chǎn)化裝備推進(jìn)。據(jù)了解,至三期工程,海水淡化裝備國產(chǎn)化率已達(dá)90%以上,核心裝備全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化。目前,六橫海水淡化供水的直接成本每噸為4 元,總成本約6.5 元,老百姓的生活用水價格每噸為2.5 元,生產(chǎn)用水每噸為5 元。據(jù)統(tǒng)計,六橫海水淡化廠年供水量在680 萬噸左右,最大日供水量達(dá)3 萬噸。
除了舟山六橫,玉環(huán)的海水淡化項目也是浙江淡化海水利用的一個成功典型。2019 年10 月,玉環(huán)市亞海水淡化(一期)抗旱應(yīng)急工程成功通水,項目位于玉環(huán)漩門二期玉環(huán)湖周邊范圍內(nèi)、分水山大橋一側(cè),占地約40 畝,總投資約為1.3億元。作為國內(nèi)首個亞海水淡化補(bǔ)充市政用水項目,該工程將亞海水資源持續(xù)開發(fā)利用,解決了當(dāng)?shù)毓┧C(jī),緩解了市民用水難題,也為其他省市圍墾水庫解決嚴(yán)重缺水問題提供了示范。
至于淡化后的海水好不好喝,嘗過的人都能給出肯定的答復(fù)。玉環(huán)亞海水淡化(一期)抗旱應(yīng)急工程平均每天有1.5 萬立方米亞海水經(jīng)淡化后輸入供水管網(wǎng),送至千家萬戶,而淡化后的生活用水均達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),淡水中也被加入有益于人體健康的鈣鎂離子等礦物質(zhì),嘗起來微有甜味,深得當(dāng)?shù)匕傩盏男刨嚒?/p>
這幾年,浙江的海水淡化工程如雨后春筍般冒出來,作為目前國內(nèi)數(shù)一數(shù)二的海水淡化龍頭企業(yè),杭州水處理先后在國內(nèi)建立了百噸級、千噸級、萬噸級、十萬噸級海水淡化示范工程,海水淡化技術(shù)水平目前處于國內(nèi)領(lǐng)先,技術(shù)成果已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
2017 年12 月底,杭州水處理牽頭組織實施的“十二五”國家科技支撐計劃“大型反滲透海水淡化關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究與示范”項目通過國家科技部驗收。這是國家科技部“十二五”期間海水淡化領(lǐng)域最大的科技項目,在大型反滲透海水淡化工程取水與預(yù)處理技術(shù)、反滲透單機(jī)和關(guān)鍵裝備、淡化水后礦化調(diào)質(zhì)工藝、反滲透海水淡化工程運(yùn)行管理等方面取得了創(chuàng)新性突破,形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品。
杭州水處理開發(fā)出的萬噸級反滲透海水淡化單機(jī)集成技術(shù),在舟山六橫、河北曹妃甸、山東海陽、印尼、中東、南美等地建立總規(guī)模日產(chǎn)超70 萬噸的海水淡化示范工程,并成功在國內(nèi)首次實現(xiàn)了萬噸級膜法海水淡化工程關(guān)鍵裝備全國產(chǎn)化。反滲透膜元件、膜殼、高壓泵、能量回收裝置、海水預(yù)處理臥式濾器等關(guān)鍵設(shè)備全部在六橫日產(chǎn)2 萬噸示范工程中應(yīng)用,達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,項目成果獲得了浙江省科技進(jìn)步一等獎。
▲南美洲1萬噸每日海水淡化項目
2021 年4 月,杭州水處理承建的浙石化海水淡化項目入選由全球水業(yè)知名機(jī)構(gòu)——國際環(huán)保平臺組織評選的2021 全球水獎中“年度全球海水淡化項目”最終候選名單。該項目是2021 全球水獎唯一一個中國工程項目。項目的成功入圍意味著以杭州水處理為代表的中國最先進(jìn)的海水淡化技術(shù)得到國際水務(wù)行業(yè)的認(rèn)可,同時也標(biāo)志著杭州水處理作為國內(nèi)水處理領(lǐng)航企業(yè)登上國際舞臺,與國際一流水務(wù)公司同臺競爭,這也將推動國內(nèi)海水淡化技術(shù)大步邁向國際化。
據(jù)介紹,浙江的海水淡化技術(shù)目前已在15 個“一帶一路”國家和地區(qū)成功實施。
南美北部的世界主要產(chǎn)油國之一,可以用“富得流油”來形容,然而地理位置及氣候決定該地區(qū)干旱少雨,周邊沒有湖泊及地下淡水,淡水資源匱乏,居民飲用水問題亟待解決。2018 年2 月,杭州水處理日產(chǎn)10560 噸海水淡化項目成功調(diào)試出水,直接接入市政自來水管網(wǎng),切實解決當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟|(zhì)與量的問題,同時滿足當(dāng)?shù)厥称?、飲料、制冰等行業(yè)專用水的要求,從根本上消除當(dāng)?shù)孛癖娨蛩Y源匱乏產(chǎn)生的影響。
菲律賓是個島國,四面環(huán)水但缺淡水,工業(yè)生產(chǎn)用水就更緊張了。2020 年3 月,杭州水處理在菲律賓承建的日產(chǎn)15000 噸淡水的海水淡化系統(tǒng)順利出水,保障了當(dāng)?shù)氐牡枨蟆?020 年6 月,杭州水處理首戰(zhàn)遠(yuǎn)東市場,一舉拿下兩個項目,總供水量近20000 噸/日,采用全球最先進(jìn)的雙膜法海水淡化技術(shù),以整體模塊化設(shè)計理念,為該項目提供設(shè)計、采購、成套、供貨、調(diào)試等服務(wù),占領(lǐng)遠(yuǎn)東水處理市場先機(jī),這不僅對杭州水處理具有里程碑式的意義,還將對中國水處理企業(yè)在海外工程的實施起到示范及指導(dǎo)作用。