上海純水設(shè)備解析：海水淡化廠的利與弊
97%水資源是海水，淡水只有1%由于氣候變化和人口增長導(dǎo)致淡水資源接受的壓力逐步攀升，越來越多的國家開始建造海水淡化廠，將海水變成飲用水，供工業(yè)和農(nóng)業(yè)使用。
然而，最近一份來自聯(lián)合國大學(xué)水資源、環(huán)境與健康研究所(UNU-INWEH荷蘭瓦赫寧根大學(xué)和韓國光州科技研究院的研究演講卻顯示，海水淡化過程中產(chǎn)生的富含化學(xué)物質(zhì)的鹽水可能會帶來不小的環(huán)境影響。
研究人員表示，海水淡化廠每生產(chǎn)一升淡水，平均就要產(chǎn)出1.5升鹽水。盡管由于原料海水的鹽度、淡化方法和當(dāng)?shù)貤l件不同，這個(gè)數(shù)據(jù)可能有所差別，但據(jù)研究人員估計(jì)，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備全球所有海水淡化廠每天會產(chǎn)出1.42億立方米的鹽水。這個(gè)數(shù)字比上一次評估增長了50%
演講指出，由于目前大約80%淡化發(fā)生的濃鹽水都是距離海岸10公里的范圍內(nèi)產(chǎn)生的所以通常的做法是將它直接排進(jìn)海洋或者地表水、下水道和水井中。
演講警告稱，這種濃鹽水會給海洋生物和海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼤蠓黾恿魅牒Ｓ虻暮Ｋ}度，并且生產(chǎn)過程中使用的含有銅、氯等有毒化學(xué)物質(zhì)的防垢劑和防污劑也會造成海洋污染。
本報(bào)告首席作者、瓦赫寧根大學(xué)的愛德華·瓊斯表示：濃鹽水排入水體后沉降在底部，會消耗接受水體中的溶解氧。高鹽度和溶解氧水平下降會對底棲生物(如生活在海底的蠕蟲、蛤蜊、螃蟹、龍蝦和海綿動物等)發(fā)生深遠(yuǎn)的影響，進(jìn)而通過整個(gè)食物鏈的發(fā)生傳導(dǎo)效應(yīng)。
研究人員表示，全球海水淡化廠數(shù)量大幅增長的今天，應(yīng)該對其產(chǎn)生的濃鹽水進(jìn)行更好地處理。上世紀(jì)60年代海水淡化廠剛開始出現(xiàn)的時(shí)候數(shù)量并不多，主要集中在中東國家，而如今全球177個(gè)國家有16000多座海水淡化廠已經(jīng)投入使用。
一、行業(yè)趨勢
然而，莫特·麥克唐納工程咨詢公司的海水淡化專家喬納森·畢肖普卻認(rèn)為，聯(lián)合國的這份文件將兩種海水淡化的方式混為一談，誤解了目前的行業(yè)走向。
解釋道，目前主要有兩種不同的海水淡化技術(shù)。上海純水設(shè)備較為保守的蒸餾法將海水反復(fù)加熱沸騰和冷凝，其除鹽效果顯著，而且不需要其他太多的操作環(huán)節(jié)。
但是這個(gè)過程非常耗電，大約有75%水最終都會以鹽度稍高的溫水排出。中東地區(qū)大多使用的蒸餾法，因?yàn)槟抢餁v來能源利息較低，而且海水淡化廠通常都是與發(fā)電廠聯(lián)產(chǎn)。
第二種方法是反滲透法。這種20世紀(jì)90年代開始廣泛采用的方法利用機(jī)械加壓通過半透膜除去水中的鹽分，大大提高了淡化效率，電力消耗僅為蒸餾法的四分之一。這個(gè)過程使用的冷水，所以排出的鹽水也不是溫?zé)岬牡瞧渲械柠}分要比原料海水多50%
畢肖普說道：認(rèn)為，當(dāng)然是更現(xiàn)代的反滲透海水淡化廠產(chǎn)出的鹽水更容易管理。觀察過這類工廠排水口附近的水流和構(gòu)造，很容易就會發(fā)現(xiàn)，排水口附近的擾流很快就與海水融為一體。而從熱處置淡化工廠排出的大量溫鹽水則會產(chǎn)生巨大的影響，這與電廠排出的熱水是一個(gè)道理。
因此，新建海水淡化廠排入海洋的溫鹽水總量不一定會升高。蒸餾法工藝每生產(chǎn)一立方米淡水發(fā)生的鹽水是反滲透技術(shù)的4倍。
鹽水從墨西哥下加利福尼亞圣拉蒙的海水淡化廠排出。圖片來源：AlanHarper畢肖普指出，中東以外已經(jīng)沒有國家建設(shè)新的蒸餾法海水淡化廠了而即便是中東地區(qū)也開始逐步告別熱處理技術(shù)，上海純水設(shè)備比如阿曼和阿拉伯聯(lián)合酋長國就已表示將停止新建此類工廠。
IDTechEX咨詢公司董事長彼得·哈羅普博士認(rèn)為，鹽水破壞野生動物生存環(huán)境目前并不是一個(gè)特別嚴(yán)重的問題。不過他也補(bǔ)充說：未來我也的確應(yīng)該關(guān)注這個(gè)問題，應(yīng)該出臺更嚴(yán)格的法規(guī)，遏止不負(fù)責(zé)任的鹽水排放。
指出，鹽水與海水并不能很快融合在一起，但是可以通過創(chuàng)新方法來解決這個(gè)問題，例如在波浪或潮汐發(fā)電廠旁建造海水淡化廠，這樣就可以加速水流攪動，加快鹽水混合速度。
二、其他利用方式
聯(lián)合國研究人員沒有指出的對于水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)來說，廢鹽水帶來的環(huán)境問題反而意味著經(jīng)濟(jì)機(jī)遇。
聯(lián)合國大學(xué)水資源、環(huán)境與健康研究所助理院長曼蘇爾·卡迪爾博士表示：淡化廠排出的廢鹽水用于水產(chǎn)養(yǎng)殖可使魚類生物量提高3倍。此外，人們還利用這種水培育膳食補(bǔ)充劑螺旋藻，灌溉牧草灌木和作物(雖然后者可能會導(dǎo)致土地鹽堿化)
位于迪拜的國際生物堿農(nóng)業(yè)中心(ICBA 目前正在對上述鹽水利用模式進(jìn)行研究。ICBA 中心專門研究耐鹽物種的農(nóng)學(xué)家狄俄尼索斯·阿格里克·萊拉博士解釋說，像羅非魚和海鯛魚這些魚類可以在鹽水中“茁壯生長”魚類排泄物能夠豐富水質(zhì)，而這些水又可以用來澆灌海甜菜和海蓬子等耐鹽植物。海蓬子是一種用途廣泛的鹽生植物(耐鹽水植物)可作為蔬菜、動物飼料和生物燃料原料。
說，水產(chǎn)養(yǎng)殖與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的機(jī)制可以提升食物產(chǎn)量，改善營養(yǎng)含量，并且保證民生。
然而，萊拉補(bǔ)充說，鹽水副產(chǎn)品的質(zhì)量取決于海水淡化技術(shù)和原料海水的質(zhì)量。用來飼養(yǎng)和種植將用于人類消費(fèi)和作為動物飼料的魚類和作物之前，應(yīng)該檢查廢鹽水中的重金屬和其他化學(xué)品含量。
聯(lián)合國演講建議，還可以將鹽水中含有的鹽和金屬(包括鎂、石膏、氯化鈉、鈣、鉀、氯、溴和鋰)提取進(jìn)去用于商業(yè)用途。現(xiàn)在回收這些資源利息很高，但技術(shù)進(jìn)步可能會改變這種情況。卡迪爾稱，生產(chǎn)大量鹽水的國家可能會因此而受益。
哈羅普樂觀地認(rèn)為，隨著太陽能利息降低，將礦物成分從鹽水中分離進(jìn)去將變得具有經(jīng)濟(jì)可行性。說：技術(shù)正在大跨步向前發(fā)展，廉價(jià)電力可以讓提取鹽水中的成分變得具有可行性。
畢曉普指出，與鹽水排放相比，電力使用對環(huán)境的影響要大得多。如果社會能夠提高用水效率，如減少初級消耗，上海純水設(shè)備可行的情況下重復(fù)利用(例如工業(yè)用水)以及通過先進(jìn)的廢水處置工藝回收來制造飲用水和非飲用水，那么這兩種情況的環(huán)境影響都可以大大減少。補(bǔ)充說，用最高的規(guī)范處置再生水仍然比海水淡化能耗更低。
說：大家通常會提到一點(diǎn)是或許可以對廢水善加利用。但我觀點(diǎn)是應(yīng)該首先集中精力降低能耗，然后努力充分利用循環(huán)水，鼓勵(lì)提高飲用水的使用效率。
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