日前,我國北方最大的海水淡化項目在天津投產(chǎn),日產(chǎn)淡化水15萬噸。按照這一產(chǎn)能計算,每年可節(jié)約地表用水5000萬噸。據(jù)了解,該項目將為天津市南港工業(yè)區(qū)內(nèi)企業(yè)提供工業(yè)用水。
除了作為工業(yè)用水,海水淡化水也可作為生活用水。“在我國,天津、青島等地的居民,已經(jīng)在日常生活中用上了海水淡化水!闭憬髮W能源工程學院研究員賀天彪在接受科技日報記者采訪時介紹。
能達到國家相關標準
目前,全球有超過160個國家在使用海水淡化水,70%的海水淡化水用于居民生活用水。海水淡化水作為生活飲用水的安全性,已經(jīng)得到廣泛驗證和認可。
“我國現(xiàn)行的生活飲用水國家標準是《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2022)!碧旖虼髮W化工學院研究員解利昕告訴科技日報記者。該國家標準規(guī)定了生活飲用水水質(zhì)要求、生活飲用水水源水質(zhì)要求、集中式供水單位衛(wèi)生要求等內(nèi)容,且適用于各類生活飲用水。因此,作為生活飲用水的海水淡化水,也應符合該國家標準的各項要求。
《生活飲用水衛(wèi)生標準》明確規(guī)定了水中微生物、重金屬、硝酸鹽等的限值,比如硝酸鹽檢出量不應超過10毫克/升、任何大腸桿菌等致病菌不應檢出等。此外,賀天彪介紹,海水淡化水的透明度、味道、顏色以及酸堿度等,都要達到適宜飲用的標準。
“目前,海水淡化水原則上都能夠達到國家標準!苯饫垦a充,除了國家標準,一些城市還發(fā)布了相關地方標準。這些地方標準與國家標準大致相同,僅個別指標有差別,但地方標準的要求只會比國家標準更嚴格。
比如,在最新的相關國家標準中,飲用水中硼元素的限值為1毫克/升。而在廣東省深圳市現(xiàn)行的《生活飲用水水質(zhì)標準》(DB4403/T 60-2020)中,硼元素的限值為0.5毫克/升!鞍凑者@個標準,部分海水淡化水在經(jīng)過一級淡化后,還需要經(jīng)過二級淡化,以進一步降低水中硼元素的含量!苯饫空f。
海水淡化水接入居民用水系統(tǒng)的方式,因各地水質(zhì)和政策不同而存在差異。賀天彪舉例,在浙江省舟山市和山東省青島市,海水淡化水經(jīng)過全部處理流程后,會直接進入城市供水管網(wǎng)。而天津市要求,海水淡化水進入城市供水管網(wǎng)前,要和自來水進行一定比例的摻混,才能被輸送給居民。
膜法與熱法被廣泛應用
要把海水淡化為生活用水,通常需經(jīng)過預處理、淡化處理和后處理三個環(huán)節(jié)。
賀天彪介紹,在預處理階段,一般采用混凝、沉淀、澄清等技術(shù)手段,去除海水中存在的泥沙顆粒、微生物以及其他雜質(zhì)。
預處理后的淡化處理是整個海水淡化流程中最核心的環(huán)節(jié)。淡化海水最重要的,就是脫掉海水中的鹽。
解利昕告訴記者,目前海水淡化技術(shù)總體上有兩大類,分別是膜法和熱法。這兩類方法在國內(nèi)外被廣泛應用。
具體來說,海水淡化技術(shù)主要包括反滲透、多級閃蒸和低溫多效蒸餾等。賀天彪介紹,其中反滲透技術(shù)屬于膜法,通過施加高壓讓海水通過半透膜,從而去除海水中的鹽分和其他雜質(zhì);多級閃蒸和低溫多效蒸餾技術(shù)屬于熱法,讓海水在蒸發(fā)室中多次蒸發(fā)和冷凝,以實現(xiàn)海水淡化的目的。
“不同的海水淡化技術(shù),在處理流程、周期和成本等方面都有不同!辟R天彪介紹,應用反滲透技術(shù),淡化周期短,整個過程僅需約20分鐘至30分鐘。相比之下,多級閃蒸和低溫多效蒸餾技術(shù)因需將海水加熱至一定溫度,再將其引入蒸發(fā)室進行蒸發(fā)冷凝分離,所以淡化周期較長,通常要數(shù)小時。
在運營成本上,反滲透技術(shù)主要消耗電能,且設備成本低,適用于中小型項目;而多級閃蒸和低溫多效蒸餾技術(shù),以低壓蒸汽或工廠余熱為穩(wěn)定熱源,既消耗電能又消耗熱能,適用于大型工業(yè)項目。就實際情況而言,采用膜法的成本總體上比熱法低。賀天彪認為,這是反滲透技術(shù)成為海水淡化主流技術(shù)的原因之一。
“通常情況下,采用熱法的項目,運營成本高一些。但在實際應用中,影響成本的因素是復雜的,需要根據(jù)實際情況具體評估。”解利昕舉例,有些地區(qū)的工廠在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量廢熱,供熱成本很低。如果把這些廢熱收集起來用于海水淡化,采用低溫多效蒸餾技術(shù)的項目反而有成本優(yōu)勢。
利用膜法或熱法處理過的海水,不可以直接進入城市供水管網(wǎng)。
賀天彪解釋,這是因為海水在被淡化處理時,會去除海水中的金屬離子,使海水淡化水pH值偏低。故在實際應用中,工作人員要對海水淡化水進行后處理,使其更好地滿足居民飲用水要求。
就價格而言,賀天彪介紹,海水淡化水的價格會受海水淡化工藝以及電價等因素影響。一般來說,海水淡化水的成本要高于自來水。
不過,在我國,當前各地的海水淡化水僅作為補充水源進入城市供水管網(wǎng),政府會對這部分海水淡化水進行價格補貼。因此,民用水價并不會受到海水淡化水成本的影響。(沈唯)
(審核:歐云海)