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海水淡化是解决淡水资源短缺的重要途径。海水淡化技术,经过半个多世纪的发展,其技术已经成熟。目前,反渗透法(RO)和多级闪蒸法(MSF)是两种用得最多的方法,MSF技术最为成熟,在海湾国家采用较多,RO的技术发展速度最快,是一种高效节能的技术。! B, ^% `6 \/ h9 ]& U% o# G2 {: K
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目前,世界上已有40多个国家和地区开展了海水淡化工作,海水淡化已经成为或正在规划成为日本、美国、以色列、新加坡、西班牙、加勒比海各岛国等水资源的重要组成部分。6 g" w+ M# H5 `
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美国政府于1950年代成立盐水局(Office of Saline Water),进行淡化技术应用研究,1974年后转为资源技术局,不断推进水资源和脱盐技术的进步。美国已兴建与规划兴建的代表性海水淡化厂列表1如下。1 \) l8 y' c# n8 ` S1 w3 O
5 Y9 r% v# @1 j表1 美国已兴建与规划兴建的代表性海水淡化厂 地点 | 厂名 | 产量(吨/天) | 供水年份8 x% Z8 b' o- M0 U+ n2 t
| 供水价格(新台币/吨) | Tempa, Florida | Tempa Bay Water | 94,500 | 2005 | 18.2 | Huntington Beach, CA | Poseidon Resources | 189,000 | 2006 | - | Freeport, Texas | Brazos River Authority | 95,000 | 2006 | - | Carlsbad, CA | San Diego County Water Authority | 189,000 | 2007 | 24.4 | Los Angeles, CA | L.A. Dept. of Water & Power | 45,000 | 2008 | 27.7 | Los Angeles, CA | West Basin Municipal Water District | 75,600 | 2008 | 24.0 | Lee County, Florida | South Florida Water Management District | 37,800~113,400 | - | - |
1973年,日本通产省下设造水促进中心,专门研究节能的脱盐技术。日本海水淡化厂主要应用在工业用水(以发电厂和锅炉用水为主)及离岛地区生活用水。1968年,日本建造了第一座民用海淡厂,至2001年,日本共有369座日产量500吨以上的海水淡化厂,每日可供应777,967吨的淡化水,其中347座供应工业用水,占总厂数的94%,供应民用水的仅22座,约占总厂数的6%。在投资金额方面,工业用淡化厂总投资金额占总额的77.8%。
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p) {* _3 h; j3 }! L位于冲绳岛的日产40,000吨淡水的逆渗透式海水淡化厂是目前日本最大规模的民用海水淡化厂,该厂总投资金额约347亿日元,由中央政府补助85%,每日供水40,000吨。
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2 l5 H. P4 O3 z8 |" C- [福冈市1978年及1994年曾遭遇干旱缺水,加上人口及用水量持续增加,福冈市水道局为寻求可靠且有效的水源,决定建造海水淡化设施。水道局于1997年完成规划,决定以逆渗透淡化方式,兴建日产5万吨的海水淡化厂。1999年,厚生省批准兴建计划,2000年,福冈大林海水淡化厂以统包方式开始兴建,于2005年6月1日开始供水。
; h" r! x5 ]1 [! K0 |(三)新加坡$ U, d5 Y. }/ [) ], h
新加坡由于自然水资源短缺,一半以上的水源来自马来西亚西部地区。新加坡早在20世纪70年代就研究海水淡化科技,但因为成本太高,直到1990年代初期,新加坡公共事业委员会(PUB)才开始规划由民间企业供应淡化水项目,决定以BOO方式(建设-拥有-运营)兴建1座日产13.6万吨的海水淡化厂。+ i+ u$ l* R% G# X. W4 c7 F( U
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2003年6月,新加坡斥资两亿新元兴建首座海水淡化厂新泉(SingSpring),由星泉公司以每吨0.78元新币的售价,每天提供13.6万吨的淡化水给PUB。该厂采用反向逆渗透薄膜科技,生产可靠安全且符合世界卫生组织和PUB食用水安全标准的淡水。该厂已于2005年9月开始供水,可满足新加坡10%的用水需求。5 w/ E! B1 x+ n* Z- o
}8 G" C4 E; t7 _( }$ M以色列是一个干旱少雨、水资源极度缺乏的国家,沙漠地区约占国土总面积的2/3,集中在南部地区。根据以色列水资源委员会的“以色列水资源供需预测(1998-2020)”(表2),到2020年,以色列的咸水和海水淡化都要有显著增加,其中海水淡化量相对1998年水平更是增加20倍,达到年产淡水2亿吨的水平,占总供水能力的近8%。3 l/ j. h! ? C6 Y M0 ]
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表2 1998~2020年以色列水资源供需预测 (单位:百万立方米) 年份 | 人口(百万) | 地表水
5 K8 |+ z' z& ^; ~$ o: b | 地下水6 p; W5 ~' C4 Q7 k
| 地下咸水
7 `+ n( _$ Z! _$ U- m | 污水处理再利用7 G, U3 @! e' G& ?+ I- S
| 海水淡化5 h# G4 G! e+ W$ `" W
| 合计 | 1998 | 6.0 | 640 | 1050 | 140 | 260 | 10 | 2100 | 2010 | 7.4 | 645 | 1050 | 165 | 470 | 100 | 2430 | 2020 | 8.6 | 660 | 1075 | 180 | 565 | 200 | 2680 |
资料来源:以色列水资源委员会,1998+ ?( _9 c( O8 }7 W) A8 M/ ~
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以色列年用水需求量约20亿吨,但水资源供给仅有16亿吨,不足部分则以污水回收再利用及海水淡化补充。按以色列水资源委员会的规划,将在20年内再建8个海水淡化厂,以供应民用及工业用水。在兴办方式上,多采用BOOT(兴建-营运-拥有-移转)或BOO(兴建-营运-拥有)模式,承包商往往是私人企业家。政府对初期投资给予支持并在合同中确定工厂生产后由政府保证的最低购买量,以降低投资者的风险。
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- W. i+ v. Y V7 n$ ^( K' p西班牙是欧洲最干旱的国家之一,每逢夏季,数百万游客云集在西班牙沿海度假胜地避暑消夏,消费了大量的水资源,是世界上第五大水消费国。由于气候和自然等多方面的原因,水在西班牙一直是稀缺资源。, x* k5 M! w: _1 J. S4 x$ g
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西班牙1965年就建成了第一家海水淡化厂,目前有3000家海水淡化厂在运转,700家日产量超过800.000m3,占世界市场的25%。现在,西班牙在废水再利用、工业用水处理和海水淡化等领域有技术优势和实践经验,而且是反渗透海水淡化装置第二大国。最近,西班牙又在地中海沿岸陆续推出三座节能型大规模海水淡化厂,提供该地区生活、工业及农业用水,详见表3。. E' {1 F* |' H$ |
$ b; ^+ A9 y; J0 j) k5 t$ b6 k5 l表3 西班牙在地中海的三座海水淡化厂情况 厂名 | 产量(m3/天) | 单位产水整厂用电量(Kwh/m3) | Carboneras | 120,000 | 4.08 | San Pedro del Pinatar | 85,000 | 4.30 | Campo de Cartagena | 140,000 | 3.13 |
根据2001年西班牙的水资源计划,西班牙将在未来8年投资200亿欧元,新建41家海水淡化厂。到2015年,海水淡化日产量将达1,300,000m3。 |
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