以色列向浩翰的大海索取淡水

作者：陈克勤

原载《光明日报》2001年7月13日

连续12年的干旱使以色列忧心忡忡，国家水委会最近向内阁提交报告称，今年缺水将达4.65亿吨，水荒超乎人们预料。

以色列20世纪60年代发明滴灌技术后，依靠科学用水，一代人就实现了从落后农业国向现代工业国腾飞的经济奇迹。以色列的水资源利用已近极限，水利用率达110%以上，年利用废水2.6亿吨，占总水量的六分之一。

以色列有3个淡水源，加利利湖、山区和沿海地下水层。地下水已下降1米多，盐碱度翻番，一些沿海地下水已因取水过度遭海水侵浸而无法饮用。

政府颁布了许多节水措施，大力推广节水产品，使耗水较多的农业用水减少一半，城市用水减少10％。政府还通过提高水价20％，禁止家庭洗车、浇灌草地和花园，推广化纤草皮等来限制用水。世界犹太基金会发起“挽救以色列水源”运动，拟5年内集资2.5亿美元，再建100个废水处理厂，年处理1.5亿吨农业用水。

水委会认为，以色列解决水危机不能靠天、靠别人，生存的未来只能靠大海。魏兹曼科学研究院建国初就成立海水淡化中心。以色列IDE海水淡化公司1965年在埃拉特建第一个海水淡化厂，35年来已为40个国家建320多个淡化水厂，积累了丰富的经验和技术。4月23日，它为塞浦路斯建的4500万吨海水淡化厂落成，每吨水售价0.79美元，年盈利1300万美元。

以色列正在阿什克隆筹建一个5千万吨海水淡化厂，还计划在阿什杜德建一个4500万吨海水淡化厂。水委会制定了2020年“水经济长远规划”，每2年半建一座5千万吨级海水淡化厂，届时年淡化水4亿吨。远期规划建20个厂，年淡化水10亿吨，靠大海“解渴”。届时加利利湖水位将提高2米，地下水位提高2－4米。

大海是人类的不竭水源。地球表面70.8％是水，海水占97.5％，淡水仅为2.5％，其中87％是冰雪，真正能取用的淡水仅占地球总水量的0.014％。目前，全球120个国家已建成1.36万座海水淡化厂，日产水0.26亿吨，其中沙特有27家，产量占全球的30％，其次是美国，占15％。

海水淡化分为蒸馏和过滤两类。最初采用海水加热蒸发冷却及电渗析法，后来发展为多级真空闪蒸。以色列目前采用的高科技反向渗透膜技术是后起之秀，已广泛用于海水和污水处理，成本降到每吨0.4美元。以色列还在试验核能、太阳能、海浪发电淡化海水，成本可降到每吨0.2美元。以色列已走上靠大海彻底“解渴”的希望之路。

海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在250多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。

目前全球海水淡化技术超过20 余种，包括反渗透法、低多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。从20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展，在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。

从大的分类来看，主要分为蒸馏法(热法)和膜法两大类，其中低多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。一般而言，低多效具有节能、海水预处理要求低、淡化水品质高等优点；反渗透膜法具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高；多级闪蒸法具有技术成熟、运行可靠、装置产量大等优点，但能耗偏高。一般认为，低多效蒸馏法和反渗透膜法是未来方向。预计“十二五”期间，我国海水淡化将达到150万-200万吨/日，是现有产能的三四倍，投资规模将达到200亿元左右。

现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。

淡化水的成本在不断地降低，有些国家已降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。

目前我国人均水资源量约为2100m3，为世界人均占有量的1/4，我国已被联合国列为13个最缺水国之一。沿海工业城市人均水资源量大部分低于500 m3，处于极度缺水状态。大力发展海水淡化市场已经是当务之急。

按照目前平均海水淡化设备7000元/吨日的综合成本测算，一套10万吨/日的海水淡化设备装置的综合投资成本约7亿元。按照未来10年海水淡化产能增加170-200万吨/日来测算，未来十年海水淡化设备投资有望高达120~140亿元，行业有望进入高速增长期。

《中国海水淡化产业深度调研与投资战略规划分析报告前瞻》显示，我国已建和即将建成的工程累计海水淡化能力约为60万吨/日，从政策规划来看，未来十年内行业市场容量有5 倍以上的成长空间，前景较为乐观。淡化海水成本已降到4-5元/吨，经济可行性已经大大提升，考虑到未来技术进步带来的成本下降，以及策扶等因素，未来海水淡化产业有望出现爆发式增长。

目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。全球有海水淡化厂1.3万多座，海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，愈来愈受到世界上许多沿海国家的重视；全球直接利用海水作为工业冷却水总量每年约6000亿立方米左右替代了大量宝贵的淡水资源；全世界每年从海洋中提盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨等。海水淡化需要大量能量，所以在不富裕的国家经济效益并不高。沙特阿拉伯的海水淡化厂占全球海水淡化能力的24%。阿拉伯联合酋长国的杰贝勒阿里海水淡化厂第二期是全球最大的海水淡化厂，每年可产生3亿立方米淡水。

一个海水淡化工厂于1954 年建于美国，现在仍在得克萨斯的弗里波特（Freep-ort）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（Key West）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。　海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。我国最早使用海水淡化的为浙江省嵊泗县。现该县已安装日产20000吨海水淡化设备。

21世纪以前，反渗透膜技术都是被国外所垄断，而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术．这个历史要追述到建国初期，当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。

早在1958年，石松研究员等首先在我国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。

随后1967年，国家科委组织全国海水淡化会战，组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。

1970年，会战主力汇集我国浙江省的杭州市，组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间，他们一直用电渗析技术进行海水淡化，研制成功海洋监测专用微孔滤膜，建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。

1982年，中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是，因为经历了十年浩劫，毕竟还是衰弱下去了，此时，远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。

1984年，国家海洋局以海水淡化研究室为主体，组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心，中国开始对膜技术重视了，但是，美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了，投入到了国家和民用中去了。

1992年，国家为了追赶膜方面技术与世界的差距，国家科委军顶，以国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心为依托，组建国家液体分离膜工程技术研究中心，并开始悄悄研制国产反渗透膜。

直到2001年，国际海洋局杭州水处理技术研究开发中心实行集团化分体管理，所辖三个控股的中外合资公司，两个中资公司和一个研发中心。

同年，杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世，从此，中国有了自己的反渗透膜产品，享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场，中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。而杭州水处理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成为全球八家自主反渗透膜生产厂家之一。也称为RO膜。我们无法去追究是工业文明还是人口无休止的增长使我们面临了这场水的危机：早在70年代中期，由于众多的河流遭到严重污染，全世界有70%的人无法保证卫生、安全地用水。淡水资源的日益匮乏，使人们一再把目光投向浩瀚的海洋，只要将导致海水又苦又咸的盐类物质从中去除，就能获得淡水。地中海中部的马耳他，建有世界上最大的反渗透海水淡化厂。海水在这里乖乖地缴械投降，变成卫生的淡水，为岛上的3万居民和前来观光的旅游者提供忠实的服务。