高從堦

　　沿海地區(qū)含11個省、區(qū)和直轄市，陸地面積占國土總面積的15%，有18000多公里的海岸線和6500多島嶼，人口占全國的40%以上，社會總產(chǎn)值占60%左右，是我國人口最多、經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)。而該地區(qū)的的可持續(xù)發(fā)展也面臨著相當嚴峻的形勢和問題。土地、水和其他資源的日趨緊缺，近海海域的污染和近海海洋環(huán)境質(zhì)量的退化等，嚴重制約了該地區(qū)經(jīng)濟和社會的發(fā)展。向占全球水總儲量96.5%的海水要水，要其他資源，大力發(fā)展海水利用（資源化）技術(shù)，是解決沿海地區(qū)資源短缺和繁榮沿海經(jīng)濟的重要措施。
　　海水利用（資源化）技術(shù)包括從海水中提取淡水，用海水代替淡水和海水中提取化工產(chǎn)品等技術(shù)，即通常所講的海水淡化，海水直接利用和海水綜合利用等，另有海水養(yǎng)殖和海水農(nóng)業(yè)。這里重點談一下海水淡化。
　　海水淡化是從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程。海水淡化以多級閃蒸（MSF）和反滲透（RO）為主，另外有低溫多效（LTME）和壓汽蒸餾等。世界上一億多人口的地區(qū)靠海水淡化解決用水的問題。RO海水淡化能耗已降到3kWh/m3，目前呈迅速上升趨勢，具有極強的競爭力。實踐表明海水淡化對沿海地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展還將發(fā)揮其重要的作用。
　　海水直接利用是用海水代替淡水作為工業(yè)用水、生活用水和其他用水等。工業(yè)用水占總用量的70～80%，而工業(yè)用水中70%左右是冷卻用水，所以用海水代替淡水作為工業(yè)冷卻用水以及其他用水，對沿海城市十分重要。
　　在海水綜合利用方面，涉及制鹽、海水全利用（與海水淡化結(jié)合）、鹵水全利用、海水中微量元素的提取以及相關(guān)元素的高附加值產(chǎn)品的開發(fā)等。這對于改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的舊工藝，提升鹽化工的水平，保護海洋環(huán)境等，是非常重要和必要的。
　　經(jīng)過40余年的發(fā)展，我國在海水淡化、海水直接利用與綜合利用領(lǐng)域取得很大成就，培養(yǎng)造就了一大批專門技術(shù)人才，技術(shù)日益成熟，成本日趨降低，具備了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本條件。

脫鹽技術(shù)

　　海水淡化
　　早在上世紀50年代，為解決“水的危機”，美國從1952年起專設鹽水局，1974年后轉(zhuǎn)為資源技術(shù)局，不斷推進水資源和脫鹽的技術(shù)進步；1973年日本通產(chǎn)省下設造水促進中心，專門研究節(jié)能的脫鹽技術(shù)；歐洲則在尤里卡等計劃下推動海水淡化的發(fā)展。目前主要的技術(shù)是蒸餾法和膜法，蒸餾法是30年代開始的，現(xiàn)在以多級閃蒸（MSF）為主，另有低溫多效（LT-MED）等；膜法是50年代開始的，現(xiàn)在以反滲透（RO）為主,另有電滲析等。目前世界上脫鹽水產(chǎn)量約達3.0×107m3/d，主要解決飲用，其次為工業(yè)應用,其中海水淡化為2.0×107m3/d。
　　我國海水淡化技術(shù)是政府支持和國家重點攻關(guān)項目驅(qū)動下發(fā)展起來的，電滲析、反滲透海水淡化技術(shù)和蒸餾法海水淡化技術(shù)（多級閃蒸、壓氣蒸餾和低溫多效蒸餾）的研究開發(fā)等，都取得相當大的進展。
　　我國經(jīng)過40多年的發(fā)展，已建成海水淡化工程12個，已建成和在建裝置總量超過每天60000噸。具備了萬噸級海水淡化的設計和工程能力，技術(shù)經(jīng)濟指標達到同等容量的世界先進水平，噸水成本已降至5元左右。隨著裝置規(guī)模的擴大和技術(shù)的進步，造水成本仍有降低的空間。
　　苦咸水淡化
　　含鹽量1g/l～5g/l的水叫低鹽度苦咸水，5g/l～10g/l叫中鹽度苦咸水，10g/l以上為高鹽度苦咸水。將苦咸水淡化制取飲用水，能耗和價格比海水淡化低得多，據(jù)含鹽量的高低，一般能耗在0.5～3kWh/m3淡水。世界上中東、非洲、美國等許多地區(qū)靠苦咸水淡化解決工業(yè)用水和市政用水問題。目前世界上苦咸水淡化產(chǎn)量達7.0×106m3/d左右，膜技術(shù)占絕對優(yōu)勢，其中RO占76%，電滲析（ED）占15.6%。最大的苦咸水淡化工程是美國尤馬河水的處理工程，產(chǎn)水量38×104m3/d，保證了河下游水的衛(wèi)生標準。
　　我國自上世紀60年代末就開始用ED進行苦咸水淡化，至今已推廣應用得相當普遍，年產(chǎn)離子交換膜40多萬平方米，ED裝置近千臺。特別在低鹽度苦咸水脫鹽方面占據(jù)了較大的市場，日產(chǎn)水量約60萬噸。僅山西省大同礦物局10多個礦區(qū)日處理量就達2萬多噸，供冷卻用水和生活用水。80年代開始RO苦咸水淡化，隨著RO膜和相關(guān)技術(shù)的進步，RO在苦咸水淡化中的競爭地位越來越強，日產(chǎn)水量約50萬噸。僅大慶油田苦咸水處理量日產(chǎn)近1.2萬噸，主要供飲用。
　　苦咸水淡化主要方法是反滲透和電滲析，目前我國苦咸水淡化日產(chǎn)水量達50萬噸左右，已成為解決廣大苦咸水地區(qū)用水緊張的重要手段。

海水直接利用技術(shù)

　　海水作為冷卻用水
　　國外在這方面非常重視，美、歐、日等國家和地區(qū)年用海水作為冷卻用水超過五千億立方米，目前國內(nèi)外仍以直流冷卻為主，用于電力、化工和冶金等行業(yè)；我國海水直流冷卻已有近70年的應用歷史，主要應用于天津、大連、青島、上海、深圳等沿海城市的電力、石化、鋼鐵、化工等行業(yè)，但年冷卻海水用量僅200億立方米左右，與發(fā)達國家尚有很大差距。國際上海水循環(huán)冷卻因突出的環(huán)保優(yōu)勢得到了迅速發(fā)展和應用，單機海水循環(huán)量超過每小時15萬立方米。我國已形成海水循環(huán)冷卻緩蝕劑、阻垢分散劑、菌藻殺生劑和海水冷卻塔等“三劑一塔”成套技術(shù)和產(chǎn)品，正在進行工程示范，具備產(chǎn)業(yè)化推廣的基本條件。
　　海水脫硫
　　海水脫硫工藝自1970年成功的應用以來有近40多套在運行，廣泛應用于工業(yè)窯爐和電廠煙氣脫硫。目前在我國發(fā)展迅速。作為國家第一個示范工程，深圳西部電廠海水脫硫工程于1999年投運達標，并通過了國家環(huán)保總局主持的工程驗收。福建后石華陽電廠分別于1999和2000年投入運行兩套600MW的無GGH海水脫硫裝置。隨著我國環(huán)境保護法律、法規(guī)和標準的日趨嚴格及執(zhí)法力度的加大，在未來10年內(nèi)，至少有4000萬千瓦以上火電裝機容量需安裝煙氣脫硫裝置。我國是燃煤大國，酸雨和二氧化硫污染日趨嚴重，急需加快煙氣脫硫技術(shù)研究和設備國產(chǎn)化的步伐。
　　海水利用的其他方面
　　海水沖廁。目前香港地區(qū)每天沖廁用海水約60萬立方米，占全部沖廁用水的近80%，形成了一套完整的處理系統(tǒng)和管理體系。我國已解決海水沖廁的后處理關(guān)鍵技術(shù)問題，正在進行工程示范。另外，海水直接利用的其他途徑還有海產(chǎn)品加工用海水，除塵消煙和沖灰沖渣用海水，作消防、灌溉、洗滌、印染、化鹽、和軟化用水等，這都有成功實踐及良好的經(jīng)濟和社會效益。

海水綜合利用

　　目前，全世界每年從海洋中提取食鹽5000萬噸、鎂及氧化鎂260多萬噸、溴20萬噸。
　　我國現(xiàn)年產(chǎn)海鹽約1800萬噸，為世界之首。相關(guān)的氯堿工業(yè)，產(chǎn)品供大于求，用離子膜改造舊工藝是十分必要的。制鹽副產(chǎn)的鹵水約1500萬立方米，其中含鉀鹽40萬噸，溴4萬噸，鎂鹽400萬噸，其中僅利用20%，80%仍排回海洋造成污染，在如何充分利用這80%鹵水，已取得一批海水鹵水資源綜合利用技術(shù)成果,如空氣吹出法海水提溴已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在氣態(tài)膜法海水提溴和海水提取鉀、鎂、鋰等關(guān)鍵技術(shù)上均取得重大突破，具備示范工程建設條件。
　　海水中D2O，T2O的儲量達200萬億噸，鈾的儲量是40億噸……從長遠考慮，按排海水提D2O，鈾、鋰、碘等也是有重要意義的。
　　將海水淡化與綜合利用相結(jié)合，兩者互補，也是值得深入探討的。

海水農(nóng)業(yè)

　　我國有漫長的海岸線和星羅棋布的島嶼，可管理和利用的海域22億畝以上，鹽堿地6億畝，灘涂近3000萬畝，自然條件優(yōu)越，發(fā)展海水增養(yǎng)殖海水農(nóng)業(yè)切實可行。目前海水養(yǎng)殖年產(chǎn)量約500萬噸，海水和咸水農(nóng)業(yè)剛剛開始，這在減輕對陸地的依賴，緩解用水緊張狀況方面也有重要意義。
　　我國是海洋大國，沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，水和其他資源短缺，海水利用是非常值得考慮的。海水利用中的大多數(shù)技術(shù)問題都得到切實的解決，推廣海水利用技術(shù)是可行的。海水利用中的大多數(shù)技術(shù)的經(jīng)濟性隨著技術(shù)的進步，是有競爭力的，是可以接受的。
　　海水利用技術(shù)的發(fā)展，有待于科技的進步和創(chuàng)新，以使該技術(shù)不斷地向工藝簡便、高效節(jié)能和清潔生產(chǎn)的方向邁進；也有待于新的示范和社會的需求；更需要政府和企業(yè)界的介入以及管理、政策和法規(guī)等方面的支持。
　　2003年5月，國務院頒布實施的《全國海洋經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃綱要》已將海水淡化與綜合利用列為未來重點發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。為加速海水開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化進程，保障全面建設小康社會奮斗目標的實現(xiàn)，近來制定《全國海水利用專項規(guī)劃》，提出了2005年、2010年到2020年的相關(guān)展望。

《全國海水利用專項規(guī)劃》有關(guān)指標

年份

目標

項目 2005年 2010年 2020年 海水淡化 15～20萬立方米/日1～2個萬噸級LT-ME和RO海水淡化示范工程 50萬立方米/日，3～4個10萬噸級海水淡化工程。 150萬立方米/日 海水直接利用、循環(huán)冷卻、海水脫硫、其他（沖廁等）、苦咸水利用 200億立方米/年；1～2個萬噸級海水循環(huán)冷卻示范工程大力推廣1～2個100萬平方米以上海水沖廁示范工程。 500億立方米/年；5～10萬噸級海水循環(huán)冷卻工程；國產(chǎn)化示范（10個廠）；產(chǎn)業(yè)化示范（1200萬人用）；苦咸水淡化容量達到100萬噸/日，苦咸水冷卻量40～50萬立方米/小時。 1000億立方米/年替代淡水價值200～300億元。普及率達到80%以上。海水沖廁總面積達到15億m2（5000萬人用）苦咸水淡化容量達到300萬噸/日，苦咸水冷卻規(guī)模達到500萬立方米/小時。 海水綜合利用 規(guī)模示范 產(chǎn)業(yè)化示范 零排放海水淡化綜合利用，產(chǎn)業(yè)鏈改造，傳統(tǒng)制鹽業(yè)微量元素示范工程。 政策法規(guī)標準等 政策法規(guī)示范、技術(shù)標準、規(guī)范，組建中國海水利用產(chǎn)業(yè)協(xié)會。 建設3個示范城市、5個示范區(qū)，培育兩個產(chǎn)業(yè)化基地占國際市場份額5%。 國產(chǎn)化率達95%以上，占國際市場10%左右，年售水產(chǎn)值40億元，裝備產(chǎn)值50億元。