高從堦

　　沿海地區(qū)含11個(gè)省、區(qū)和直轄市，陸地面積占國(guó)土總面積的15%，有18000多公里的海岸線(xiàn)和6500多島嶼，人口占全國(guó)的40%以上，社會(huì)總產(chǎn)值占60%左右，是我國(guó)人口最多、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。而該地區(qū)的的可持續(xù)發(fā)展也面臨著相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢(shì)和問(wèn)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(yán)重制約了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。向占全球水總儲(chǔ)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(jì)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(diǎn)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(guò)程。海水淡化以多級(jí)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(wèn)題。RO海水淡化能耗已降到3kWh/m3，目前呈迅速上升趨勢(shì)，具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)踐表明海水淡化對(duì)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)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(duì)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(kāi)發(fā)等。這對(duì)于改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的舊工藝，提升鹽化工的水平，保護(hù)海洋環(huán)境等，是非常重要和必要的。
　　經(jīng)過(guò)40余年的發(fā)展，我國(guó)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(zhuān)門(mén)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(jì)50年代，為解決“水的危機(jī)”，美國(guó)從1952年起專(zhuān)設(shè)鹽水局，1974年后轉(zhuǎn)為資源技術(shù)局，不斷推進(jìn)水資源和脫鹽的技術(shù)進(jìn)步；1973年日本通產(chǎn)省下設(shè)造水促進(jìn)中心，專(zhuān)門(mén)研究節(jié)能的脫鹽技術(shù)；歐洲則在尤里卡等計(jì)劃下推動(dòng)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(kāi)始的，現(xiàn)在以多級(jí)閃蒸（MSF）為主，另有低溫多效（LT-MED）等；膜法是50年代開(kāi)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(dá)3.0×107m3/d，主要解決飲用，其次為工業(yè)應(yīng)用,其中海水淡化為2.0×107m3/d。
　　我國(guó)海水淡化技術(shù)是政府支持和國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下發(fā)展起來(lái)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(jí)閃蒸、壓氣蒸餾和低溫多效蒸餾）的研究開(kāi)發(fā)等，都取得相當(dāng)大的進(jìn)展。
　　我國(guó)經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，已建成海水淡化工程12個(gè)，已建成和在建裝置總量超過(guò)每天60000噸。具備了萬(wàn)噸級(jí)海水淡化的設(shè)計(jì)和工程能力，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到同等容量的世界先進(jìn)水平，噸水成本已降至5元左右。隨著裝置規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的進(jìn)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(jià)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(guó)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(wèn)題。目前世界上苦咸水淡化產(chǎn)量達(dá)7.0×106m3/d左右，膜技術(shù)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，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(guó)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(biāo)準(zhǔn)。
　　我國(guó)自上世紀(jì)60年代末就開(kāi)始用ED進(jìn)行苦咸水淡化，至今已推廣應(yīng)用得相當(dāng)普遍，年產(chǎn)離子交換膜40多萬(wàn)平方米，ED裝置近千臺(tái)。特別在低鹽度苦咸水脫鹽方面占據(jù)了較大的市場(chǎng)，日產(chǎn)水量約60萬(wàn)噸。僅山西省大同礦物局10多個(gè)礦區(qū)日處理量就達(dá)2萬(wàn)多噸，供冷卻用水和生活用水。80年代開(kāi)始RO苦咸水淡化，隨著RO膜和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，RO在苦咸水淡化中的競(jìng)爭(zhēng)地位越來(lái)越強(qiáng)，日產(chǎn)水量約50萬(wàn)噸。僅大慶油田苦咸水處理量日產(chǎn)近1.2萬(wàn)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(guó)苦咸水淡化日產(chǎn)水量達(dá)50萬(wàn)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(guó)外在這方面非常重視，美、歐、日等國(guó)家和地區(qū)年用海水作為冷卻用水超過(guò)五千億立方米，目前國(guó)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(guó)海水直流冷卻已有近70年的應(yīng)用歷史，主要應(yīng)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?jī)H200億立方米左右，與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有很大差距。國(guó)際上海水循環(huán)冷卻因突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用，單機(jī)海水循環(huán)量超過(guò)每小時(shí)15萬(wàn)立方米。我國(guó)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(jìn)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(yīng)用以來(lái)有近40多套在運(yùn)行，廣泛應(yīng)用于工業(yè)窯爐和電廠(chǎng)煙氣脫硫。目前在我國(guó)發(fā)展迅速。作為國(guó)家第一個(gè)示范工程，深圳西部電廠(chǎng)海水脫硫工程于1999年投運(yùn)達(dá)標(biāo)，并通過(guò)了國(guó)家環(huán)保總局主持的工程驗(yàn)收。福建后石華陽(yáng)電廠(chǎng)分別于1999和2000年投入運(yùn)行兩套600MW的無(wú)GGH海水脫硫裝置。隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格及執(zhí)法力度的加大，在未來(lái)10年內(nèi)，至少有4000萬(wàn)千瓦以上火電裝機(jī)容量需安裝煙氣脫硫裝置。我國(guó)是燃煤大國(guó)，酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重，急需加快煙氣脫硫技術(shù)研究和設(shè)備國(guó)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(wàn)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(guó)已解決海水沖廁的后處理關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，正在進(jìn)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(shí)踐及良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(wàn)噸、鎂及氧化鎂260多萬(wàn)噸、溴20萬(wàn)噸。
　　我國(guó)現(xiàn)年產(chǎn)海鹽約1800萬(wàn)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(wàn)立方米，其中含鉀鹽40萬(wàn)噸，溴4萬(wàn)噸，鎂鹽400萬(wàn)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(shí)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(shè)條件。
　　海水中D2O，T2O的儲(chǔ)量達(dá)200萬(wàn)億噸，鈾的儲(chǔ)量是40億噸……從長(zhǎng)遠(yuǎn)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(bǔ)，也是值得深入探討的。

海水農(nóng)業(yè)

　　我國(guó)有漫長(zhǎng)的海岸線(xiàn)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(wàn)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(shí)可行。目前海水養(yǎng)殖年產(chǎn)量約500萬(wàn)噸，海水和咸水農(nóng)業(yè)剛剛開(kāi)始，這在減輕對(duì)陸地的依賴(lài)，緩解用水緊張狀況方面也有重要意義。
　　我國(guó)是海洋大國(guó)，沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，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(wèn)題都得到切實(shí)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(jì)性隨著技術(shù)的進(jìn)步，是有競(jìng)爭(zhēng)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(jìn)步和創(chuàng)新，以使該技術(shù)不斷地向工藝簡(jiǎn)便、高效節(jié)能和清潔生產(chǎn)的方向邁進(jìn)；也有待于新的示范和社會(huì)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(guó)務(wù)院頒布實(shí)施的《全國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃綱要》已將海水淡化與綜合利用列為未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。為加速海水開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，保障全面建設(shè)小康社會(huì)奮斗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，近來(lái)制定《全國(guó)海水利用專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》，提出了2005年、2010年到2020年的相關(guān)展望。

《全國(guó)海水利用專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》有關(guān)指標(biāo)

年份

目標(biāo)

項(xiàng)目 2005年 2010年 2020年 海水淡化 15～20萬(wàn)立方米/日1～2個(gè)萬(wàn)噸級(jí)LT-ME和RO海水淡化示范工程 50萬(wàn)立方米/日，3～4個(gè)10萬(wàn)噸級(jí)海水淡化工程。 150萬(wàn)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(gè)萬(wàn)噸級(jí)海水循環(huán)冷卻示范工程大力推廣1～2個(gè)100萬(wàn)平方米以上海水沖廁示范工程。 500億立方米/年；5～10萬(wàn)噸級(jí)海水循環(huán)冷卻工程；國(guó)產(chǎn)化示范（10個(gè)廠(chǎng)）；產(chǎn)業(yè)化示范（1200萬(wàn)人用）；苦咸水淡化容量達(dá)到100萬(wàn)噸/日，苦咸水冷卻量40～50萬(wàn)立方米/小時(shí)。 1000億立方米/年替代淡水價(jià)值200～300億元。普及率達(dá)到80%以上。海水沖廁總面積達(dá)到15億m2（5000萬(wàn)人用）苦咸水淡化容量達(dá)到300萬(wàn)噸/日，苦咸水冷卻規(guī)模達(dá)到500萬(wàn)立方米/小時(shí)。 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(biāo)準(zhǔn)等 政策法規(guī)示范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，組建中國(guó)海水利用產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)。 建設(shè)3個(gè)示范城市、5個(gè)示范區(qū)，培育兩個(gè)產(chǎn)業(yè)化基地占國(guó)際市場(chǎng)份額5%。 國(guó)產(chǎn)化率達(dá)95%以上，占國(guó)際市場(chǎng)10%左右，年售水產(chǎn)值40億元，裝備產(chǎn)值50億元。