浅谈淡水危机的解决方法

　　摘要：主要介绍了淡水危机以及解决淡水危机的方法，用大量事实论证了海水（苦咸水）淡化和污水处理再利用是解决淡水危机行之有效的措施。

　　关键词：海水淡化,污水处理

1 淡水资源危机

　　21世纪将是水的世纪。20世纪初，国际上就有19 世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水\"的说法。 第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为\"世界水日\"，号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。从全球范围来看，根据联合国统计，全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6－7倍，比人口增长速度高2倍，全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水，即平均每5人中便有l人缺水。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口（23亿）缺水，波及的国家和地区达40多个，中国是其中之一。中国被联合国认定为世界上13 个最贫淡水的国家之一。我国淡水资源总量名列世界第六，但人均占有量仅为世界平均值的1/4，位居世界第109 位，而且水资源在时间和地区分布上很不均衡，有10个省、市、自治区的水资源己经低于起码的生存线，那里的人均水资源拥有量不足500立方米。目前我国有300 个城市缺水，其中110个城市严重缺水，他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区，水己经成为这些地区经济发展的瓶颈。2010年后，我国将进入严重缺水期，有专家估计，2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。因此，为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的解决己迫在眉睫。

2 解决淡水危机的途径

　　解决淡水紧缺问题有很多途径，核心原则是\"开源节流\"，地表水资源较丰富地区，可建储水工程；地表水资源贫乏地区，可实施跨流域调水、海水和苦咸水淡化，此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。

　　在我国地下取水己受到越来越多的限制，为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水工程，但兴建新的蓄调水工程，投资比过去大大增加，而跨流域引水则随着调水距离越来越远，调水成本越来越高，加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题，远距离调水的传统方法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是，这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量，淡水紧缺的问题依然十分严峻。所以海水淡化和废水利用是解决淡水紧缺比较实用的方法。

2.1 海水淡化

(1) 采用海水淡化的原因

　　地球表面的2／3被水覆盖，可谓水资源极为丰富，但地球上的总储量中97%是咸水（包括海水和苦咸水），在余下的3％的淡水中，又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%，而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。

　　我国海岸线的总长为 32647公里，被列为海洋大国，而且沿海和中西部地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源，在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下，开发和利用海水和苦咸水资源，进行海水（苦咸水）淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。而且，发展海水（苦咸水）淡化技术，向大海要淡水也己经成为当今世界各国的共识。

(2) 海水淡化技术和发展

　　海水淡化，亦称海水脱盐，是通过装置和除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。

　　海水淡化的蒸馏法主要有：多级闪蒸（MSF）、低温多效（LT-MED）和压汽蒸馏（MVC）三种技术。前两种技术采用蒸汽做汽源，多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是利用热泵蒸发技术，它仅使用电能，应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透（RO）技术，它利用半透膜，在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。

　　海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术，美、法、日、以色列等国的技术已经非常发达，而且已形成海水淡化产业。我国的海水淡化技术研究始于50年代，经过40多年的发展，锻炼了自己的海水淡化专门人才，组建了一些专门研究开发机构，在蒸馏淡化、反渗透两大技术领域，经过几个五年计划的攻关，多项工程的实践，已经具有丰富的经验。但由于人们对海水淡化技术的认识不完全，国家经费投入少，使这项技术不能得到很快地发展。

(3) 海水淡化的能耗与成本

　　在海水淡化技术已成熟的今天，经济性是决定其广泛应用的重要因素。在国内，\"成本费用过高\"一直被认为海水淡化的主要问题，但实际上这是一个\"认识\"问题。

　　目前世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、远程调水和海水（苦咸水）淡化三种。开采地下水作为一个重要的开源措施，工程量小、成本低，这是很吸引人的优点，但地下取水受资源条件限制很大，而且许多地区多年来由于过度开采地下水，己形成地下漏斗，造成房屋倾斜，远程调水，目前并没有把工程投资费用以及取水的间接经济损失计算在内，仅以日常运行费用、管理费计算其成本，这与真正成本相差很大。其实引水工程，除了巨额的投资外还要占用大量耕地，还存在被引水地区的环境危害等问题。如引黄济青（岛）工程，占地达6.2万亩，还会造成黄河断流、植被破坏等生态环境问题，而生态环境的破坏在经济上是难以估量的。 80年代实施的引滦入津工程，时至今日每立方米仍达2．3 元左右，距离天津市民的用水价1.4元有0．9元的政府补贴。专家预测，南水北调工程实施后，长江水流到北京，按现行不变成本计算，综合成本在5元/立方米以上，甚至有专家预测每立方米将达20元。美国有资料认为，远程调水40公里，成本将超过海水淡化。

　　对于海水淡化，能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来，随着技术的提高，海水淡化的能耗指标降低了90%左右（从 26.4kWh／m3降到 2.9 kWh／m3），成本随之大为降低，目前我国海水淡化成本己经降至4－7 元/立方米，而苦咸水淡化成本降至2-4元/立方米，如天津大港电厂的海水淡化的成本为5元/立方米，如进一步综合利用，把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等，则其淡化成本还可大大降低。可见，如果抛开政府补贴等政策性因素而单从经济技术方面分析，海水淡化尤其苦咸水淡化的单位成本实际上是很有竞争力的。

2.2 污水处理与利用

　　地球上的水是处于不停的自然循环之中，城市用水、排水是干扰水自然循环的子循环。人们从自然水体取用的水是水质良好的自然水，还给水体的水也应该是水体自净所能允许的，经过污水再生处理后排放到水体以保障水环境不遭破坏和水资源的可持续利用。然而，我国城市污水基本未经处理就排到江湖之中，各地将生活和生产中产生的大量有机物、营养物、有毒物质源源不断地向江、河、湖、海中倾泻。破坏了天然水的良好循环，使水质遭到了污染。以致全国城市水源只有30%符合卫生标准，全国有65%以上的人饮用受污染的水，解决这种状况的唯一可行途径就是在城市内修建污水处理厂，将污水处理到水环境自净要求的处理程度，然后才能排放，或者经深度处理后再生回收利用。

(1) 污水处理的方法

　　我国地域广阔各地之间差异极大，污水处理不宜采用同一类技术，更不宜推行一种工艺方法。污水处理方法主要为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类，同时在自然池沼、湿地发达的地方，也应有条件地采用自然净化污水的方法，采用科学有效的措施，即能保护生态环境不受污染又经济可行。

　　物理处理法即通过物理作用分离、回收废水中不溶解的悬浮状态污染物的方法；化学处理是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的方法；生物处理法即是通过微生物的代谢作用，使水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物转化为稳定、无害的物质的方法。缺水城市特别应注重污水再生的技术路线，发展污水回用技术，我市已为全国缺水城市做出了示范。

(2)污水处理水的有效利用

　　污水处理水和深度净化水用于农田灌溉、工业用水、市政用水的技术已经解决，相应规范与水质标准已经建立。当前我国每天产生约1亿m3的污水，如果利用其20%-30%就可以解决近10年-20年的城市水资源的不足。

　　污水处理水的有效利用，不但缓解水资源的不足，同时也减轻了环境污染。污水回用的经济效益还能带动污水处理事业的发展，取得更大的环境效益和社会效益，是保护环境、合理利用水资源的可行的战略方针，是一箭双雕之举。

　　对于缺水城市污水经处理和深度净化供给工业用水，是解决水荒的可行方法，是势在必行之路。同时污水回用也远比远距离调水经济，可以节省水资源费、长距离输水管道建设费用和电费。以大连市引碧工程和大连市春柳河污水厂万m3级再生回用示范用水厂为例，对比如下：

　　我市目前用水量120×104 m3/d，产生城市污水90×104 m3/d。如果建设30×104 m3/d以城市污水二级处理水为原水的工业净化水厂，比从碧流河水库取水建设自来水厂节省基建投资3亿元，年节省运行费用5500万元。经济效益是非常可观的，所以我市在马拦河污水厂规划建设了二期污水再生水厂。

3 结论

　　综上所述，针对淡水资源危机和水资源可持续利用的对策主要有：

　　开源：采用海水和苦咸水淡化措施，向取之不尽、用之不绝的大海要淡水；大量对生活污水和工业废水进行处理及回收利用，加强对水的自然循环的调控，增加水资源的利用率。

　　节水：尽量减少从天然水体的取水量，保持水循环的正常运行。而有效的节水方法就“开源节流”。