作者：陳克勤

原載《光明日?qǐng)?bào)》2001年7月13日

連續(xù)12年的干旱使以色列憂心忡忡，國(guó)家水委會(huì)最近向內(nèi)閣提交報(bào)告稱，今年缺水將達(dá)4.65億噸，水荒超乎人們預(yù)料。

以色列20世紀(jì)60年代發(fā)明滴灌技術(shù)后，依靠科學(xué)用水，一代人就實(shí)現(xiàn)了從落后農(nóng)業(yè)國(guó)向現(xiàn)代工業(yè)國(guó)騰飛的經(jīng)濟(jì)奇跡。以色列的水資源利用已近極限，水利用率達(dá)110%以上，年利用廢水2.6億噸，占總水量的六分之一。

以色列有3個(gè)淡水源，加利利湖、山區(qū)和沿海地下水層。地下水已下降1米多，鹽堿度翻番，一些沿海地下水已因取水過(guò)度遭海水侵浸而無(wú)法飲用。

政府頒布了許多節(jié)水措施，大力推廣節(jié)水產(chǎn)品，使耗水較多的農(nóng)業(yè)用水減少一半，城市用水減少10％。政府還通過(guò)提高水價(jià)20％，禁止家庭洗車、澆灌草地和花園，推廣化纖草皮等來(lái)限制用水。世界猶太基金會(huì)發(fā)起“挽救以色列水源”運(yùn)動(dòng)，擬5年內(nèi)集資2.5億美元，再建100個(gè)廢水處理廠，年處理1.5億噸農(nóng)業(yè)用水。

水委會(huì)認(rèn)為，以色列解決水危機(jī)不能靠天、靠別人，生存的未來(lái)只能靠大海。魏茲曼科學(xué)研究院建國(guó)初就成立海水淡化中心。以色列IDE海水淡化公司1965年在埃拉特建第一個(gè)海水淡化廠，35年來(lái)已為40個(gè)國(guó)家建320多個(gè)淡化水廠，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。4月23日，它為塞浦路斯建的4500萬(wàn)噸海水淡化廠落成，每噸水售價(jià)0.79美元，年盈利1300萬(wàn)美元。

以色列正在阿什克隆籌建一個(gè)5千萬(wàn)噸海水淡化廠，還計(jì)劃在阿什杜德建一個(gè)4500萬(wàn)噸海水淡化廠。水委會(huì)制定了2020年“水經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃”，每2年半建一座5千萬(wàn)噸級(jí)海水淡化廠，屆時(shí)年淡化水4億噸。遠(yuǎn)期規(guī)劃建20個(gè)廠，年淡化水10億噸，靠大?！敖饪省?。屆時(shí)加利利湖水位將提高2米，地下水位提高2－4米。

大海是人類的不竭水源。地球表面70.8％是水，海水占97.5％，淡水僅為2.5％，其中87％是冰雪，真正能取用的淡水僅占地球總水量的0.014％。目前，全球120個(gè)國(guó)家已建成1.36萬(wàn)座海水淡化廠，日產(chǎn)水0.26億噸，其中沙特有27家，產(chǎn)量占全球的30％，其次是美國(guó)，占15％。

海水淡化分為蒸餾和過(guò)濾兩類。最初采用海水加熱蒸發(fā)冷卻及電滲析法，后來(lái)發(fā)展為多級(jí)真空閃蒸。以色列目前采用的高科技反向滲透膜技術(shù)是后起之秀，已廣泛用于海水和污水處理，成本降到每噸0.4美元。以色列還在試驗(yàn)核能、太陽(yáng)能、海浪發(fā)電淡化海水，成本可降到每噸0.2美元。以色列已走上靠大海徹底“解渴”的希望之路。

海水淡化是人類追求了幾百年的夢(mèng)想。早在250多年前，英國(guó)王室就曾懸賞征求經(jīng)濟(jì)合算的海水淡化方法。

目前全球海水淡化技術(shù)超過(guò)20 余種，包括反滲透法、低多效、多級(jí)閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點(diǎn)蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)以及利用核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能海水淡化技術(shù)等等，以及微濾、超濾、納濾等多項(xiàng)預(yù)處理和后處理工藝。從20世紀(jì)50年代以后，海水淡化技術(shù)隨著水資源危機(jī)的加劇得到了加速發(fā)展，在已經(jīng)開(kāi)發(fā)的二十多種淡化技術(shù)中，蒸餾法、電滲析法、反滲透法都達(dá)到了工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的水平，并在世界各地廣泛應(yīng)用。

從大的分類來(lái)看，主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類，其中低多效蒸餾法、多級(jí)閃蒸法和反滲透膜法是全球主流技術(shù)。一般而言，低多效具有節(jié)能、海水預(yù)處理要求低、淡化水品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)；反滲透膜法具有投資低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但海水預(yù)處理要求高；多級(jí)閃蒸法具有技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、裝置產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，但能耗偏高。一般認(rèn)為，低多效蒸餾法和反滲透膜法是未來(lái)方向。預(yù)計(jì)“十二五”期間，我國(guó)海水淡化將達(dá)到150萬(wàn)-200萬(wàn)噸/日，是現(xiàn)有產(chǎn)能的三四倍，投資規(guī)模將達(dá)到200億元左右。

現(xiàn)在世界上有十多個(gè)國(guó)家的一百多個(gè)科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行著海水淡化的研究，有數(shù)百種不同結(jié)構(gòu)和不同容量的海水淡化設(shè)施在工作。一座現(xiàn)代化的大型海水淡化廠，每天可以生產(chǎn)幾千、幾萬(wàn)甚至近百萬(wàn)噸淡水。

淡化水的成本在不斷地降低，有些國(guó)家已降低到和自來(lái)水的價(jià)格差不多。某些地區(qū)的淡化水量達(dá)到了國(guó)家和城市的供水規(guī)模。

目前我國(guó)人均水資源量約為2100m3，為世界人均占有量的1/4，我國(guó)已被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)最缺水國(guó)之一。沿海工業(yè)城市人均水資源量大部分低于500 m3，處于極度缺水狀態(tài)。大力發(fā)展海水淡化市場(chǎng)已經(jīng)是當(dāng)務(wù)之急。

按照目前平均海水淡化設(shè)備7000元/噸日的綜合成本測(cè)算，一套10萬(wàn)噸/日的海水淡化設(shè)備裝置的綜合投資成本約7億元。按照未來(lái)10年海水淡化產(chǎn)能增加170-200萬(wàn)噸/日來(lái)測(cè)算，未來(lái)十年海水淡化設(shè)備投資有望高達(dá)120~140億元，行業(yè)有望進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。

《中國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告前瞻》顯示，我國(guó)已建和即將建成的工程累計(jì)海水淡化能力約為60萬(wàn)噸/日，從政策規(guī)劃來(lái)看，未來(lái)十年內(nèi)行業(yè)市場(chǎng)容量有5 倍以上的成長(zhǎng)空間，前景較為樂(lè)觀。淡化海水成本已降到4-5元/噸，經(jīng)濟(jì)可行性已經(jīng)大大提升，考慮到未來(lái)技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的成本下降，以及策扶等因素，未來(lái)海水淡化產(chǎn)業(yè)有望出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

目前，全球海水淡化日產(chǎn)量約3500萬(wàn)立方米左右，其中80%用于飲用水，解決了1億多人的供水問(wèn)題，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供飲用水。全球有海水淡化廠1.3萬(wàn)多座，海水淡化作為淡水資源的替代與增量技術(shù)，愈來(lái)愈受到世界上許多沿海國(guó)家的重視；全球直接利用海水作為工業(yè)冷卻水總量每年約6000億立方米左右替代了大量寶貴的淡水資源；全世界每年從海洋中提鹽5000萬(wàn)噸、鎂及氧化鎂260多萬(wàn)噸、溴20萬(wàn)噸等。海水淡化需要大量能量，所以在不富裕的國(guó)家經(jīng)濟(jì)效益并不高。沙特阿拉伯的海水淡化廠占全球海水淡化能力的24%。阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)的杰貝勒阿里海水淡化廠第二期是全球最大的海水淡化廠，每年可產(chǎn)生3億立方米淡水。

一個(gè)海水淡化工廠于1954 年建于美國(guó)，現(xiàn)在仍在得克薩斯的弗里波特（Freep-ort）運(yùn)轉(zhuǎn)著。佛羅里達(dá)州的基韋斯特（Key West）市的海水淡化工廠是世界上最大的一個(gè)，它供應(yīng)著城市用水?！『Ｋ饕菫榱颂峁╋嬘盟娃r(nóng)業(yè)用水，有時(shí)食用鹽也會(huì)作為副產(chǎn)品被生產(chǎn)出來(lái)。海水淡化在中東地區(qū)很流行，在某些島嶼和船只上也被使用。我國(guó)最早使用海水淡化的為浙江省嵊泗縣?，F(xiàn)該縣已安裝日產(chǎn)20000噸海水淡化設(shè)備。

21世紀(jì)以前，反滲透膜技術(shù)都是被國(guó)外所壟斷，而中國(guó)是直到90年代末期才開(kāi)始掌握了反滲透膜的生產(chǎn)技術(shù)．這個(gè)歷史要追述到建國(guó)初期，當(dāng)時(shí)我們國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)人已經(jīng)意識(shí)到海水淡化的前景和將來(lái)在社會(huì)中的作用。

早在1958年，石松研究員等首先在我國(guó)開(kāi)展離子交換膜電滲析海水淡化研究。而在此前1953年美國(guó)C.E.Reid建議美國(guó)內(nèi)務(wù)部將反滲透研究列入國(guó)家計(jì)劃。

隨后1967年，國(guó)家科委組織全國(guó)海水淡化會(huì)戰(zhàn)，組織全國(guó)在水處理和分析化學(xué)、材料化學(xué)、流體力學(xué)等各個(gè)學(xué)科的精英會(huì)戰(zhàn)海水淡化。

1970年，會(huì)戰(zhàn)主力匯集我國(guó)浙江省的杭州市，組織了全國(guó)第一個(gè)海水淡化研究室。此期間，他們一直用電滲析技術(shù)進(jìn)行海水淡化，研制成功海洋監(jiān)測(cè)專用微孔濾膜，建成了世界最大的電滲析海水淡化站——西沙永興島海水淡化站。一度在海水淡化方面成為世界領(lǐng)軍人物。

1982年，中國(guó)海水淡化與水再利用學(xué)會(huì)經(jīng)中國(guó)科協(xié)學(xué)會(huì)部批準(zhǔn)在杭州成立。但是，因?yàn)榻?jīng)歷了十年浩劫，畢竟還是衰弱下去了，此時(shí)，遠(yuǎn)在大洋彼岸的美國(guó)的全芳香族聚酰胺復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)赫然問(wèn)世。

1984年，國(guó)家海洋局以海水淡化研究室為主體，組建國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，中國(guó)開(kāi)始對(duì)膜技術(shù)重視了，但是，美國(guó)海水淡化用復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)大面積商業(yè)化了，投入到了國(guó)家和民用中去了。

1992年，國(guó)家為了追趕膜方面技術(shù)與世界的差距，國(guó)家科委軍頂，以國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心為依托，組建國(guó)家液體分離膜工程技術(shù)研究中心，并開(kāi)始悄悄研制國(guó)產(chǎn)反滲透膜。

直到2001年，國(guó)際海洋局杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心實(shí)行集團(tuán)化分體管理，所轄三個(gè)控股的中外合資公司，兩個(gè)中資公司和一個(gè)研發(fā)中心。

同年，杭州北斗星膜制品有限公司正式公開(kāi)問(wèn)世，從此，中國(guó)有了自己的反滲透膜產(chǎn)品，享有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、由中國(guó)制造、具有民族品牌的高性能復(fù)合膜元件開(kāi)始投放市場(chǎng)，中國(guó)成為世界上第四個(gè)掌握自主反滲透膜技術(shù)的國(guó)家。而杭州水處理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成為全球八家自主反滲透膜生產(chǎn)廠家之一。也稱為RO膜。我們無(wú)法去追究是工業(yè)文明還是人口無(wú)休止的增長(zhǎng)使我們面臨了這場(chǎng)水的危機(jī)：早在70年代中期，由于眾多的河流遭到嚴(yán)重污染，全世界有70%的人無(wú)法保證衛(wèi)生、安全地用水。淡水資源的日益匱乏，使人們一再把目光投向浩瀚的海洋，只要將導(dǎo)致海水又苦又咸的鹽類物質(zhì)從中去除，就能獲得淡水。地中海中部的馬耳他，建有世界上最大的反滲透海水淡化廠。海水在這里乖乖地繳械投降，變成衛(wèi)生的淡水，為島上的3萬(wàn)居民和前來(lái)觀光的旅游者提供忠實(shí)的服務(wù)。