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科学网 标签 海水淡化 相关日志

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沙特Ihsanullah博士综述:MXenes在海水淡化中的研究现状和展望
nanomicrolett 2020-5-21 17:06
Potential ofMXenes inWater Desalination:Current Status andPerspectives IhsanullahIhsanullah Nano-Micro Lett.(2020)12:72 https://doi.org/10.1007/s40820-020-0411-9 本文亮点 1 综述了MXene和基于MXene的纳米材料在 海水淡化 中的应用。 2 总结了用于海水淡化的 MXene合成 的最新进展。阐述了MXenes的 除盐机理和循环能力 。 3 总结了MXene材料在海水淡化中的 挑战和未来前景 。 研究背景 MXenes是一种新的2D过渡金属碳化物,也属于氮化物和碳氮化物家族,于2011年由Drexel大学的研究人员中发现。近期大量研究表明 MXene可以作用于水净化 ,包括电容性去离子,膜和吸附。这篇综述着重介绍了与MXenes和MXene基复合材料在海水淡化中的合成和应用以及未来挑战。 内容简介 MXenes是新型2D过渡金属碳化物,具有高表面积,高金属导电性,易功能化和亲水性等特点,使它们成为储能应用的最佳材料。最近在水处理和淡化中,MXenes也表现出了优秀的应用潜力。沙特阿拉伯法赫德国王石油与矿产大学的Ihsanullah Ihsanullah在这篇综述中总结了用于海水淡化的MXenes和MXene基复合材料合成的最新进展。 图文导读 I MXenes作为离子筛膜 MXene纳米片可用于独立式或支撑膜中分子和离子的尺寸截留和电荷选择性截留。原理是由于MXene的层间间距受到限制,因此可以消除水中的较小离子。通过MXene(如Ti 3 C 2 T x )基膜的水通量很高,并且基于离子的电荷和水合半径,膜对各种离子均显示出极好的分离潜能。有研究通过真空辅助过滤(VAF)方法制备了Ti 3 C 2 T x 膜,并报道了选择性筛分阳离子的方法。膜的厚度在水透过膜中起关键作用。通过MXene膜的通量随厚度的增加而下降,直到在较高的厚度下达到稳态值为止。离子渗透率取决于阳离子的大小和电荷。MXene膜比氧化石墨烯对不同尺寸的带电金属阳离子和染料阳离子具有更好的选择性。 图1.Ti 3 C 2 T x 膜的合成。 图2.Ti 3 C 2 T x 膜的分离能力。 II MXenes的电容去离子(CDI) CDI是一种节能的电化学过程,其中阴离子和阳离子基于它们的电荷进行分离,并分别沉积在带正电的阳极和带负电的阴极上。电极材料的选择在CDI工艺中至关重要,理想的电极必须具有较高的表面积,良好的导电性和较高的稳定性。由于其优异的电容特性,MXenes已成为用于CDI应用的新型电极材料。基于MXene的CDI电极同时具有出色的阳离子和阴离子吸附能力,这是由于它们具有高的电导率,亲水性和可调节的表面。Srimuk等人通过将Ti 3 C 2 浇铸到CDI电池的多孔隔板上,首次引入了基于MXene的CDI电极。MXene CDI电极在30个循环中表现出出色的性能,其盐吸附能力为13±2 mg/g(在5 mM NaCl盐水溶液中为1.2 V电池电压)。离子在电极上的吸附是通过离子插入而不是双层形成而发生的,如图3所示。 图3. 在电极材料表面通过非法拉第(静电)离子电吸附进行电化学水脱盐的概念。 III MXenes应用于海水淡化 MXene具有出色的光热转换效率,使其成为太阳能脱盐应用的理想选择。MXenes的光热水蒸发能力是这些2D材料的又一个节能特性。赵等人报道了疏水性MXene膜的合成和太阳能脱盐的潜力。如图4所示,通过HCl/LiF蚀刻从MAX相中获得分层的Ti 3 C 2 (d-Ti 3 C 2 ),然后进行真空脱氧和超声处理。疏水膜是通过对d-Ti 3 C 2 进行三甲氧基表面改性而获得的。改性后获得的疏水MXene膜用于太阳能蒸发设备,该设备自浮在海水上。该膜实现71%的太阳蒸汽转化效率,1.31 kg·m 2 /h的太阳蒸发速率,以及在高盐度条件下200 h内的稳定性。四种主要离子(Ca 2+ ,Mg 2+ ,Mg 2+ 和Na + )的排斥率超过99.5%,而对于有机染料和重金属,则达到了近100%的排斥率,如图5所示。由于长期使用后盐分阻滞性差,因此不适合长期太阳能脱盐应用。 图4.疏水性d-Ti 3 C 2 T x 膜的制造过程示意图以及太阳能淡化装置。 图5. (a)太阳能脱盐前后四个初级离子的盐度。(b)有机和重金属离子排斥性能。 IV 全蒸发淡化 全蒸发脱盐是水扩散通过膜,然后蒸发成膜另一面的气相的组合。MXene/PAN复合材料和独立式MXene膜是通过将MXene悬浮液真空过滤而制得的,如图6所示。将一定量的MXene纳米片沉积在PAN基材上以制备MXene/PAN复合材料,同时通过类似的方法使用聚碳酸酯(PC)制备独立的MXene膜,然后在干燥后的基材上剥离出MXene。随着MXene纳米片的数量增加,MXene层的厚度也会增加,并且其颜色从浅绿色变为深绿色。这些膜具有全蒸发脱盐的巨大潜力,可以在95%的温度下排去99.5%的盐,并显示出85.4 L/(m 2 ·h)的水通量。与文献中报道的其他膜相比,MXene膜还显示出了对海水的出色脱盐性能。全蒸发淡化的缺点之一是能源的大量使用,然而,随着可再生能源或废物源能源的利用,能源效率有望得到显着提高。 图6.用于全蒸发淡化的MXene膜。 作者简介 Ihsanullah Ihsanullah 沙特阿拉伯法赫德国王石油与矿产大学 化学工程系 Research Engineer-III ▍ 主要研究领域 水处理,膜工艺,脱盐,环境工程,用于水修复的纳米材料。 ▍ Email: ihsankhan@kfupm.edu.sa 撰稿: 《纳微快报》编辑部 编辑: 《纳微快报》编辑部 关于我们 Nano-Micro Letters是上海交通大学主办的英文学术期刊,主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯,在Springer开放获取(open-access)出版。可免费获取全文,欢迎关注和投稿。 E-mail: editorial_office@nmletters.org Tel: 86-21-34207624
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能源和环境催化材料研究所在海水淡化新材料领域的新进展
martinluomin 2019-8-8 13:00
近日,化学化工学院(省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室)罗民教授负责 的能源和环境材料研究团队,在 电化学海水淡化 研究方面取得重要研究进展。研究成果在线发表在美国 ACS 数据库国际可持续化学与工程领域 Top 期刊 《 ACS Sustainable Chem. Eng 》(一区, Impact Factor 2018: 6.97 )。论文题目: “More Ca 2+ less Na + : increase the desalination capacity and performance stability of Na x Ca y CoO 2 ” ; DOI : 10.1021/ acssuschemeng.9b02157 . 宁夏大学罗民教授为本文的通讯作者,2018级水资源利用与化学化工博士研究生周瑞娟同学为论文第一作者。 水资源短缺和水环境的污染是困扰社会可持续发展的重大问题,而海水淡化技术则为解决水资源难题提供了有效的解决方案。反渗透、闪蒸法和电渗析等方法是目前常用的水处理技术,这些方法普遍存在高成本、高能耗和二次污染的问题。因此发展低成本,低能耗和高效率的水处理技术势在必行。 电化学去离子(electrochemical deionization,EDI)是一种从水溶液中脱除可溶性带电离子的新兴技术方法。作为一种低能耗,环境友好的脱盐技术受到关注,并在苦咸水淡化、海水脱盐、废水治理、高附加值离子的提取和有害离子的脱除等方面有潜在的应用前景。脱盐电池(FDI)是一种新型的脱盐技术,通过输入电能, 在电极表面发生氧化还原反应(法拉第反应)而提取盐溶液中的钠离子和氯离子,达到脱盐淡化之目的。然后再通过放电过程(两电极短接或反向施加电压)释放离子到浓盐水中,同时回收部分能量。 近年来,二维层状纳米科学和技术的迅猛发展为开发新型脱盐电极材料提供了契机。该课题组通过溶胶凝胶法(Sol-Gel)在层状钴酸钠脱盐电极材料的钴氧层板间化学掺杂引入Ca2+掺杂,调控Co3+/Co4+的比例和氧空位的含量。随钙掺杂含量增加,Co3+/Co4+逐渐增加,导致不稳定的Co4+ 向Co3+弛豫时产生丰富的氧空位。进而通过化学氧化法,从层间脱出Na+,同时在层间引入结构水分子,得到了掺钙脱钠的水合物电极材料。通过调控钙离子和钠离子的含量,脱盐电极的脱盐性能得到了很大的提高。Na0.27Ca0.03CoO2•0.6H2 O 的脱盐容量达到了83.5 ± 2.4 mg g-1,法拉第效率接近100%,脱盐循环50次没有明显的衰减。研究表明,由于丰富的氧空位改善了材料的导电性能,而钙离子在层间起到了稳定层板结构的作用,因而实现了高脱盐量和高循环稳定性能。本文还通过电化学石英晶体微天平原位深入研究了水合离子在层间脱嵌的微观机理。该研究成果推动了脱盐电池在高浓度盐水脱盐和水资源的重复利用中的应用。 上述研究工作得到了国家自然科学基金(Nos. 21561026, 21361020)和“化学工程与技术”一流学科“煤基储能与光电催化材料”科研创新团队项目(Grant No. NXY-LXK2017A04)项目资助。 文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.9b02157
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[转载]我国科学家在太阳能海水淡化方面取得重要突破
redtree 2019-1-27 18:04
我国科学家在太阳能海水淡化方面取得重要突破 日期:2019年01月07日 来源:科技部   随着社会发展,淡水资源变得越发匮乏,水资源短缺正成为全球需要共同面对的挑战。光热蒸汽技术以太阳能和海水为原料,为清洁水资源的生产提供了一条路径。然而,传统的块体光热蒸汽技术由于产水效率较低(约40%),难以满足实际需求。   在“纳米科技”重点专项“表面等离激元高效光热转换机理、器件及太阳能热利用”项目支持下,南京大学朱嘉教授团队将氧化铝多孔模板与金属纳米颗粒自组装技术结合,创新性地设计了一种新型吸收体材料,在400nm到10μm波段具有99%的太阳光吸收效率。结合新型界面光热转换设计,将这种材料应用到海水淡化上,光热蒸汽转化效率可达90%,并且水质可以满足WHO的饮用水标准。在此基础上,该团队进一步实现蒸汽焓存储利用和太阳能水电联产,依靠太阳光和自然水源两种地球上最充沛的资源,即可实现洁净水和电的联产。同时,该团队也将界面太阳能蒸汽技术创新性地推广到了污水处理、灭菌等领域,取得了较好的结果。   我国科学家取得的成果,引起了国际学术界和产业界的广泛关注。《科学》杂志以《新的水纯化系统可帮助世界解渴》为题进行专文介绍。这一新型太阳能海水淡化技术显示出广阔的前景,不但可以为贫困、偏远地区提供经济、可行的饮用水方案,也可为海洋、沙漠、军事等特殊地区及应用领域提供小型、便携的供水方案,更有可能为世界性的水资源缺乏问题贡献“中国水方案”。
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什么是氧化石墨烯?
richor 2018-5-10 16:55
【石墨烯】 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/12/241356.shtm 1962 年化学家 Hanns-Peter Boehm 就做了石墨烯方面的研究工作。 这两人最先测试了石墨烯的电学特性,并首先得到真正意义上的单层石墨烯,这才引起物理和材料学研究的热潮。 电阻率只约 10 -6 Ω · cm ,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。 石墨烯教父海姆的心路历程: https://www.leiphone.com/news/201511/k7ZCvphAEKCcPseA.html (文中涉及了做科研的方法心得,很值得一学。) 2004 年 science 报道原文: http://science.sciencemag.org/content/306/5696/666.full 如果给金属一个外加电场,金属表面的电子数目会改变,从而可以预见它的表面性质也会改变。这正是 现代半导体电子器件工作的原理 。 第一个手工制作的放在玻璃表面的样品表现出了明显的电场效应, 它的电阻可以通过外加电场改变几个百分点 。这听起来可能微不足道,但是对比一下此前要测量到一点点的电场效应都有多难,我感到非常震惊。 石墨烯( Graphene )是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。 2004 年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,两人因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得 2010 年诺贝尔物理学奖。 石墨烯应用上,目前竟然还没有成功的: https://www.zhihu.com/question/24752600 李弘扬的回答。 现在搞石墨烯应用的没一个赚钱的,真正赚钱的就是卖设备,卖 CVD 管式炉。 像苹果这么重视新材料的大型科技公司,都没有任何青睐石墨烯的消息。 三星曾经放出过消息,会把石墨烯用在手机触控屏上,进而得到实用的柔性电子器件。但目前并没有成功,一个主要的原因就是成品率太低,再加上现在屏幕质量的飞速发展,用石墨烯代替 ITO 如果无法实现质的飞跃,可能真的用处不大。 【石墨烯制备】 https://www.zhihu.com/question/38098759 宫非和杨怀超的回答。 石墨烯的制备: 氧化石墨烯成本最低量产能力最大 , CVD 成本高些量产能力弱,热解 SiC 成本最高。 其他的制造石墨烯的方法还有微机械剥离法、印章切取转印法、液相剥离法、气溶胶高温分解法、外延生长法、无定形碳化物薄膜转化法、有机合成法等。 Hummers 的改良式氧化还原法制备顺序是石墨→ 氧化石墨→ 氧化石墨烯 → 石墨烯 ( 或还原氧化石墨烯 ) 。 石墨 → 氧化石墨花比较多成本的是冷却及酸材料的钱;氧化石墨→ 氧化石墨烯只是离心,花到设备摊提而已;到这步骤每克成本不超过 2 元,所以坊间已经有 每克 3 元 的石墨烯是 氧化石墨烯 鱼目混珠的。贵的是最后一段氧化石墨烯 → 石墨烯,由于前面的缺陷无法补平,所以需要更好的还原技术,整体大概是 每克 40 元 。 石墨经加酸以后变成氧化石墨烯。 石墨烯的另一个应用,触控屏: http://display.ofweek.com/2017-03/ART-8321302-8440-30119876.html GO 膜可以作为一种制备方法: http://baike.21cp.com/doc-view-7295.html 作为石墨烯重要应用之一,石墨烯透明导电膜以其资源丰富、良好的化学稳定性和柔韧性有看取代资源缺乏、脆性的铟锡氧化物( ITO )成为新一代的透明导电膜,在柔性显示领域表现出巨大的应用潜力。 GO 具有良好的水溶性,易于成膜。因此,先利用 GO 溶液成膜,再对 GO 薄膜进行还原处理,可以制备出低本钱大面积的柔性石墨烯透明导电膜。其关键是采用什么还原方法有效地移除 GO 表面的含氧官能团,获得具有高导电性的石墨烯及其薄膜材料。 【触控屏应用 ITO 】 铟锡氧化物 电容触摸屏: 当手指触摸在金属层上时,由于人体电场,用户和触摸屏表面形成一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。 电容式触控屏可以简单地看成是由四层复合屏构成的屏体:最外层是玻璃保护层,接着是导电层,第三层是不导电的玻璃屏,最内的第四层也是导电层。最内导电层是屏蔽层,起到屏蔽内部电气信号的作用,中间的导电层是整个触控屏的关键部分,四个角或四条边上有直接的引线,负责触控点位置的检测。 在氧化物导电膜中,以掺 Sn 的 In2O3(ITO) 膜的 透过率 最高和导电性能最好。 ITO 中其透光率和阻值分别由 In2O3 与 SnO2 之比例来控制,通常 SnO2:In2O3=1:9 。 其方块电阻为电阻率与膜厚的比值,因此,膜约薄,电阻约低。好的 ITO 膜, 100-200nm ,电阻率为 10 -4 Ω Ÿ cm 。所以石墨烯从这个角度上来说,跟 ITO 膜很像。 但在这方面,碳纳米管似乎走的更快。 http://news.sina.com.cn/o/2018-05-08/doc-ihacuuvv0319605.shtml 碳纳米管薄膜长什么样子? http://www.chinabaike.com/t/30904/2014/1117/3000510.html 准确的说是碳纳米管网络在衬底上。 【氧化石墨烯( GO )】 研究的要早的多。 氧化石墨仍然保留石墨母体的片状结构,但是两层间的间距(约 0.7nm )大约是石墨中层间距的两倍。 海水淡化是其一大应用方向,独立于石墨烯。 https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1824434 系统介绍:海姆在研究这方面。 http://blog.sciencenet.cn/blog-212210-1043639.html 确实是非常有前景的方向: https://wenku.baidu.com/view/5f75281114791711cc79176b.html 早期:二醋酸纤维素。 目前小米厨下式净水器用的就是RO反渗透膜。 日本东丽公司就在身边,上海闵行区有分公司: http://www.toray.cn/aboutus/index.html 仍然是碳纳米管走的更快一些: \0 http://www.mat-rev.com/cldb/ch/reader/create_pdf 2004年首次制备出VA-CNT,发表在science上。 碳纳米管是一种由 单层或多层石墨烯同轴缠绕 而成的柱状或层套状的管状物。 课题组内的相关研究: \0 http://www.sinap.cas.cn/xwzx/kydt/201511/t20151113_4463708.html
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我国已经成为海水利用第一大国
热度 3 jiangming800403 2017-7-19 21:07
传统上,美国是世界海水利用第一大国,20世纪末已经接近900亿吨的规模,近年来增加也不多,但99%以上是作为工业冷却水。海水淡化是一些缺水的沙漠与海岛国家迫不得已的选择,如沙特、科威特、新加坡、马尔代夫、瑙鲁等 今天(7月19日)国家海洋局发布了《2016年全国海水利用报告》(以下简称《报告》),显示,截至2016年底,全国已建成海水淡化工程131个,产水规模达118.81万吨/日( 全年约4亿立方米 ),最大海水淡化工程规模为20万吨/日, 海水利用产业全年实现增加值15亿元 。我国海水淡化主要采 用反渗透和低温多效蒸馏海水淡化技术,产水成本5~8元/吨 。在已建成海水淡化工程中,海水淡化水用于工业用水、居民生活用水和绿化等其他用水的工程规模分别占总工程规模的66.61%、33.05%和0.34%。北方以大规模的工业用海水淡化工程为主,主要集中在天津、山东、河北等地,多与电力、钢铁等工业联产。南方以民用海岛海水淡化工程居多,主要分布在浙江等地,以百吨级和千吨级工程为主。 同时,2016年全年利用海水 作为冷却水量1201.36亿 吨(已经超过了十五期间全国总的工业用水量),新增海水冷却用海水量75.70亿吨/年。海水冷却主要用于发电、钢铁、化工等高耗能工业,并可以与海水淡化、氯碱化工等形成产业链,这也推动了上述工业向海岸线的集中,如河北省钢铁产业,正在大规模进行退城靠海的产业调整,和一批海岸城镇与口岸的崛起,以及海上风电基地的建设必将推动海水淡化产业的进一步的发展。 另外利用海水发展养殖、种植也方兴未艾。 海水淡化不可能取代南水北调 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/7/382742.shtm
个人分类: 水利工程与水域生态|3555 次阅读|6 个评论
氧化石墨烯使海水淡化转化为饮用水
热度 2 zhpd55 2017-4-4 22:55
氧化石墨烯使海水淡化转化为饮用水 诸平 海水淡化即利用海水脱盐生产 淡水 。 现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、 电渗析法 、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法,目前应用反渗透膜法及 蒸馏 法是市场中的主流。 世界上有十多个国家的100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。水的成本在不断地降低,有些国家已经 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。但是英国 曼彻斯特 大学( University of Manchester )的研究人员利用氧化石墨烯可以实现海水淡化,使其转化为饮用水。 石墨烯氧化物膜作为 发展前景的 过滤新技术的候选 者, 已经引起了 世人备受 关注。现在的更受欢迎的 是开发出能够 实现 使 常见的盐 分离的石墨烯氧化膜。英国曼彻斯特大学的研究结果显示,利用氧化石墨烯膜可以有望解决目前全世界面临的饮用水源短缺问题,为那些生活在海边确没有或缺少淡水资源,难以得到 清洁的饮用水 资源的 数百万人 解决饮用水危机,提供 足够的清洁水源。曼彻斯特大学 科研人员 的新发现 , 2017 年 4 月 3 日已经 在《 自然纳米技术 》( Nature Nanotechnology )杂志上发表 —— Jijo Abraham , Kalangi S. Vasu , Christopher D. Williams , Kalon Gopinadhan , Yang Su , Christie T. Cherian , James Dix , Eric Prestat , Sarah J. Haigh , Irina V. Grigorieva , Paola Carbone , Andre K. Geim , Rahul R. Nair . Tunable sieving of ions using graphene oxide membranes . Nature Nanotechnology , (2017) doi: 10.1038/nnano.2017.21 . Published online : 03 April 2017 . 联合国预计 , 到 2025 年世界 将会有 14% 的人口将面临缺水 问题 。 而英国曼彻斯特大学的此项 技术有可能在全世界范围内彻底改变 海水淡化,是海水中的盐份过滤问题得到解决,这对于那些 担不起大规模的海水淡化厂 的国家来说 特别 重要 。更多信息请注意浏览原文: Graphene sieve turns seawater into drinking water April 3, 2017 A graphene membrane. Credit: The University of Manchester Graphene-oxide membranes have attracted considerable attention as promising candidates for new filtration technologies. Now the much sought-after development of making membranes capable of sieving common salts has been achieved. New research demonstrates the real-world potential of providing clean drinking water for millions of people who struggle to access adequate clean water sources. The new findings from a group of scientists at The University of Manchester were published today in the journal Nature Nanotechnology . Previously graphene-oxide membranes have shown exciting potential for gas separation and water filtration. Graphene-oxide membranes developed at the National Graphene Institute have already demonstrated the potential of filtering out small nanoparticles, organic molecules, and even large salts. Until now, however, they couldn't be used for sieving common salts used in desalination technologies, which require even smaller sieves. Previous research at The University of Manchester found that if immersed in water, graphene-oxide membranes become slightly swollen and smaller salts flow through the membrane along with water, but larger ions or molecules are blocked. The Manchester-based group have now further developed these graphene membranes and found a strategy to avoid the swelling of the membrane when exposed to water. The pore size in the membrane can be precisely controlled which can sieve common salts out of salty water and make it safe to drink. As the effects of climate change continue to reduce modern city's water supplies, wealthy modern countries are also investing in desalination technologies. Following the severe floods in California major wealthy cities are also looking increasingly to alternative water solutions. When the common salts are dissolved in water, they always form a 'shell' of water molecules around the salts molecules. This allows the tiny capillaries of the graphene-oxide membranes to block the salt from flowing along with the water. Water molecules are able to pass through the membrane barrier and flow anomalously fast which is ideal for application of these membranes for desalination. Professor Rahul Nair, at The University of Manchester said: Realisation of scalable membranes with uniform pore size down to atomic scale is a significant step forward and will open new possibilities for improving the efficiency of desalination technology . This is the first clear-cut experiment in this regime. We also demonstrate that there are realistic possibilities to scale up the described approach and mass produce graphene-based membranes with required sieve sizes. Mr. Jijo Abraham and Dr. Vasu Siddeswara Kalangi were the joint-lead authors on the research paper: The developed membranes are not only useful for desalination, but the atomic scale tunability of the pore size also opens new opportunity to fabricate membranes with on-demand filtration capable of filtering out ions according to their sizes. said Mr. Abraham. By 2025 the UN expects that 14% of the world's population will encounter water scarcity. This technology has the potential to revolutionise water filtration across the world, in particular in countries which cannot afford large scale desalination plants. It is hoped that graphene-oxide membrane systems can be built on smaller scales making this technology accessible to countries which do not have the financial infrastructure to fund large plants without compromising the yield of fresh water produced. Explore further: Researchers develop hybrid nuclear desalination technique with improved efficiency More information: Tunable sieving of ions using graphene oxide membranes, Nature Nanotechnology , nature.com/articles/doi:10.1038/nnano.2017.21 Abstract Graphene oxide membranes show exceptional molecular permeation properties, with promise for many applications 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . However, their use in ion sieving and desalination technologies is limited by a permeation cutoff of ~9 Å (ref. 4 ), which is larger than the diameters of hydrated ions of common salts 4 , 6 . The cutoff is determined by the interlayer spacing ( d ) of ~13.5 Å, typical for graphene oxide laminates that swell in water 2 , 4 . Achieving smaller d for the laminates immersed in water has proved to be a challenge. Here, we describe how to control d by physical confinement and achieve accurate and tunable ion sieving. Membranes with d from ~9.8 Å to 6.4 Å are demonstrated, providing a sieve size smaller than the diameters of hydrated ions. In this regime, ion permeation is found to be thermally activated with energy barriers of ~10–100 kJ mol –1 depending on d . Importantly, permeation rates decrease exponentially with decreasing sieve size but water transport is weakly affected (by a factor of 2). The latter is attributed to a low barrier for the entry of water molecules and large slip lengths inside graphene capillaries. Building on these findings, we demonstrate a simple scalable method to obtain graphene-based membranes with limited swelling, which exhibit 97% rejection for NaCl.
个人分类: 新科技|6644 次阅读|4 个评论
[转载]北京将推动海水淡化入京 建多元化供水格局
redtree 2016-9-3 10:05
北京将推动海水淡化入京 建多元化供水格局 作者:沙雪良 来源: 京华时报 发布时间:2016/9/3 9:55:23 昨天,《北京市“十三五”时期重大基础设施发展规划》(下文简称《规划》)发布。《规划》明确了未来五年北京基础设施建设十大任务,包括高标准建设公交都市、建成新机场工程及配套交通网、发展绿色低碳能源、高水平建设城市副中心等。 《规划》对本市“十三五”基础设施发展提出4类共25项指标,主要包括:公交专用道里程1000公里、中心城全日绿色出行比例75%、用水总量不超过43亿立方米、单位GDP能耗5年累计降低17%、全市污水处理率大于95%、生活垃圾无害化处理率大于99.8%等。 引导自行车回归城市 在“十三五”十大基础设施建设任务中,前三项都与交通有关,分别是建设公交都市、改善城市道路网络和京津冀区域交通一体化。 公交方面将大力推进轨道交通建设,运营总里程提高至900公里,中心城轨道交通站点750米半径覆盖率达到90%。市发改委委员崔小浩表示,“十三五”期间将建设12号线、17号线、19号线一期这些轨道交通快线和骨干线网。到2020年,北京中心区域地铁密度将接近或达到巴黎、纽约、东京等城市水平。 同时,原有线网的功能也要提升,特别是一些断头线或联络线的建设。崔小浩举例说,比如目前乘昌平线进城,只能在13号线换乘。对昌平线南延后,15号线、10号线、4号线都可实现换乘。“通过多点换乘,能整体提升原有线路的效率。” 同时,引导自行车回归城市,形成连续成网的3200公里自行车道。采取的措施主要有:一、减少占道停车,目前很多自行车道被汽车占道;二、在有条件的路段增加物理隔离,保证骑车人安全;三、增加标志标识。 打通三环半瓶颈路段 “十三五”期间,本市将打通“三环半”道路系统,基本建成四环内主干路网,打通微循环,加快完善城乡路网。同时,深入挖潜、统筹配置停车资源,出台政策推动居住区和邻近单位停车资源共享,开展错时停车。 崔小浩介绍,目前三环路、四环路压力较大。“三环半”道路系统北边是北土城路,东边是西大望路,南边是石榴庄路、康新路,西边是万寿路。这些路有一些瓶颈路段,约有十几公里,“十三五”期间这些瓶颈路段都将被打通。 本市还将优化公交系统,施划改造连续成网的公交专用道,累计达到1000公里,推广直达快线、商务班车等定制公交。此外,全面改善接驳换乘条件,加快建设北苑北、苹果园、望京西、奥体南区等8个综合交通枢纽,建成马官营中心站等立体公交场站,实施中心城长途客运站功能外迁。 建设空军南苑新机场 在推进区域交通一体化方面,《规划》提出构建区域“四纵四横一环”通道,打造京津保唐“1小时交通圈”。 民航方面,本市将建成新机场工程及配套交通网络,与现有首都国际机场共同构建“双枢纽”格局。加强与天津、河北机场的分工协作,构建京津冀多层级机场群。建设空军南苑新机场,外迁现状南苑机场,打开北京南大门。 铁路方面,将加快京沈、京张、京霸等高速铁路建设,加快建设京唐、京石城际和城际铁路联络线,研究推进城际铁路联络线北延工程,形成区域高效密集轨道交通网。 公路方面,将建成京台、京秦等国家高速公路,建成首都地区环线高速公路,建成新机场高速、新机场北线高速、兴延高速、京密高速、延崇高速等高速公路,公路总里程达到22500公里。 副中心试点近零排放 对于城市副中心的建设,《规划》在多方面提出了比全市乃至中心城区更高的标准。例如,2020年中心城区绿色出行比例是75%,副中心的标准为80%;在污水处理率方面,副中心的标准与中心城区一致,较全市标准高4个百分点。 此外,副中心还将试点近零排放区。所谓近零排放区,是指建设清洁低碳、安全高效的能源利用体系,在全区范围内减少碳源,通过碳汇补偿等措施,从源头减少碳排放,工业、服务业节能降耗,改善能源消费结构。 在提升重点区域承载力方面,《规划》提出要完善世园会及冬奥会基础设施,加强门头沟、顺义、怀柔、密云、平谷等新城与中心城区的轨道交通联系,实现区区通轨道。 建多元化供水格局 “十三五”期间,本市将充分发挥南水北调中线工程调水能力,研究南水北调中线扩能方案,利用密云水库等水源地,推动建立水资源安全储备体系。配合河北省南水北调廊涿干渠东延及北三县供水工程,推进与本市南水北调配套工程的连通,实现区域水资源联合调度和相互调剂。 同时,将研究推动海水淡化入京等,统筹区域水资源配置,构建多元化供水格局。 《规划》目标同时指出,基本消除城市建成区河道黑臭水体,中心城污水处理率达到99%,全市污水处理率达到95%,污泥无害化率达到100%。推进“一道绿隔城市公园环、二道绿隔郊野公园环、环首都森林湿地公园环”建设,全市公园绿地500米服务半径覆盖率达到85%。加强河湖水系生态治理,推进水系连通、水质还清。 崔小浩介绍,“环首都森林湿地公园环”是首都生态发展的一个重要行动,不仅涉及北京,也涉及河北。所以推进这一行动,首先要建立一个协调联动机制,同时要理顺相关的体制和政策。目前一些前期工作已经开始推进,如北运河湿地。另外,官厅湿地不仅可以改善官厅水库的水质,因为邻近冬奥会举办地还对举办冬奥会有帮助,属于关键性节点性工程,目前对它的改善工作也在推进。 京华时报记者 沙雪良
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解救焦渴地球——聚焦海水淡化技术
sciencepress 2016-7-28 18:42
评述 淡水资源匮乏日益严重,已成为全球性的环境问题。而全球水资源总量中近97.5%的水为海水等咸水资源,且世界上超过70%的人口居住在距海边70km的范围内,因此20世纪后半叶以来,海水淡化被认为是最实用的能持续提供淡水来源的方法。相比另外两种常用淡水取用方式——地下取水和远程调水,海水淡化能耗低,原水资源丰富,因而进入21世纪后被世界各国认为是最可行和最经济的淡水取用方式。 《科学通报》第21期发表 哈尔滨工业大学 李凤臣为通信作者“ 海水淡化技术应用研究及发展现状 ” 一文, 对海水淡化技术的发展进行了重点分析和展望;介绍了各传统海水淡化技术的基本工艺流程和工作原理, 总结了其性能和技术特点 。 当前在工业上大规模应用的 海水淡化技术有多级闪蒸、多效蒸馏和反渗透法。 截至2014年,反渗透法的装机容量占全球总装机容量的65%,多级闪蒸和多效蒸馏分别占21%和7%。其中,多级闪蒸和多效蒸馏属于热法海水淡化技术,即利用热能作为驱动力,对经过预处理的海水加热后产生蒸汽,将蒸汽冷凝即可实现盐水分离;而反渗透法属于膜法海水淡化技术,即通过在浓溶液一侧施加大于海水渗透压的压力,从而使淡水穿过半透膜从浓溶液侧向稀溶液侧输运。然而经过多年发展,多级闪蒸和多效蒸馏仍然受限于结构材料的腐蚀和水垢的生成,而反渗透法存在膜上污垢生成,需要对原水进行严格的预处理等问题。除了上述三种海水淡化技术, 传统海水淡化技术还包括压汽蒸馏、电渗析、冷冻法、水合物法、溶剂萃取法、离子交换法和增湿除湿法等。 近年来,为了克服和改善传统海水淡化技术的缺点和不足,进一步降低海水淡化能耗,提出了很多针对优化传统方法海水淡化性能的改进方法,并开发了不同的新型海水淡化技术。总体来说,当前海水淡化技术的发展主要从以下四个方面着手: 对当前现有海水淡化方法中的关键技术或设备进行改进 多级闪蒸和多效蒸馏等热蒸馏法的性能主要受限于结垢和腐蚀,因而改进主要集中在换热器结构及其材料方面。针对换热管束结构,研究表明,波纹管比光滑管具有更高的淡水产量和更小的结垢热阻,且传热性能也要优于光滑管。针对换热器材料,主要开发了双相不锈钢、钛管、聚合物中空纤维换热器等。对于反渗透法,其改进工作主要集中在开发新型能量回收装置以及具有持续的高通量、低压力和低能耗的半透膜。 发展不同海水淡化技术之间相互结合的混合海水淡化方法 结合不同的海水淡化技术可以利用各自的优势,弥补不足,从而达到优化海水淡化性能,以及降低能耗和成本的目的。主要有多效蒸馏与压汽蒸馏的结合、膜方法与热蒸馏法结合的膜蒸馏法、电渗析与离子交换法结合的填充床电渗析等。 开发利用可再生能源或新能源的海水淡化方法 随着淡水资源的短缺以及传统化石能源的减少和成本的上升, 以可再生能源作为驱动力的海水淡化技术受到了越来越多的关注。 特别是对于水和电供应不足的偏远地区或小型社区,可再生能源作为一种环境友好型清洁能源在小规模海水淡化装置上的应用潜力近年来受到越来越多的重视。此外,由于传统化石能源的燃烧会带来温室气体和有害物质的排放,可再生能源海水淡化因而也被认为是解决气候变化问题的潜在的可行方案。目前应用于海水淡化的可再生能源的主要有太阳能、风能、地热能、海洋能等。除可再生能源之外,核能作为一种可持续能源在海水淡化上的应用,同样被认为具有能够安全、经济、可持续地供应大量淡水的潜力。 利用未曾尝试过的物理现象,开发新型海水淡化技术 为了减少结垢,降低能耗、建筑成本和人力成本以及对环境的影响,通过利用未曾尝试过的物理过程,已开发了不同的新型海水淡化技术。主要有利用高盐度汲取液的正渗透法,利用多孔电极对离子进行电吸附的电容去离子,利用离子浓差极化的淡化方法,基于法拉第反应的电化学介导海水淡化,利用水的超临界状态进行海水淡化,可实现发电和海水淡化双重目的的磁流体方法,以及超空化海水淡化方法。 哈尔滨工业大学 李凤臣 研究小组基于超空化效应提出了旋转超空泡蒸发器,并进行了初步的设计和研究,目前正进行进一步的改进和性能优化。 值得注意的是,与传统海水淡化技术相比,新型海水淡化技术在防垢、能耗、淡化效率、成本等方面更具优势,但是新型海水淡化技术大多处于试验研发阶段,可靠性和稳定性还不能完全保证,其在商业上的实际应用方式和场合还需要综合考虑其他因素并通过后续进一步的研究得以改进和发展。此外,除了能源成本以外,新型海水淡化技术转移到商业应用时其技术经济性还需考虑原水质量、系统建设成本、运行维护成本、劳动力成本和排放物处置成本等因素。 综上可知,新材料和新能源在提高性能、节约成本、环境友好等方面对海水淡化发展的推动作用不言而喻,而新技术的出现使得海水淡化的应用场合呈现多样化,能源消耗呈现节约化。 在应对全球性淡水资源匮乏的危机上,海水淡化是最具前景的可持续淡水取用方式,而发展海水淡化的核心则是开发高能低耗的海水淡化技术。 郑智颖, 李凤臣, 李倩, 等. 海水淡化技术应用研究及发展现状. 科学通报, 2016, 61: 2344–2370
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科普可爱,科研更可爱
lulingkxw 2016-6-24 06:03
去年策划申报的五个科普课题如期落地,当我的朋友们在签署合同,当他们为此而高兴和忙碌的时候,我为自己的前期工作而欣慰,乖乖.轮到你们忙了哦.希望每一个课题都可以结出好果子来.! 今年的申报.比较顺利,现在也有五个科普项目,我相信,除非是承担者的资格问题,学术问题不会有麻烦,可期待好消息了。 有人问,你为什么可以这么容易就完成项目策划?我告诉他们,过去我的工作就是科普,在做幼儿园教育管理的时候。请问,哪一天不是在做科普呢? 身边有一群充满着创造力的朋友。他们给我许多的启发。 你跟他谈日晷真太阳时观测技术推广的时候,他们就开始讨论平太阳时观测技术,无论是赤道日晷还是地平日晷都可以做到——这是世界首创!他们还谈月晷、星晷——闻所未闻的; 你跟她谈观赏植物的种植,她就把观赏蔬菜的新品种告诉你; 如果有足够的经费和必要,至少有十个发明和实用专利可以立刻注册。这还不包括我的那十个。 有人把声音的放大原理应用到光和能源——这是一条很好的技术思路,必定会成功的 有人把磁的技术进行污水、海水淡化处理——我认为单一技术可能难以成功,除非复合其他技术,但也有人说它不太经济呢。 还有人做重力能的开发——尽管在我看来,其试验装置绝对不可能成功——除了机械技术不合格,还有技术的复合性不够,但他的观点和实验意义重大,有人给了几十万的资助。 …… 民间涌动着创新的激情,我相信,如果他们获得正常的国家项目支持,国家的科研事业将可以创造更多的奇迹。为此,我将会逐步转向科研项目的策划和实施。没准还要成立一家科学研究所。
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空气能的原理和在东水西调中的使用
fanxiaoyingz 2015-8-6 21:57
空气能的原理和在东水西调中的使用 凡是上过高中的人都知道能量守恒定律,能量既不能凭空产生,也不能凭空消亡,但是能量能够相互转化,也能够通过一定的方式集中到某个空间。在炎热的夏季,在中国东部地区和沙漠地区,空气中存在大量的热能,能否通过一种手段把这种热能聚集到一起,然后用来发电,用来蒸发水,让水抬升到高山,翻过高山从而达到既节省能源又能够远距离调水的目的呢? 这种技术目前是存在的,而且是成熟的。家用空调,冰箱,冷柜的原理和技术就是利用空气能的技术。通常情况下,夏季空气的温度只有三十多度,既不能煮熟鸡蛋,也不能变为蒸汽蒸馒头,也不能用来发电,也不能转化为“热生风”的机械的风力动能。但是如果空气的温度达到八十度,甚至一百多度,那么既能够使得水沸腾,从而使得水蒸气能够推动蒸汽轮机转动,然后就能够发电,有了电能就能够抽水,能够淡化海水,能够做许多事情。 那么,空调原理是什么呢?空调器通电后,制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器,并在相应的低压下蒸发,吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换,并将放热后变冷的空气送向室内。 在这里利用制冷液在高温下容易气化吸收蒸发热(单位质量的某种液体变成气体时所吸收的热量,叫做这种气体的蒸发热)的原理吸收周围的热量,把环境温度变低;而利用制冷液在高强度压力下容易液化放出大量热能的原理把热量排泄到大气中。在这个循环中使用的基本原理是“任何物质在发生相变的时候都会吸收或者放出一定的热量”这个基本原理,也就是说气态物质是含内能最高的物质,固态物质是含内能最少的物质,液态物质的内能含量介于固态和气态之间。只要固态物质变为液态物质都需要吸收热量,这叫熔化热;而液态物质要变为气态物质也需要吸收热量,这叫气化热,而固态物质直接变为气态物质叫升华,升华的时候吸收升华热;相反,液态物质变为固态态物质都需要放出热量,而气态物质要变为液态物质也需要放出热量。蒸发热又叫气化热,与熔化热、升华热 统称为相变热或潜热。水的汽化热为 40.8 千焦 / 摩尔,相当于 2260 千焦 / 千克。一般地:使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从 1 ℃加热到 100 ℃所需要的热量。 而人类在研究不同的物质的时候发现不同的物质的气化热、熔化热、升华热各自不同,尤其是某些物质其熔点很低,沸点也很低,尽管这些物质在液化和气化的时候吸收和放出的热量比较少,但是用来交换空气热能已经足够了。所以就有了空调制冷剂的诞生。气体的液化不仅需要温度条件,而且需要压力条件,一般情况下,压强加大以后液化的温度会升高,而压强下降液化的温度会降低。气化的情况和液化类似。所以在青藏高原地区压力减小,液化温度和气化温度都降低,也就是熔点和沸点降低,所以水温不到 100 度就会滚开,许多肉类不能煮熟。 制冷剂 R22 (二氟一氯甲烷)饱和状态下的热力参数如下: 温度 绝对压力 汽化热 ℃ Pa kJ/kg 32 1255200 175.760 34 1321000 173.608 36 1389200 171.412 38 1460100 169.169 40 1533500 166.877 42 1609700 164.533 通过以上可以看出水的汽化热基本是 R22 的 13 倍。 R22 (二氟一氯甲烷)的沸点是 -40.8 ℃,熔点 是 -160.00 ℃,沸点下蒸发潜能, 233.5 KJ/Kg 。 R22 是一种在常温下就能够气化的物质,但是这种物质还有一个特点,在较小的压力下会很容易液化。例如标准大气压为: 1.013 × 10 5 Pa (帕斯卡),但是 R22 在 32 度时在饱和状态下在 13 个大气压下就能够液化,在 42 度时,在饱和状态下在 16 个大气压下就能够液化。这使得通过机械加压的方式吸收和放出热量成为技术可能。 有了制冷剂,例如 R22 (二氟一氯甲烷),使得人类利用空气中的热量成为可能。它的工艺过程可以概括如下: 第一步:用高压压缩机把制冷剂压缩为液体,这时候它向周围排出大量的热量,这种热量是液化热。这时候压缩机特别热,通过中间媒体把热量带走,例如用风扇,冷空气等。 第二步,液化后的液体运输到外界,接触在外界,由于外界温度高于沸点,所以再次气化,气化过程吸收环境的热量,环境变冷,这时候吸收的是汽化热。 第三步就是重复第一步的过程。 这个过程就类似于一个运输热能的汽车,通过压缩机这个汽车把热量从一个环境运送到了另一个环境。冬天外界环境寒冷,但是人类需要 26 度的适宜环境,这时候只要外界空气温度高于 -40.8 ℃,空调就能够在外界气化,把外界的热能存储到气体中,通过压缩释放到室内,使得室内温度升高;夏天室内温度太高,高过了人类需要的 26 度,这时候通过气化作用,把室内的热量带走到外界,使得室内温度降低,而把液化热带到外界。所以无论冬天制热,还是夏天制冷,都只是消耗压缩机压缩需要的电能,它实际上把外界的热能带进了室内,或者把室内的热能带出到室外。所以空调制冷制热都能够节省能源。唯一不同的是冬天外界能量本身不足,需要 R22 反复多次压缩才能够获得较多能量,使得室内温度升高。而夏天则压缩次数较少,所以夏季比较节省能源。 这个过程就类似于一个运输热能的汽车,通过压缩机这个汽车把热量从一个环境运送到了另一个环境。汽车上的能源不会改变,但是汽车运输却需要消耗一定的能量。在这个过程中空气中的热能实际上是守恒的,不同的是这些热量从热介质中到了冷介质中,尽管这种介质是同一种物质。 需要指出的是空调的设计是根据人类需要而产生的。而利用空气热能却是另外一种思路,另外一种工艺过程。例如利用空气热能发电,我们需要使用制冷剂的反运输过程,把空气加热到 100 摄氏度以上,这时候把这种热空气通入水中,水就会气化变为水蒸气,而利用水蒸气就能够推动蒸汽轮机的转子进行发电。这时候是把冷空气排泄到空气中。 在炎热的夏季,外界空气的温度超过 30 多度,这时候空气中存在大量的热能,利用制冷剂的液化气化过程中的排放热量,经过一个累积过程就能够把空气温度在 30 多度的基础上进一步加热到 100 多度,这时候就能够发电。而在夏季,可以说热空气的热能是取之不尽的,用之不竭的。实际上如果利用 r22 制冷剂是不可能把空气温度加到 100 摄氏度的,因为随着温度的升高液化时需要的压力越大,在 60 摄氏度的时候液化的压力已经达到 26 个标准大气压。这时候的压力要求就特别大。所以利用空气能的关键是能否生产处安全的高压,或者能够寻找出一种沸点高于零摄氏度的新的制冷液。这种要求对于机械性能的本身也是一种高要求。也许由于这一点,目前空气能的利用技术还只是处于起步阶段。 在沙漠地区,空气的温度更高,每次压缩能够抬升的温度也更高,所以沙漠有更多的可利用热能来发电。而有了电能,就能够把水输送到更高更远的高原和沙漠,而制冷后的空气也许也不应该直接排泄到大气中,利用它给人类安排一个舒适的消暑环境也是可以的。而用普通的制冷剂尽管很难把空气温度加热到 100 摄氏度,但是能够加热到 60 摄氏度附近用来淡化海水也是一种不错的选择。
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[转载]南水北调还是海水淡化:天津市的“解渴”多选题
xjtuhyg 2015-5-16 09:40
南水北调还是海水淡化:天津市的“解渴”多选题 “天津比北京还缺水”, 天津人均水资源量仅为160m3,是世界缺水警戒线的1/6,属于极度缺水地区。 关键词:海水淡化,丹江口调水,引江补汉二期(大宁河),长湖调水 海洋中国网 发布时间: 2015-05-16  本报记者 王峰 天津报道 http://www.china.com.cn/haiyang/2015-05/16/content_35585739.htm    “天津比北京还缺水”, 一家民间环保组织负责人对21世纪经济报道记者说。最近的统计数据显示, 天津人均水资源量仅为160m3,是世界缺水警戒线的1/6,属于极度缺水地区。   长期以来,天津市一直靠工程调水维持淡水运转。但用水形势在逐年恶化。《2011年天津水资源公报》数据显示, 2011 年天津全市供水总量23.1亿m3 ,其中地表水源供水量16.77亿m3,包含引滦水量6.25亿m3,引黄水量1.71亿m3;地下水源供水量5.82亿m3;深度处理的再生水回用量0.23亿m3;海水淡化量0.28亿m3。   2014年12月12日,南水北调中线工程正式通水。《天津日报》援引天津市南水北调办数据显示, 天津将年均新增供水量8亿m3 ,到2020年,全市供水量将达到15.5亿m3,基本能够满足今后一个时期城市生产生活用水需求。    在通水后第一年,即2014年12月27日至2015年12月26日第一个年度,天津计划调水3.88亿m3 。天津市水利系统人士告诉本报记者, 至今年5月,天津已调入长江水逾1亿m3。 (注释:为什么不提2103年12月通水的南水北调东线工程?)   长江水和海水将在“九河末梢”展开竞合,但在长远的严峻用水形势下,无论是南水北调还是海水淡化,都存在着水价成本等方面的掣肘。   谁喝到了海水?   21世纪经济报道记者得到的数据显示, 截至2013年,天津市海水淡化装机规模达到约31.6万吨/日,占全国的35%,居全国首位。   但是,2013年,天津市总供水量中海水淡化量为0.31亿m3,约占全市城市建成区(市区、塘沽、汉沽、大港)总供水量的近3%,但其中只有一小部分接入生活用水。    天津是我国最早开始大规模发展海水淡化的地区。 天津市水利系统人士告诉记者,天津市每天31.6万吨的海水淡化产能集中在滨海新区的4处设备,分别为北疆电厂、大港新泉海水淡化有限公司、泰达新水源海水淡化有限公司,和大港电厂。   上世纪80年代,天津向国家计委燃动局提出项目建议和论证,协助大港电厂在全国率先引进2套日产3000吨海水淡化装置。这两套机组目前仍在“服役”,所产淡化水主要用于4台机组发电用水,并 作为灌装纯净水对外销售 。   “作为大港电厂的‘三产’,生产纯净水每天大概只消耗几百吨海水淡化量”,上述纯净水业务一名负责人告诉记者。   “泰达新水源海水淡化有限公司由于成本高,目前基本停用,大港电厂的产量基本自用。大港新泉海水淡化有限公司一期建设规模10万吨/日,目前日供水量为7-8万吨,全部供给大港区海洋石化园区100万吨乙烯项目”,上述水利系统人士说。   因此,提供生活用水的只有北疆电厂。北疆电厂海水淡化厂一期建设规模20 万吨/日,电厂每日只自用2万吨,其余外供。   “但由于配套管网等设施建设落后,目前每日仅供约6000-8000吨水给汉沽水厂”,他说。   早在十几年前,王世昌就已认定,“如果没有大的急需工程带动,要靠市政建设资金来投资建厂,而产品水又主要用于市政供水,恐怕短期内难于办到”。 今年已81岁的天津大学教授王世昌,曾在上世纪70年代末参与研制了我国第一台日产百吨级的多级闪蒸海水淡化中试装置,其主要技术指标达到了国际水平。   其中的主要原因,就在于海水淡化相对于现有水源高企的价格成本。   5-7元的成本   在2003年的一篇论文中,天津大学教授王世昌估算了日产万吨级海水淡化厂的建设费投资强度为1万元/吨淡水/日,建设费主要分为主体设备、子处理设备和基础设施等项目,并根据方案和原水情况的不同在此值上下浮动。   同时,王世昌还估算了生产每吨淡水的成本在5-7元左右。   十几年过去,海水淡化的成本仍未降低。 2012 年发布的《海水淡化产业发展“十二五”规划》显示,当时反渗透法海水淡化的投资为6000-8000元/立方米,综合产水成本为5-6元/立方米。蒸馏法海水淡化的投资为8000-11000元/立方米,综合产水成本为6-8元/立方米。   一名水利系统高级经济师告诉记者,海水淡化成本主要包括能耗、固定资产折旧和日常运行费用三大部分。“近年来,海水淡化设备价格大幅降低,比如目前反渗透膜的价格只有10年前的1/5。但由于海水淡化技术已比较成熟,继续降低技术成本的空间不大”,他说。 目前海水淡化主要采用“热法”和“膜法”两种手段,“热法”即蒸馏法,通过将海水加热并收集蒸汽得到纯净水,“膜法”即通过膜将海水过滤成纯净水,其中主要的技术手段为反渗透法。   上述经济师介绍,两种海水淡化技术中,能源消耗和设备折旧都占成本的“大头”,分别为40%-55%、20%左右。 他向记者介绍自己估算的海水淡化成本:反渗透海水淡化的成本在4-5.6元/吨之间,蒸馏法海水淡化的成本在4.9-6.7元/吨之间。   但恐怕并非最终的价格。“我们核算的价格大约是每吨七八块钱”,上述大港电厂海水淡化饮用水负责人告诉记者。 这意味着,相比于天津市7.86元/吨的工业用水价格,使用海水淡化尚能承受,但4.9元/吨的居民生活用水价格则将海水淡化排斥在外。   这造成海水淡化现有产能不能全部消化,北疆电厂的一期10万吨/日的产能中,一度仅一套装置开机运行,产水量为1.8万吨/日。   而“仅就设备投资和基本运行费用而言,5-7元的成本是可能的,但如果严格计算基本建设投资、还贷、利润、税金等相关费用,海水淡化成本还会上升。”一名天津水利系统人士介绍。   不是单选是双选   2014年12月27日,南水北调中线一期工程天津段正式通水。 (注释:为什么不提2103年12月通水的南水北调东线工程?)   《天津日报》当时援引天津市南水北调办提供的数据显示, 工程通水后,天津市将年均新增供水量 8亿m3 ,到2020年,全市供水量将达到15.5亿m3,基本能够满足今后一个时期城市生产生活用水需求。2014年12月27日至2015年12月26日第一个年度,天津计划调水3.88 亿立方米。   据《天津日报》报道,天津将按照逐个水厂分阶段、分步骤地实施水源切换。首先切换滨海新区的津滨水厂,其供水范围为东丽区、津南区及滨海新区部分区域市民。待运行稳定后,实施中心城区水厂水源切换。    但南水北调水价同样头绪杂乱。 一名南水北调系统人士告诉记者,南水北调水价制定经过几次调整,2014年10月,国家发改委价格司与有关部门最终商定,南水北调中线工程运行初期,北京、天津按成本水价核定,河北、河南暂按运行还贷水价核定,过渡期3年。   “《南水北调工程总体规划》明确供水水价制定原则为‘还贷、保本、微利’,可现在‘微利’已经不再提了”,上述人士说。   2015年初,国家发改委发布《关于南水北调中线一期主体工程运行初期供水价格政策的通知》, 确定天津市口门综合水价,即天津市自来水厂购入南水北调工程输水的原水价格为2.16元/立方米。而此前天津市购入滦河水原水价格为0.35元/立方米。   南水北调中线工程开通后,长江水已与海水在滨海新区“汇流”。公开数据显示,滨海新区现状供水总量共6.6亿m3,城市水资源供需基本平衡,但不能保证农村生活和农业生产用水。    有数据称,到2020年,滨海新区水资源需求量将达到10.5亿m3,缺水将达1.8亿m3。   而上述天津水利系统人士介绍,天津市农业用水占总用水量的59%左右。“ 一般年份农业缺4-5亿m3,偏旱年份缺水7亿m3,严重干旱年份缺水超过10亿m3” ,他说。可以想见,在只会更加严峻的用水形势面前,尚未达到饱和供水状态的南水北调中线工程和海水淡化都将“开足马力”,但价优者会获得更多青睐。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 南水北调中线水源地石漠化土地112万亩 来源: 中国新闻网 |2015-05-12 17:59:21|作者:李志全 http://news.21cn.com/caiji/roll1/a/2015/0512/17/29532009.shtml http://news.21cn.com/caiji/roll1/a/2015/0512/17/29532009.shtml      中新社郑州5月12日电 (记者 李志全) 最新监测显示,南水北调丹江口库区12个断面水质达标率均为100%。不容忽视的是,水源地仍有112万亩的石漠化土地,一些地方水污染防治设施运行费用,尚无可靠来源。   30位全国人代表12日赴河南南阳等四市,围绕南水北调中线水质保护问题专题调研。启程前,他们听取了相关汇报。   南水北调中线2014年12月12日通水。河南省南水北调办副主任李颖说,截至5月5日,河南累计供“南水”2.73亿立方米,效益初步显现。   河南丹江口库区及上游共有12个水质监测断面。河南省环保厅总工程师高惠民介绍,今年1至4月,12个断面达标率均为100%,总干渠出省境水质也都达到II类。    水质按功能高低依次分为五类,II类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地等。   这背后,河南划定水源保护区,严格环保准入;关停并转污染企业1000余家;大力开展生态屏障建设。   不过, 2014 年,河南对全省石漠化监测发现,南阳市9县和邓州市存在石漠化土地,总面积多达112万亩。   石漠化被称为“土地癌症”,多出现在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然背景下,中原地区不多见。    河南省林业厅副厅长李军说,石漠化造成水土流失、土地退化等严重危害,严重影响丹江口水库安全和降低水源地水体质量。   水质安全所面临的挑战还包括资金问题,李颖掌握的情况,水源区乡镇污水、垃圾等水污染防治设施运行费用较大,且无可靠来源;渠首淅川县境内共有养鱼网箱4.2万箱,目前已拆除3.8万箱,全部拆除需要补偿5亿元以上,县级政府无力承担。   全国人大代表、河南省人大常委会副主任刘春良表示,希望代表们调研期间多听、多看、多问、多思考,就如何建立南水北调中线水质保护长效机制提出切实可行的建议。(完) @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@2 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考: 【1】与易贤命教授讨论“南水济黄”与“引江补汉二期”工程问题 http://forum.home.news.cn/detail/135365705/1.html http://bbs1.people.com.cn/post/86/1/2/145018006.html 【2】南水北调中线核心区十堰市汉江退水现湿地 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=875556 http://blog.gmw.cn/blog-5777-731139.html 【3】“引汉济渭”与南水北调争抢汉江水 http://news.163.com/15/0209/01/AHVMR5IG00014Q4P.html 【4】京津冀豫陕媒体问水行启程展示陕西南水北调工作 http://blog.sciencenet.cn/blog-533560-876058.html 【5】华北及南方等局地旱情持续,河南唐河种稻谷比例锐减缺水干旱成为主因 http://blog.sciencenet.cn/blog-533560-889042.html
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[转载]陆海统筹 海水西调——水利的新视野
热度 1 xjtuhyg 2015-4-6 08:48
陆海统筹   海水西调——水利的新视野 应在科学发展观指导下,解放思想,与时俱进,超越传统,拓展视野,树立囊括江河湖海,统筹陆海水资源的大水利理念 关键词:陆海统筹,海水西调,引渤济锡,海水淡化,天然淡化 原载《中国水利》2010年第9期 陆海统筹   海水西调——水利的新视野 夏武英 (水利部水利水电规划设计总院 北京100011) 【作者简介】 夏武英(1933-),原水利部高级工程师。曾任水利部南水北调规划办公室处长 ,组织与参与 南水北调西线工程论证工作。 曾全程参与第一个五年计划重点水利项目——大伙房水库建设。 http://www.doc88.com/p-99227419866.html http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=33917148      2008年10月,全国陆海统筹“引渤济锡”发展战略研讨会在北京人民大会堂举行,经过10年酝酿的海水西调工程迈出了重要的一步,引起社会各界的广泛关注。   地球上的水97.2%在海洋。人类利用海水的理想由来已久,并在少数地区和行业实用成功,因历史局限尚未形成规模。20世纪中叶以来,随着世界经济快速发展,人口急剧膨胀, 生产力迅猛增长,一方面,水资源危机日趋严重,扩大水源成为迫切的社会需求;另一方面,科学技术的长足进步,使海水淡化技术日臻成熟,这就为大规模利用海水准备了条件。目前全球已有海水淡化厂1.3万余座,生产能力4000万t/d。此外,全球直接利用海水作为工业冷却水每年约6000亿m3,替代了大量宝贵的淡水资源。正是在这个被誉为海洋利用复兴的背景下,陆海统筹战略思想应运而生。   一、陆海统筹战略构想   大西北,包括内蒙古、甘肃西部和新疆地区,幅员辽阔,人口稀少,资源丰富,并与俄罗斯等7国接壤,地理位置优越,为我国经济社会发展提供了广阔的空间。然而面前横着一道难以逾越的障碍:缺水。为了克服这个障碍,多少志士仁人进行了长期探索,但迄今未找到有效而可行的途径。 20 世纪90年代,西安交通大学霍有光教授、中国地质大学陈昌礼教授首先提出海水西调的设想,引起学术界的极大兴趣。 中国高科技产业化研究会海洋分会组织有关学术机构及专家学者参与研究,集中了各行业的技术与经验,通过比选优化,充实完善,最后形成陆海统筹战略构想,其基本思路可以概括如下:   ①自第三纪地中海闭合,帕米尔高原隆起,阻断水汽输送通道,开始了我国西北地区干旱化进程,并因自然界的恶性循环与人类活动诸多因素的影响而不断加剧,导致湖泊干涸, 土地沙化,河道断流,绿洲消退,生态环境日趋恶化,不仅制约了工农业的发展,而且直接威胁人类的生存。为了遏制并扭转这一趋势, 设想从我国的内海———渤海引水,充蓄湖泊洼地,逐步恢复昔日水体的规模与功能,借当地蒸发旺盛的条件转化为充沛的水汽源,在西风带和高山冷凝系统共同作用下,大大增加降水量,从根本上改变西北地区的生态环境和自然面貌。    ②海水西调工程的总体布局是,由渤海取水,提升约1200m,输送至内蒙古锡林郭勒盟 ,然后沿阴山山脉以北的东西向凹槽西行,经居延海进入新疆后,分为3支注入艾比湖、艾丁湖和罗布泊,形成全长5000km、水面10万km2的河湖系统。    ③输水线路沿程有着丰富的煤炭资源,而且埋藏浅,煤层厚,开采条件优越。 引来海水后可以进行大规模综合开发,形成煤炭—煤化工—海洋化工—生态工程新型循环经济产业链。利用工厂废热取得廉价淡化海水,供工农业生产及人民生活需要。    ④为解决海水西调所需巨大能源,须大力开发风电。 西北地区有着丰富的风能资源,据估算技术可开发量在3亿kW以上,约占全国的1/3。目前西北地区风电装机已达100万 kW ,预计2015年可达3000万kW。为解决风电随机、大幅的波动特性导致上网电压差、相位差、频率差难以控制的难题, 江苏省宏观经济研究院顾为东教授提出非并网风电直接应用于负荷的思路 ,现已建立“大规模非并网风电系统的基础研究”课题,列入国家重点基础研究发展计划(973计划),作为陆海统筹战略研究的重要组成部分,同步推进。    二、引渤济锡    内蒙古锡林郭勒盟属于干旱半干旱地区,年雨量150~350mm。由于长期持续干旱,全盟1363个湖泊大部分已干涸。土地沙化严重,并以每年143km2的速度扩展,成为华北京津地区浮尘、沙尘暴的主要策源地。生态环境的日益恶化,制约了农牧业发展。尽管拥有名冠全国的褐煤资源(储量1400亿t),却因缺水而无法开发。全盟每年可供有效水量仅3.1亿m3,2007年实用水量即达2.98亿m3。“十一五”期间国家计划建设重点项目已无水可供,而周边地区亦无水可调。面对眼前困局,展望长远发展, 锡林郭勒盟政府在国家发改委支持下,制定了《内蒙古自治区锡林郭勒盟引海水淡化循环经济总体规划》(简称“引渤济锡”),而成为实现陆海统筹战略的开路先锋。 同时考虑在工程投产获益后,扩大引水规模,充蓄湖泊洼地,作为草原生态建设与改善气候条件的示范工程。    “引渤济锡”海水西送工程既是一项生态工程,也是一个以发展电力和煤化工为主体的褐煤开发工程,还是一项大型、高科技、集成型工程。 项目的规划设计按照循环经济的要求,尽可能地节约自然资源,提高资源利用效率,最大限度地减少废弃物排放,力争做到废物排放无害化,实现资源循环利用。由于项目从渤海提取海水,这样就可能促进渤海局部水域的水体流动,加快水体交换,提高海区自净能力。同时,淡化的海水,除饮用和工业用途外,还可用于恢复草原湿地、建设大棚种植农业、植树造林,对于治理沙漠、“兴草治沙”、恢复改善草原生态意义重大。    “引渤济锡”包括三大工程:一是输水工程 ,由辽宁兴城取水,经 9 级泵站,总扬程 1170 m ,采用3.2m夹砂玻璃钢管提升到高原东南部,再经无压隧洞送至锡林浩特市,线路全长618km,设计流量12.8m3/s,年输水3.65亿m3。为保证输水的连续性和稳定性,修建库容1700万m3调节水库1座。 二是利用当地出产褐煤 ,建设年产燃气100亿m3的煤化工工程。 三是利用煤化工厂余热 ,建设年产淡化水3.1亿t、各种海盐化工产品1120万t的海水淡化制盐工程。 目前“引渤济锡”已经中国国际工程咨询公司评估论证,正在积极开展前期工作。锡林郭勒盟为此成立领导小组,统一组织协调各项工作,争取早日立项。    三、拓展水利的视野    中华民族有着悠久的水利史,新中国成立后发扬光大,在兴利除害,尤其是水资源开发利用方面取得光辉业绩,保证了工农业用水需要,促进了国民经济飞跃发展。然而,我国毕竟是个贫水国家,虽以总水资源量2.8万亿m3列居世界第六位,但人均占有量仅为世界均值的1/3。随着经济社会的不断发展,特别是改革开放30年来各项事业突飞猛进,水资源匮乏的问题日益凸显。尽管通过兴修水库和实施跨流域调水,对地表水进行时空的重新配置,并广泛开采地下水以弥补地表水的不足,仍难以满足国民经济日益增长的需要,难以有效地遏止生态环境的恶化。 如果囿于传统观念,只围绕有限的淡水资源做文章,很难取得突破性进展,于是人们开始把目光由相对水多但余力有限的南方,转向取之不尽用之不竭的海洋,陆海统筹战略思想的萌生也就成为历史的必然。   然而,一改万古以来“江河归大海”为“海水上高原”的沧桑巨变,势将面对人与自然关系的空前挑战。大量海水涌入内陆将给土壤、地下水以及动植物的生存环境带来何种影 响,目前尚无可靠资料以资借鉴;而投入大、周期长的人造湖泊能否发挥预期功能,还存在若干不确定因素。即使如愿以偿地增加降水量,在相当长时期内也不会产生直接经济效益,巨额的建设资金和运行费用要由谁来埋单? 所以确应遵循由近及远,分期到位的方针,采取“引渤济锡”的模式,通过循环经济综合开发取得收益,用之于构建渤海西调河湖体系,自东向西类推,逐步实现既定的战略目标。与此同时,还可通过实践发现问题,开展研究,取得经验。 显然,这将是一个漫长的过程,需要几代人的努力。但人们终究看到了漫漫黄沙中出现的一片绿洲,而给建设生态良好、经济繁荣的大西北带来希望。    陆海统筹是一个复杂庞大的系统工程,涉及地质、海洋、农业、气象、煤炭、电力、化工等诸多行业和部门,然而就渤海西调而言实质上是一项水利工程,除了水质淡咸之分,与南水北调并无二致,同属超大型调水工程,同为全国水资源规划的重要组成部分,同须遵循水利工程勘测、设计、建设、管理的规律,同属于水利事业的范畴,水利部门自应责无旁贷而当仁不让地发挥应有的作用。我们 应在科学发展观指导下,解放思想,与时俱进,超越传统,拓展视野,树立囊括江河湖海,统筹陆海水资源的大水利理念 。充分发挥规划、设计、科研和学术上的优势,在积极配合“引渤济锡”( 中水北方勘测设计院及中国水利水电科学研究院已承担输水线路设计研究任务 )的同时,倡导并参与渤海西调可行性合理性论证,使前期工作走上规范化程序化的轨道,更好地促进陆海统筹战略研究的开展,为本世纪水利事业的持续发展开辟广阔的道路。(责任编辑韦凤年)    参考文献: 中国高科技产业化研究会海洋分会.全国陆海统筹“引渤济锡”发展战略研讨会论文集 .2008. 马国川.共和国部长访谈录 .长春:三联书社,2009. @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 附录: http://baike.baidu.com/link?url=Eq0uLy1gXTITvTpf1oGAt5xwIUIPaZ8suGuEENmbr5bPXcR3qiJiojBSH0r2QLyChVVgn3paN81cjWegB6lnZ_    工 程背景    2010 年11月5日,“陆海统筹海水西调高峰论坛”在新疆乌鲁木齐市召开。论坛上关于“海水西调引渤入新”的建议引发广泛讨论。此设想是通过大量海水填充沙漠中的干盐湖、咸水湖和封闭的构造盆地,形成人造的海水河、湖,从而镇压沙漠。    内线调水方案及气象学原理    或称 阴山以南 的 霍有光调水方案: 从天津附近的渤海口取水,通过管道分级提升到海拔1280余米左右(1立方米水,每升高200米,需要1度电;升高1280米,耗电6.4度),进入黄旗海(海拔1264~1266米),登上我国第二个地理台阶,形成2000平方公里的湖泊。然后修建防渗渠道,采用若干小提扬 (10~20米)工程+长距离自流的办法,由黄旗海—库布齐沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠,至玉门镇北的疏勒河(海拔约1300米), 主干调水线路全长约1900公里 。 之后,利用疏勒河“自东向西流的”天然河道(大约550公里),不用开挖、衬砌,自流进入塔里木盆地之东缘的罗布泊。罗布泊(海拔780米)至艾丁湖(海拔-155米)的直线距离仅180公里,可获得930余米的落差,用来发电,意味能够补偿渤海西调工程所耗费的部分电能。 整个调水线路穿越的是比较平坦的沙漠地区或戈壁滩,并非内蒙古草原或传统的农耕区。    纵观 内线调水 所经过的地区,从东向西依次分布着七大沙漠,它们(以及降雨量)是:浑善达克沙地(264.6~368.7mm)、毛乌素沙漠(400~250mm)、库布齐沙漠(249mm)、乌兰布和沙漠(102.9mm)、腾格里沙漠(小于200mm)、巴丹吉林沙漠(50~120mm)、塔克拉玛干沙漠(11.05mm),空间上它们是连续展布的(越深入内陆,降雨量呈递减趋势)。除塔克拉玛干沙漠外,其它沙漠均分布在我国第二个地理台阶(海拔1200~1300米)之上。渤海深深嵌入我国北方大陆540多公里,是大自然赐予中国的地利之源,有取之不尽的水资源。与国内其他跨流域调水方案不一样,西调渤海水不会改变我国陆地上任何一个地区原有水资源的数量,调水不会顾此而失彼,反而可为绿化西北沙漠、再造山川秀美的生态环境、遏止沙尘暴服务,为21世纪大力发展沙产业打下坚实的基础。    海水西调的气象学( 两山夹一盆——山盆构造 )原理是:    我国北方沙漠大多属山前拗陷自流盆地的一部分,沙漠周边被高耸的山脉所围限。譬如(1)南有高耸的黄土高原、六盘山、贺兰山、祁连山、阿尔金山、昆仑山;(2)北有阴山、走廊北山、天山;(3)北方纬向沙漠带的东缘,被吕梁山(北东向沿展达400余公里,海拔1400~2500米)、太行山(北东向展布,北起北京西山、南抵黄河北岸,海拔1500~2000米)、燕山(狭义的燕山区,北京房山一带海拔1500~2000米)、大兴安岭(北东向展布,全长1200余公里,海拔1100~1400米)等山脉所封闭(即沙漠不是直接与华北平原、东北平原接壤),它们山峦重叠,绿色环绕,形成了一道天然屏障,又被称作“绿色环带”。这种沙漠低、周边高的地貌环境(山盆构造),使得沙漠人造海蒸发的云气资源不至于轻易吹出区外。    沙漠腹地人造海水大量蒸发后,一是湿润了当地的环境;二是与深入内地的东南季风汇合,或被西北风吹向下风的边缘山区。处于沙漠边缘山脉中心线上的分水岭山峰,大多高达1500米~2500米以上,吹来的湿气,在高山区受到地形的抬升与摩擦作用,会迅速的把暖而湿的气层抬升到凝结高度以上,最终受冷凝结,形成降雨:分水岭“面向”沙漠的群山,雨水沿沟谷和山前河道,汇入沙漠(添加内流河流量),可增加沙漠的淡水资源;分水岭“背向”沙漠的群山,雨水则沿沟谷输出,补充了黄河流域的水资源(添加外流河流量)。一般山脉深处降水最多,降水量从山脉深处、沙漠盆地边缘向沙漠中心减少。(注:湿气被东南季风吹向阴山方向的情况与此类似,不赘述。)    因此,“山(高山冷凝系统)——盆结构”与“沙漠人造海”相结合,可加强水平方向和垂直方向气候带的“增雨作用”。    提出为北方沙漠西调渤海水,目的就是要充分发挥天降雨雪三个必要条件的功能,即通过海水西调(营造人造海)与沙漠蒸发作用,与当地的“山——盆构造”相结合,形成大量水汽,与每年7~9月呈递减趋势、抵达内陆沙漠的夏季风(水汽)会合,增加局地水汽的数量,遇高山冷凝系统后形成更大的降雨,为沙漠、戈壁盆地提供雨水(淡水)资源。一般认为,东南季风带来的太平洋水汽可以到达河西走廊的张掖附近并影响到甘、新边界。在夏季沙漠蒸发最强烈的时候,人造海大量蒸发的水汽与入侵的夏季风相叠加,可以增加西北沙漠及周边地区的降水总量与几率。    外线调水方案    或称 阴山以北 的 陈昌礼调水方案 : 从渤海西北海岸提送海水达到海拔1200米高度,到内蒙古自治区东南部,再顺北纬42°线东西方向的洼槽地表,流经燕山、阴山以北,出狼山(海拔1500~2200米)向西进入居延海(海拔820米),绕过马鬃山(主峰海拔2583米)余脉进入新疆。 调水线路要穿越 内蒙古草原, 全长约4000公里 。    @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考 以色列死海旅游业与引渤入疆、恢复罗布泊大型生态环境建设工程 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740037.html 消失的新疆虎与消失的罗布泊生态 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740609.html 罗布泊特大型钾盐矿与盐湖沉积聚矿作用:罗布泊究竟是福还是祸 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741172.html 斯文•赫定、陈宗器考察罗布泊与新疆大头鱼 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741716.html 《实施陆海统筹引渤入疆 恢复罗布泊生态环境建设工程的探讨》 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XBXK201401002.html http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbxk201401001.aspx http://www.cqvip.com/QK/71699X/201401/48435987.html 郑绵平院士提出的盐湖农业与海水西调 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738574 引渤入疆、恢复罗布泊与气象、生态作用探讨 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-433609.html 罗布泊地区的风向与“引渤入疆”增雨作用 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-492121.html 走近罗布泊(导语) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-481151.html 走近罗布泊(“导语”续补) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-483787.html 关于张学文先生《引海水入新疆有必要吗》一文的若干质疑 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738328 “ 引渤济锡”示范工程与草原生态工程建设之对策 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-407027.html 新疆、河西走廊与澳大利亚中部干旱平原的地貌气象对比及海水西调 http://blog.gmw.cn/blog-5777-282485.html 搁置争议:调鸭绿江水以解华北平原水危机之困 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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[转载]非并网风电或可破解海水淡化产业成本过高瓶颈
xjtuhyg 2015-4-5 09:17
非并网风电或可破解海水淡化产业成本过高瓶颈 一方面,海水淡化的高成本成为其发展瓶颈,另一方面,我国却存在严重的“弃风弃光”现象,大量可再生能源由于难以并网而白白浪费。专家还建议,将来把风电扩展到太阳能、生物质发电等其他多种可再生能源,构成多能源协同供电实现大规模海水淡化。 关键词:死海,罗布泊,陆海统筹,海水西调,海水淡化 2014-11-25 14:13:00 来源: 中国科学报 作者:张晴丹 http://www.chinadaily.com.cn/hqcj/xfly/2014-11-25/content_12779417.html   一方面,海水淡化的高成本成为其发展瓶颈,另一方面,我国却存在严重的“弃风弃光”现象,大量可再生能源由于难以并网而白白浪费。为了降低成本、减少浪费、保护环境,风能、太阳能等可再生能源和海水淡化技术的结合在近些年逐渐成为主要研究方向。   海水淡化,这个被寄予厚望的产业一直步履蹒跚,始终未能迎来发展的春天。   同样被寄予厚望的“南水北调”工程也一直伴随着诸多质疑。   水资源短缺、水污染严重、水资源分布不均衡……水危机频现的中国该如何解决“水”的问题?    “‘ 南水北调’只是保障淡水供应的一个方面,不可能完全解决水资源紧缺的问题。” 近日,在北京举行的2014第六届世界非并网风电与能源大会上,中国能源学会副会长、国家“973”计划风能项目首席科学家 顾为东 表示,最终还是必须依靠大规模的可再生能源支撑海水淡化来解决,而可持续发展的 非并网风电海水淡化 为我国指明了方向。   “脱盐”大有可为   我国是联合国公布的全球13个“水资源紧缺国家”之一。在全国600多座建制市中,2/3的城市缺水,110座城市缺水严重。经济发达、人口稠密的华北、华东等地区,其水资源短缺尤为突出。   “缺水问题已经成为中国经济增长与发展的控制因素。”顾为东表示。   此前,为了缓解我国华北和西北地区水资源短缺现状,自2002年开始,我国开始实施南水北调工程。   然而,在国务院参事、中国可再生能源学会理事长 石定寰 看来:“光靠南水北调工程来调水并不够。”并且,南水北调带来的负面影响尚未充分显现出来。    有专家提出质疑,近年来南方旱灾频发,能否自保都很难说;同时,大型水利工程牵扯水的生态环境、资源分配、地质灾害防治等等,如何真正做到自然与人的和谐相处,仍是一个大问题。    “ 然而,海洋的水资源十分丰富,可以充分加以利用。当前,海水淡化已经成为中国中长期科技发展的重要方向。”石定寰说。   据悉,目前已有130多个国家应用海水淡化技术。   “‘脱盐’是人类解决水资源问题的有效手段。”中国脱盐协会秘书长郭有智指出,近年来,我国已建成的海水淡化工程总体规模在不断地增长。   业内专家表示, 海水淡化已成为当前解决淡水资源危机的战略选择,是战略性新兴产业。 然而,我国海水淡化产业发展情况却不容乐观。   海水淡化困难重重   “海水淡化水工作开展晚,尚处于起步阶段。”郭有智表示,其政策措施、技术规范的出台相对滞后,一些关键问题还没有相应的解决措施。“需要水利部加快研究制定适应非常规水源发展需求、管理等相关制度、政策、规划、标准等。   今年8月,住建部、国家发展改革委发布了《关于进一步加强城市节水工作的通知》,强调要“因地制宜推进海水淡化水利用,鼓励沿海淡水资源匮乏的地区和工矿企业开展海水淡化水利用示范工作”。    截至9月底,全国已建成海水淡化工程110 个,产水规模896055吨/日,较2013年增长了5.35%。其中,2014年,全国新建成海水淡化工程4个,新增海水淡化工程规模45500吨/日。   然而,顾为东告诉《中国科学报》记者,很多海水淡化厂没有将水进行“矿化”处理,造成生产出来的海水淡化水口感不好,使得民众对这种淡水“不感冒”,产生了排斥心理。   不过,据记者了解,成本问题才是制约海水淡化在我国推广的最大障碍。   在很大程度上, 海水淡化的成本取决于消耗电力和蒸汽的成本 。据了解,国内外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起,而新建火电厂,不但会消耗大量一次能源,造成环境污染,也不利于降低海水淡化的成本,从而成为“负担”。   “主要是设备造价昂贵,生产成本高,成本是最基本的一个顾虑。”江苏省宏观经济研究院博士后施建中指出,“海水淡化产业属高能耗产业,传统能源海水淡化主要依靠火电,易造成环境污染;其次,大型海水淡化厂普遍采用热电联产形式,只有特殊条件下使用,无法大面积推广。”   在成本的胁迫下,一些企业单方面追求利润,把海水淡化所必需的附加设备省略掉了,出现用试产膜代替进口膜等“以次充好”的情况。   非并网风电“风生水起”   一方面,海水淡化的高成本成为其发展瓶颈, 另一方面,我国却存在严重的“弃风弃光”现象,大量可再生能源由于难以并网而白白浪费。 为了降低成本、减少浪费、保护环境, 风能、太阳能等可再生能源和海水淡化技术的结合在近些年逐渐成为主要研究方向 。   专家指出,发展可再生能源海水淡化,是破解淡水资源短缺、化石能源枯竭和生态环境恶化困局的优选之路。   此前, 顾为东 及其团队骨干成功研发了 非并网风电海水淡化系统 ,实现了风电不并网直接用于规模化淡化海水。据顾为东介绍, 世界首个非并网风电日产万吨淡化海水示范工程已经顺利竣工出水,是第一个非并网风电直接淡化的饮用水。   由于没有并网的限制, “ 非并网风电”引发风电机组的极大简化 。 据悉, 该系统无污染、低能耗、运行安全稳定,并且适应性好、投资相对较少、产水成本低,可为沿海缺水城市等提供淡水。   但是,具有如此多优点的非并网风电海水淡化却未能大规模推广。   在顾为东看来, 政府应该对非并网风电的海水淡化实行补贴,而不仅仅是为并网的风电、光伏太阳能等提供补贴。   “并且,政府还应大力 鼓励风电海水淡化水进入市场 。”顾为东告诉记者,现在我国存在风力发电机产量过剩、海水淡化找不到好的市场等问题,将两者结合或能打造一个新兴高端装备制造业。   其次,顾为东也强调要继续通过技术进步实现商业化、产业化。目前顾为东团队又承担新一轮国家科技支撑计划项目,进行非并网风机和海水淡化装置高度集约化、一体化示范工程建议,使风能海水淡化通过商业化实现人类梦想“风生水起”。    专家还建议,将来把风电扩展到太阳能、生物质发电等其他多种可再生能源,构成多能源协同供电实现大规模海水淡化。“‘风’‘光’互补,充分发挥可再生能源的资源优势。” (张晴丹) 丰海实现非并网风电与海水淡化技术“联姻” http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=879938 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考 以色列死海旅游业与引渤入疆、恢复罗布泊大型生态环境建设工程 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740037.html 消失的新疆虎与消失的罗布泊生态 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740609.html 罗布泊特大型钾盐矿与盐湖沉积聚矿作用:罗布泊究竟是福还是祸 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741172.html 斯文•赫定、陈宗器考察罗布泊与新疆大头鱼 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741716.html 《实施陆海统筹引渤入疆 恢复罗布泊生态环境建设工程的探讨》 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XBXK201401002.html http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbxk201401001.aspx http://www.cqvip.com/QK/71699X/201401/48435987.html 郑绵平院士提出的盐湖农业与海水西调 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738574 引渤入疆、恢复罗布泊与气象、生态作用探讨 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-433609.html 罗布泊地区的风向与“引渤入疆”增雨作用 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-492121.html 走近罗布泊(导语) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-481151.html 走近罗布泊(“导语”续补) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-483787.html 关于张学文先生《引海水入新疆有必要吗》一文的若干质疑 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738328 “ 引渤济锡”示范工程与草原生态工程建设之对策 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-407027.html 新疆、河西走廊与澳大利亚中部干旱平原的地貌气象对比及海水西调 http://blog.gmw.cn/blog-5777-282485.html 搁置争议:调鸭绿江水以解华北平原水危机之困 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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[转载]如何利用太阳能、风能和纳米技术淡化海水
xjtuhyg 2015-4-5 08:43
如何利用太阳能和纳米技术淡化海水 沙特拥有丰富的太阳能资源,利用太阳能可以大大节省海水淡化成本。纳米技术也将极大提高海水脱盐过程中反渗透膜的效能。新技术的应用将大幅提高海水淡化工业的效率,有望将每吨淡化海水的成本控制在1.5里亚尔(约合2.7元人民币)以内。 关键词:死海,罗布泊,陆海统筹,海水西调,海水淡化 2015-03-30   08:56   建设工程教育网整理 http://www.jianshe99.com/lunwen/nuantongkongtiao/we1503303248.shtml    沙特阿拉伯是一个水资源极度匮乏的国家,淡化海水是其最主要的居民用水来源。 为了进一步提高海水淡化效能,降低工业成本,沙特阿卜杜·阿齐兹国王科技城日前公布了一项 利用太阳能和纳米技术淡化海水的研究发展计划 。   阿卜杜·阿齐兹国王科技城总裁苏威利7日对新华社记者说,海水淡化在沙特是关系到国计民生的基础工业,具有极其重要的战略意义。科技城已与 美国IBM公司 合作建立了科研中心,将联合开发新技术, 以用太阳能在蒸馏过程中替代成本相对高昂的油气燃料,该中心还将研究如何把先进的 纳米渗透膜技术 应用到淡水提取工艺中,使水分子更容易与其他海水成分分离 。苏威利说,有关研究计划对于沙特海水淡化乃至整个国民经济的发展将起到巨大的推动作用。   科技城副总裁图尔基对记者说,沙特海水淡化工业要消耗大量原油作为燃料,尽管沙特油气资源丰富,这仍然是一个不可忽视的开销。 沙特拥有丰富的太阳能资源,利用太阳能可以大大节省海水淡化成本。此外,纳米技术也将极大提高海水脱盐过程中反渗透膜的效能。   图尔基表示, 新技术的应用将大幅提高海水淡化工业的效率,有望将每吨淡化海水的成本控制在1.5里亚尔(约合2.7元人民币)以内。 有关研究计划为期3年,包括在沙特北部与科威特交界的海湾地区 建立一个世界上规模最大的太阳能海水淡化工厂,日产淡化海水3万吨,同时具备10兆瓦的发电能力。   据介绍,沙特已成为全球最大的淡化海水生产国, 在沙特东部的阿拉伯湾和西部的红海沿岸共有30多个大规模海水淡化和发电一体化工厂。此外,沙特目前超过70%的城市居民用水来自海水淡化。( 责任编辑:youoyou ) 丰海实现非并网风电与海水淡化技术“联姻” 2015-03-17  12:11 中国发展网 张红平 付雷/文 http://www.chinadevelopment.com.cn/chanjing/gxjs/2015/03/871283.shtml   水资源短缺已成为制约我国经济社会发展的一个重要因素,《海水淡化产业发展十二五规划》明确指出,到今年,我国海水淡化产能达到 220万立方米/日以上。   作为世界上少有的1万吨非并网式风电海水淡化产业化示范基地, 江苏丰海新能源淡化海发展有限公司 利用自主知识产权生产制造的核心产品,即, 微电网技术构建的集成系统(专利号:Zl201420209235.7)——非并网风电淡化海水示范项目 , 经过国家专业机构科技成果评估和鉴定,技术达到国际先进、国内领先水平,目前,新能源企业丰海已建成万吨级非并网风电海水淡化示范工程,成功实现了 日产万吨淡水 规模,为深入推进我国新能源海水淡化业发展提供有力支撑。   推广应用 前景广阔   微电网技术构建的集成系统,采用较小容量的蓄能设备和高水平的控制技术,达到为海水淡化设备提供稳定电源、使海水淡化设备稳定工作的目的。    这是一项风能海水淡化与新能源技术相结合的成功,它使智能电网走向微型化 。缺电和储能技术一直制约清洁能源并网,微电网的连接作用很好的解决这一问题。同时,微网的存在能使用户与供电商保持紧密的联系,为电力的智能调节和节能提供重要保障。目前,微网建设项目已经启动。丰海根据万吨非并网海水淡化工程的设计、运行经验,积极 开展模块化、集装箱化微网成套系统的研发,不用依赖电网直接利用风能、太阳能,进行清洁能源发电,并且结合海水淡化装置,供水供电 ,非常适合推广应用于用水难、用电难地区,在为企业创造良好经济效益的同时,也将带动周边区域经济攀升。    创新采用非并网风力发电装置,以风力发电为主,储能系统为辅,柴油发电机为备用微电网技术构建的集成系统,为海水淡化装置提供能源。采用2.5MW永磁直驱风机,突破了MW级大型风机只能并入大电网而不能并入微电网的技术难题,建立了海水淡化反渗透机组能耗分级管理模型和不同环境下的数据分析方式。采用3台储能变流器(PCS)并联控制技术,基于U/f 的对等式下垂控制,对等式控制,无主从之分,实现“即插即用”的功能,且多个PCS并联共同支撑负荷运行。   技术成果应用前景广阔,提供合格淡化水的同时,还能为海水淡化技术、装备等领域提供良好的产业示范、应用平台,及为培训提供实习基地,以此提高我国海水淡化的整体实力等。目前,丰海重点建立了海水淡化产业基地,为提高新能源淡化海水产业园区在海水淡化装备制造等方面水平和能力、培育一批具有国际竞争力的海水淡化装备制造企业等,组建联盟,形成合力,参与市场竞争。   重大突破 跨越发展    截至2014年底,我国风电超过1亿千瓦装机总容量 ,取得了全国电力装机总容量的较高水平。风电是一个战略性新兴产业,围绕新能源开发,风电大基地建设是国家推进、支持的重点。    作为世界上少有的1万吨非并网式风电海水淡化产业化示范基地,新能源企业丰海正在向风电新能源产业链进军 ,据了解,丰海开发的 饮用纯净水 已流入市场,在北京、上海等全国一线城市,建立了 以“海露”为注册商标 的瓶装纯净水配送站点,海露还走进了全国一些超市、和具有国际级别的会议场合。   这标志着作为一家国有企业成功转型融入市场、以及为技术产业链形成和发展都奠定了坚实可靠的基础,更为进入国际资本市场铺平道路。近年来,我国约有几十家全产业链风能制造业和开发投资商进入国际资本市场,其成功上市的核心竞争力,主要在技术创新与产业链发展上面表现明显。   海露瓶装水容量为350ml,有天然小分子团活性水,有利于人体吸收,且蕴含天然矿物质,有利人体健康,这是丰海实施技术创新战略,深入研发,突破瓶颈,通过实现兆瓦级非并网风电与万吨级以上大容量海水淡化技术最佳结合,而开发成功的自主产品。 非并网风电淡化海水示范项目能为海水淡化装置提供源源不断的能源,可日产10000吨/日淡水,促进形成“海露”饮用纯净水强有力的生产能力和产品开发规模 。   集研发、生产、销售和全国示范推广海水淡化集成专业企业丰海,较好地将产品生产建立在新能源开发、利用基础上,不仅创立了自主、优质品牌产品,而且有力促进了节能减排、保护环境和循环经济的发展。   目前,我国的风电能源产业,处于国际领先水平,但还存在着技术、装备总体水平,相比世界上技术先进的其他国家有较大落差的缺欠,尤其需要在技术上,进行集成式创新,突破传统瓶颈,使技术与新能源的开发找到更多更好的集合点,才能更多更好地将新能源开发利用,实现国家可持续发展的总体目标和任务。 非并网式风电与海水淡化技术结合,是海水淡化技术上的一个重要突破,特别是建成万吨级非并网风电海水淡化示范工程,为全国风电产业发展的肌体注入新血液,也为深入推进我国新能源海水淡化业发展提供有力支撑。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考 以色列死海旅游业与引渤入疆、恢复罗布泊大型生态环境建设工程 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740037.html 消失的新疆虎与消失的罗布泊生态 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740609.html 罗布泊特大型钾盐矿与盐湖沉积聚矿作用:罗布泊究竟是福还是祸 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741172.html 斯文•赫定、陈宗器考察罗布泊与新疆大头鱼 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741716.html 《实施陆海统筹引渤入疆 恢复罗布泊生态环境建设工程的探讨》 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XBXK201401002.html http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbxk201401001.aspx http://www.cqvip.com/QK/71699X/201401/48435987.html 郑绵平院士提出的盐湖农业与海水西调 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738574 引渤入疆、恢复罗布泊与气象、生态作用探讨 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-433609.html 罗布泊地区的风向与“引渤入疆”增雨作用 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-492121.html 走近罗布泊(导语) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-481151.html 走近罗布泊(“导语”续补) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-483787.html 关于张学文先生《引海水入新疆有必要吗》一文的若干质疑 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738328 “ 引渤济锡”示范工程与草原生态工程建设之对策 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-407027.html 新疆、河西走廊与澳大利亚中部干旱平原的地貌气象对比及海水西调 http://blog.gmw.cn/blog-5777-282485.html 搁置争议:调鸭绿江水以解华北平原水危机之困 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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[转载]俄罗斯与埃及签署建造核能海水淡化厂的协议
xjtuhyg 2015-4-4 10:44
俄罗斯与埃及签署建造核能海水淡化厂的协议 中国经济新闻网   2015-03-10  14:11:56 http://www.cet.com.cn/nypd/hn/1485016.shtml   俄罗斯国家核能公司Rosatom说,埃及与俄罗斯签署了一项设计一座带海水淡化设施核能厂的协议。   Rosatom认为,用俄罗斯制造的VVER压水堆在带海水淡化设施的大功率核能机组在国际市场有“很大潜力”。淡化设施能够从每个核能机组获得每天生产170000 m3饮用水的能力。   2014年9月,俄罗斯为开发利用核能海水淡化的技术方案成立了一个委员会,该委员会正在规划与国外合作者的工作,为带有海水淡化设施的核能厂提供资金并负责建造。Rostaom技术主要利用多效蒸馏技术,包括多级或“多效果”。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 海水淡化与膜工程技术研发中心揭牌 2015-03-25  05:56:27 来源:中国科学报 作者:高长安 皮家琪 http://tech.hexun.com/2015-03-25/174369041.html    3 月24日,记者从河北沧州渤海新区管委会获悉, 中科院过程工程所(河北)海水淡化与膜工程技术研发中心近日在渤海新区揭牌 。   该研发中心主要研究海水淡化技术,志在突破制约膜分离技术大规模应用的技术瓶颈,建立具有国际先进水平的面向海水淡化及相关领域的膜工程技术研发平台。该研发中心技术成熟后, 将在渤海新区建设一座日产5万吨的海水淡化厂 。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考 以色列死海旅游业与引渤入疆、恢复罗布泊大型生态环境建设工程 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740037.html 消失的新疆虎与消失的罗布泊生态 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740609.html 罗布泊特大型钾盐矿与盐湖沉积聚矿作用:罗布泊究竟是福还是祸 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741172.html 斯文•赫定、陈宗器考察罗布泊与新疆大头鱼 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741716.html 《实施陆海统筹引渤入疆 恢复罗布泊生态环境建设工程的探讨》 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XBXK201401002.html http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbxk201401001.aspx http://www.cqvip.com/QK/71699X/201401/48435987.html 郑绵平院士提出的盐湖农业与海水西调 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738574 引渤入疆、恢复罗布泊与气象、生态作用探讨 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-433609.html 罗布泊地区的风向与“引渤入疆”增雨作用 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-492121.html 走近罗布泊(导语) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-481151.html 走近罗布泊(“导语”续补) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-483787.html 关于张学文先生《引海水入新疆有必要吗》一文的若干质疑 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738328 “ 引渤济锡”示范工程与草原生态工程建设之对策 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-407027.html 新疆、河西走廊与澳大利亚中部干旱平原的地貌气象对比及海水西调 http://blog.gmw.cn/blog-5777-282485.html 搁置争议:调鸭绿江水以解华北平原水危机之困 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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[转载]色列在建海水淡化工厂——索莱克水厂项目工程技术分析
xjtuhyg 2015-4-4 09:26
色列在建海水淡化 工厂——索莱克水厂项目工程技术分析 水价每立方米0.58美元(按2009年10月1日成本计算),最大电耗:<4kWh/m3 关键词:死海,罗布泊,陆海统筹,海水西调,海水淡化 王双成 (以色列IDE海水淡化技术有限公司北京100026)   摘要:本文通过对 以色列索来克海水淡化厂 工程的现场考察,对该厂的建设概况、管道铺设、预处理系统等作了介绍,阐述了该水厂的优势及亮点。建成后,索来克工厂将成为世界上最大的利用反渗透膜工艺的海水淡化厂。   关键词:海水淡化、反渗透、膜、预处理   从2002年开始的世界上首例大型海水淡化项目——SWRO阿什科隆水厂(BOT,35万立方米/天),到2009年投产的以色列海德拉超大型水厂(BOT,45万立方米/天)的顺利稳定运行,IDE公司展示了多年来深厚的技术积淀和坚持不懈研发的创新成果。海水淡化项目因地制宜,量身定制。 结合众多专利技术的应用开创了全球海水淡化低水价的标杆,这些超大型的海水淡化项目奠定了IDE公司在全球海水淡化技术的领先地位。 在此基础上,IDE公司又开始着手进行全球最大的反渗透水厂BOT项目,不断进行挑战和冲刺。毫无疑问,在建的 以色列索来克反渗透水厂开创了世界上利用反渗透工艺进行海水淡化最大产量的先河 。   不久前,笔者考察了正在以色列索莱克地区建设的全球最大的海水淡化海水反渗透索莱克(SOREK)水厂( 设计能力每日65万立方米 )。 所见所闻无不体验出高科技带来低成本、低水价的典范。   一、水厂概括产量:   1.5亿m3/年(最高26000m3/小时);技术:海水反渗透技术(SWRO);项目类型:建设—经营—移交(BOT); 水价:每立方米0.58美元(按2009年10月1日成本计算);产品水硼含量:0.3ppm;最大电耗:<4kWh/m3 ;位置:以色列索莱克;占地面积:10万平方米;运行时间:2013年。索莱克水厂是IDE公司2010年中标的25年BOT项目。以色列国家水务公司政府为该水厂的唯一购水者。该水厂建成后将为以色列国家管网提供全国饮用水的15%水量,加之其他淡化水厂, 全国饮用水的50%将来自于海水淡化水厂的供应 。以色列全国饮用水需求量每年大约为7.5亿立方米水。海水淡化技术的成功应用无疑彻底改变了国家缺水的困境。发展海水淡化的关键在于工艺的先进性和随之带来低成本水价。通过近半个世纪坚持不懈的研发和开拓,IDE公司开发了众多专利技术。这些新技术不断问世和应用奠定了超大型海水淡化项目的经济运行。极具竞争性的技术和低廉的水成本使得该项目得以顺利实施。   二、项目地点    索莱克水厂位于以色列中部的特拉维夫市南部20公里处。项目地点距离东部海岸2.5公里处。 整个项目占地约为10万平方米。该水厂分南北两部分厂区,产水量均等(见图1)。取排水系统共采用三根超大管径的管道;两根取水管和一根浓水排水管。管径3.1米材质HDPE的管线。由于该项目地距离海岸边2.5公里的距离,考虑到环保因素和不影响地面人们的活动以及该项目的经济性和建设周期。经济、快速的管道输入铺设至关重要。项目采用了地下盾构式掘进铺设方式。这种方式对环境的影响最小。两根取水管延伸至海里1.25公里处;为避免排出的浓水再次混入取水,浓水排放管向海里延伸至为1.8公里(与岸边距离)。整个取水和浓盐水排放的管长共为10公里长。   三、地下盾构管道铺设   独特设计将取水口吸头的卷吸/冲击影响降到最低。该水厂采用七个取水竖井连接地下进出水管道,竖井直径为30米,15米深(见图2)。分两组,三个取水泵井为一组,分别供应南、北部两个区域,一个备用。   四、混凝土预制的海水预处理系统   预处理采用了24个双介质过滤器系统,取水置旋转格栅防止鱼类、海蜇,藻类等进入。目前国内海水淡化预处理通常都使用超滤,然而面对复杂的海水预处理时,实际上并没有一个固定的预处理模式。具体的预处理工艺要根据当地海水的水质情况来决定是否用超滤或者其他工艺,而绝不是单一固定的预处理模式,同时还要对选择的预处理方案做经济比对才能最后的。对位于地中海地区的以色列海水状态,无论从经济上还是技术上考虑,砂石过滤是最佳的预处理方案选择。在预处理中使用预处理化学药剂方面,IDE使用专利的技术正在大量减少使用化学药品。这不仅为环保带来极大的好处,也为水厂的经济运行带来节省。图4预处理设施采用了混凝土预制件方式,还在水厂整理预处理区域地面的时候,系统预处理的混凝土预制件已经在车间里进行了工厂化预制(见图3、图4)。在稳定的工厂预制过程中,所有混凝土制作工艺的每一个步骤都在可控中,无论环境温度、湿度,还是制造的可靠性,精都可以达到尽善尽美。当水厂预处理区域整理完毕时,整个预制件的现场安装仅用一周便轻松顺利完成。水厂主要分为三大部分:一个膜件车间,两个运行区域包括预处理和辅助设施。水厂设立了一个燃气的自备电站(120MwH)以平价与水厂运行成本的关系。   五、16英寸膜立式布置   这个全世界都在瞩目的最大的海水反渗透水厂在众多的专利技术、经验运行的支持下正在有条不紊地进行着。由IDE公司资深专家推出的立式布局的16英寸膜是该项目中最大的亮点之一,主要优势有:   1、节省了项目占地与常规应用的8英寸膜相比较,16英寸的膜面积增加了4.3倍的出水面积。   2、节省膜组件的数量IDE在2002年的阿什克隆水厂项目中,(年产水量1.1亿立方米),用了4万支8英寸的膜件,而索来克水厂的年常量为1.5亿立方米,以此类推,如果用8英寸膜,应该使用6万支膜。由于采用了16寸膜,仅此一项就节省了1.2万支膜,巨大的经济价值得以实施。   3、16英寸膜组建的布置采用立式布局这种布置,不仅使得入水流向更合理,节省了项目占地,更重要的是减少了昂贵母长度、还可以使用较小的管径材料,个中经济优势不言而喻。对海水预处理的水质,IDE严格按照SDI<2.5实施。处理后的海水进一个“海水水池”然后通过增压泵泵入膜组件车间进行最后的海水淡化过程。淡化后的产品水进入后处理阶段;40%的淡化水加入石灰石处理后再与其他淡化水混合完成硬化。   索来克水厂为以色列国家重要的饮用水厂之一,所有的产品水经过硬化处理后进入在线水质检验。然后经流量接进入国家水网。所有的产品水水质严格按照以色列国家饮用水水质指标处理。由于以色列高度重视中水回用,特别考虑到中水农业灌溉的缘故,对淡化水中的硼含量控制非常严格,如同IDE的其他运行中的水厂一样,该水厂产品水的硼含量仅为0.3毫克。在RO车间里还设定了16寸膜的脱硼装置进行淡化水脱硼处理。其实,最早的海水反渗透膜是从2英寸开始的,到今天普遍使用的8英寸膜已经有了很大的进步。   然而,IDE并不盲目满足这种状态,不断的打破行业纪录、探索新技术和应用是IDE的责任,也是IDE公司长期不断开拓技术,自我挑战的一贯作风。通过新技术带来更大的利益,从索来克水厂的设计、建设可窥一斑。图5   六、能源系统   众所周知,IDE公司专利的三中心技术(泵中心、膜中心和能量回收中心)应用在该项目中。能量回收系统ERS为IDE自己专利设计的活塞式多尔系统。双管式取水以及独特的除硼系统等。全自动化的索莱克水厂以现代技术方式节能,电力由独立联合循环发电厂供电,强大的技术组合带来巨大的能量效率。为更好地优化海水淡化水厂的经济运行结合当地峰谷电价,除了自备电厂外,水厂还与市电网连接。自备电厂和市电的合理优化调配充分利用峰时电价。水厂出力设置了合理的余量以调节低峰时段的满负荷低成本运行。索来克水厂与政府的供水合同为每年1.5亿立方米,实际该水厂的设计能力为2.17亿立方米。强大的余量与动态的电价带来经济、低成本的运行,可见设计一个淡化水厂和水厂经济稳定运行之间的关系如此重要。此外,厂区的控制室全自动远程控制整个水厂的运行。   七、项目工期与投产日期 索来克水厂项目中标后,IDE公司于2010年开始着手整体系统设计,安排采购等,水厂2011年开始建设,整个水厂建设大约为2.5年。政府供水合同供水日期:PTO准入运行日期;第一水厂预计投产日期为2013年8月16日,第二水厂预计投产日期为2013年12月16日。实际上,预期IDE水厂的出水日期应该会提前,分别为2013年二和三内出水。如同其他IDE完成的水厂一样,索来克水厂将在计划工期和预算内完成项目。   八、项目亮点   1、 开创性里程碑项目以色列索来克水厂是世界上在建规模最大的反渗透海水淡化厂;日产能力供水65万立方米。   2、极具竞争力的价格 不可思议的低水价 为全球海水淡化设立了低成本的新标杆。   3、突破性的技术设计创新、自我突破。 在超大型水厂中首次应用16英尺膜组件垂直布局;同时,利用IDE专有的压力中心设计、双管式取水、ERS(能量回收系统)以及独特的除硼系统等整个水厂得以优化。   4、淡化水厂量身定制方式水厂中的每一个因素都是根据需要特制的,以达到最大的性能、最低成本。对于海水淡化项目本身而言 ,海水淡化水厂必须根据项目特定条件量身定制 ,而不是一味跟随或者复制其他水厂的配置和设计。面对不同的海水水质、用途、环境条件、可用能源条件而采用不同的方式和工艺进行项目设计, 量身定制 是所有经济运行海水淡化水厂的必需。   九、结语   索莱克水厂的建成预示着国际海水淡化产业新标准的形成,将进一步巩固IDE公司业内超大型反渗透海水淡化领域的领先地位。同时,该水厂还标志着在IDE杰出的业绩基础上再创里程碑的佳录。通过索莱克水厂连同IDE许多其他完成的海水淡化合资海水淡化项目,进一步展示了IDE的专业技术和能力,以及可信赖的技术资源、先进的项目、工程设计和施工技术。 詹永新大使参观考察以色列索莱克海水淡化厂 2015/03/05 http://www.fmprc.gov.cn/ce/ceil/chn/gdxw/t1243087.htm   2015年3月3日,驻以色列大使詹永新应邀参观考察以色列海水淡化公司(IDE)索莱克海水淡化厂。使馆公参卢坤、科技参赞韩军和IDE公司全球销售总监罗尼·克莱恩等陪同考察。   克莱恩总监向詹大使一行介绍了以色列海水淡化公司的科研和生产情况。他表示,经过50年的发展,IDE公司已在40多个国家建设了400个海水淡化厂,而索莱克海水淡化厂是目前全球规模最大的海水淡化厂,日生产淡水624,000立方米。他指出, IDE 已在天津建设了中国最大的海水淡化厂,日生产淡水20万立方米 。希望进一步加强对华合作,利用海水淡化技术为中国解决水资源短缺问题提供服务。   詹大使指出,以色列是闻名世界的创新型国家,在水资源利用和管理方面拥有丰富经验,也是全球海水淡化领域的先驱和领跑者。近年来,我多位国家领导人先后参观考察IDE公司海德拉海水淡化厂,对以色列的海水淡化技术印象深刻。   詹大使对IDE公司与中国在海水淡化方面开展的合作予以高度评价,表示中国驻以色列大使馆愿意发挥桥梁和纽带作用,将积极推动中以在上述领域的务实合作。他指出,2015年1月,中以政府在北京召开了第一次创新合作联委会,希望IDE公司抓住两国关系发展的大好机遇,加强对华技术交流和项目合作,用实实在在的合作成果造福于两国人民。 @ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考 以色列死海旅游业与引渤入疆、恢复罗布泊大型生态环境建设工程 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740037.html 消失的新疆虎与消失的罗布泊生态 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740609.html 罗布泊特大型钾盐矿与盐湖沉积聚矿作用:罗布泊究竟是福还是祸 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741172.html 斯文•赫定、陈宗器考察罗布泊与新疆大头鱼 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741716.html 《实施陆海统筹引渤入疆 恢复罗布泊生态环境建设工程的探讨》 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XBXK201401002.html http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbxk201401001.aspx http://www.cqvip.com/QK/71699X/201401/48435987.html 郑绵平院士提出的盐湖农业与海水西调 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738574 引渤入疆、恢复罗布泊与气象、生态作用探讨 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-433609.html 罗布泊地区的风向与“引渤入疆”增雨作用 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-492121.html 走近罗布泊(导语) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-481151.html 走近罗布泊(“导语”续补) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-483787.html 关于张学文先生《引海水入新疆有必要吗》一文的若干质疑 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738328 “ 引渤济锡”示范工程与草原生态工程建设之对策 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-407027.html 新疆、河西走廊与澳大利亚中部干旱平原的地貌气象对比及海水西调 http://blog.gmw.cn/blog-5777-282485.html 搁置争议:调鸭绿江水以解华北平原水危机之困 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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[转载]南水解不了华北渴?淡化海水或接棒京津冀水源
xjtuhyg 2015-4-3 17:02
南水解不了华北渴?淡化海水或接棒京津冀水源 北京收南水一年 10.5亿方,同时不再超采地下水5亿方,且停止从河北买水每年3.5亿方,实余每年2亿方,用来支撑更多的人口并修复河流健康,因此人均生活、生产用水量不会增加 发布时间: 2015-01-03 来源:中国环保在线 http://www.hbzhan.com/news/detail/94494.html      京津缺水可由海水淡化补充    南水解不了华北渴, 2014 年 12 月 29 日在天津举行的“海水淡化与用水安全及海洋高新技术论坛”上,水资源专家吴季松说,可以用淡化海水补缺。    “ 南水北调后,京津冀的生活和生产用水仍未达到最低限度,生态水也仍然难以维系森林生态系统。 ”吴季松是原全国节水办公室常务副主任、水利部水资源司司长。他说:京津冀地区水资源总量,南水北调前为 258 亿立方米,调水后增加到 315.6 亿方;人均量从 239 方增加到 288.7 方。地表径流深从 118 毫米增加到 144.5 毫米。数字没有根本改观。    吴季松说, 北京收南水一年 10.5 亿方,同时不再超采地下水 5 亿方,且停止从河北买水每年 3.5 亿方,实余每年 2 亿方,用来支撑更多的人口并修复河流健康,因此人均生活、生产用水量不会增加。    吴季松认为, 未来北京和天津用水可由海水淡化补充。淡化海水送到天津,相比送到北京,工程投资和输送成本都低得多。    “南水北调中线工程同时向北京、天津供水,如果将天津的供水份额给北京,用海水淡化解决天津缺水问题,经济和技术上都是合理的。而且淡化海水水质好于到津南水。”吴季松说,这一方案需要中央和地方协调,补偿天津的建设成本。    海水淡化或成基本水源    2014 年 12 月 4 日,马累海水淡化厂突发失火事故,部分设备损毁,导致全岛淡水供应中断。应马尔代夫政府请求,中国政府迅速向马方提供援助,一批批“中国水”抵达当地,帮助马尔代夫人民渡过缺水难关。    据介绍,马尔代夫没有淡水资源,完全依赖海水淡化工程获得淡水。    “海水淡化已成为一些缺水国家、地区的基本水源。” 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭说,海水淡化在全球水资源利用中日趋重要,尤其在一些沙漠、海岛国家和地区发展迅速,如全球海水淡化第一大国沙特,海水淡化产量占世界总产量约 1/5 。    2009 年公布的一项数据显示,当时全球已有海水淡化厂 1.3 万多座,海水淡化日产量约 3500 万吨,解决全球 1 亿多人的供水问题,提供全球人类淡水约 2% 的比重。    阮国岭说,全球海水淡化规模近年来不断攀升,截至去年 8 月,全球海水淡化日产量已超过 8000 万吨, 168 个国家和地区应用淡化技术 ; 预计到 2018 年,全球淡化工程总装机容量将达到 1.38 亿吨 / 日。    曹妃甸日产百万吨淡化海水拟 5 年后进京    河北曹妃甸日产百万吨淡化海水项目近日获批。据介绍,该项目可每年供水超 3 亿立方米,相当于现在北京市年用水量的 10% 左右。淡化后的海水符合最新的 108 项自来水水质标准,预计 2019 年投产并开始向北京输水。    这是我国海水淡化产业的最新进展之一。业内专家表示,我国海水淡化产业虽然起步较晚,但进展迅速,总产水规模十年间增长近 30 倍。    阮国岭表示,我国海水淡化总产水规模,已从 2003 年不足 3 万吨 / 日增长到目前的 90 万吨 / 日,年均增长速度超过 30% ;同时,在低温多效技术和反渗透技术等两种主流技术上取得突破,部分技术成果已达到国际先进水平。    天津是我国海水淡化技术和应用最发达的地区之一,当地的国投北疆发电厂是国家首批循环经济试点项目和示范项目,也是我国首个大规模对社会供水的海水淡化项目。    天津国投津能发电有限公司计划部主管工程师岳乃刚说,该项目一期工程配套有日产 20 万吨海水淡化装置,目前已建成投产,海水淡化水大部分向城市管网供应,电厂所需淡水也全部采用海水淡化水,不需开采淡水资源。     据介绍,这个项目分制水和输水两大工程。目前,制水工程可研报告已完成初稿,输水工程正在开展路由选址方案及可研报告的编制工作。工程完工后,可日均淡化 100 万吨海水,经淡化处理后达到饮用水标准的渤海海水,将通过管线输送到京城,进入北京的水厂再进行调配。    负责这个项目的北控水务集团海水淡化事业部负责人王晓水说, 100 万吨的生产能力意味着每年供水超 3 亿立方米,相当于现在北京市年用水量的 10% 左右。淡化后的海水符合最新的 108 项自来水水质标准。    曹妃甸地理位置优越,受洋流影响,该海域属清洁海域,拥有国家二类海水水质,水质明显优于渤海湾其他海域,预处理方便,对饮用水水质也有保障,具备开展海水淡化的天然优势。 ( 来源:中国环保在线 ) 北京市政协委员:海水淡化或可缓解北京缺水状况 中国管道商务网 2015-1-30  http://www.chinapipe.net/news/2015/38827.html   弥补地下水亏空   聂玉藻介绍, 北京超采地下水严重,近20年来超采地下水已经“亏空”了60多亿立方米,导致出现地面下沉等问题。   聂玉藻表示,近期规划用3亿以上立方米的南水回补地下水,占每年南水进京总量的三分之一,但是弥补地下水60亿的“亏空”还需要一段时间。此外,北京还要做好南水北调其他线路工程的调水。聂玉藻表示,随着南水的逐渐进京,北京的饮用水量将发生变化,回补地下水的量也会动态调整,但基本趋势将是逐年增加。   未来:渤海水源淡化   市政协委员、北京市南水北调工程建设委员会办公室党组书记聂玉藻介绍,除了南水北调,北京还将研究其他工程,比如海水淡化,主要是利用渤海水源淡化,目前曹妃甸海水淡化项目试验成功,但是怎么把水引入北京正在论证中。记者了解到,2013年,全国已建成海水淡化工程总数达到了103个,工程总规模达到日产90.08万吨。最大海水淡化工程规模为日产20万吨。其中, 曹妃甸海水淡化进京项目已获批,总投资170亿元的海水淡化在曹妃甸已经试验成功。    聂玉藻表示,南水北调、海水淡化,如果这些水资源集中供应北京,北京的水资源状况会发生改变,可以给更好回补地下水。 (晨报记者 吴婷婷) @@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考 以色列死海旅游业与引渤入疆、恢复罗布泊大型生态环境建设工程 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740037.html 消失的新疆虎与消失的罗布泊生态 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740609.html 罗布泊特大型钾盐矿与盐湖沉积聚矿作用:罗布泊究竟是福还是祸 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741172.html 斯文•赫定、陈宗器考察罗布泊与新疆大头鱼 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741716.html 《实施陆海统筹引渤入疆恢复罗布泊生态环境建设工程的探讨》 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XBXK201401002.html http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbxk201401001.aspx http://www.cqvip.com/QK/71699X/201401/48435987.html 郑绵平院士提出的盐湖农业与海水西调 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738574 引渤入疆、恢复罗布泊与气象、生态作用探讨 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-433609.html 罗布泊地区的风向与“引渤入疆”增雨作用 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-492121.html 走近罗布泊(导语) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-481151.html 走近罗布泊(“导语”续补) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-483787.html 关于张学文先生《引海水入新疆有必要吗》一文的若干质疑 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738328 “ 引渤济锡”示范工程与草原生态工程建设之对策 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-407027.html 新疆、河西走廊与澳大利亚中部干旱平原的地貌气象对比及海水西调 http://blog.gmw.cn/blog-5777-282485.html 搁置争议:调鸭绿江水以解华北平原水危机之困 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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[转载]美国《技术评论》2015年十大技术突破之一:大规模海水淡化
热度 1 xjtuhyg 2015-4-3 13:01
美国《技术评论》 2015 年十大技术突破之一:大规模海水淡化 由于人们在工程学和材料学方面取得的巨大进步,该工厂淡化海水的规模得以大幅提高而成本则急剧降低 关键词:死海,罗布泊,陆海统筹,海水西调,海水淡化    北极星节能环保网  来源:科技日报  作者:刘霞  2015/4/3 8:42:38 http://www.c-water.com.cn/news/gw/20150403/1284073.html http://huanbao.bjx.com.cn/news/20150403/604868.shtml   北极星节能环保网讯:美国《技术评论》2015年十大技术突破之一:大规模海水淡化——全球最大且最廉价的反渗透(一种生产纯净水的方法,通过迫使盐水或废水流过半透膜,而盐或废物不能通过它)海水淡化工厂正在以色列运行。海水淡化的成本将大幅降低,能为一个国家源源不断地提供净水。   重要意义:目前,全球的洁净水源已经无法满足越来越多人口的需求。    主要参与者:以色列海水淡化公司(IDE Technologies)、Poseidon Water公司、Desalitech公司、Evoqua公司。   在以色列特拉维夫南部10公里的地中海海岸边,一个大的工业设施正在有条不紊地运行着,这是世界上最大的现代化海水淡化工厂, 每年,以色列20%的饮用水由该工厂供应。这个工厂由以色列海水淡化公司建造,成本约为5亿美元,它使用传统的反渗透技术来对海水进行淡化 。 然而,由于人们在工程学和材料学方面取得的巨大进步,该工厂淡化海水的规模得以大幅提高而成本则急剧降低。   全球目前约有7亿人无法获得充足的净水,而到了10年后的2025年,这一数字将飙升至18亿。在很多地方,通过对海水进行水处理从而获取净水将是增加供应量唯一可行的方式。    这个名为Sorek的工厂于2013年竣工,但直到现在才开始卯足了马力,发挥出全部的潜能。该工厂每天能生产出62.7万立方米水,向人们展示如此庞大的淡水工程是可以实现的。 确实,海水淡化目前是以色列水供应系统的中流砥柱。目前,以色列共有四个海水淡化工厂在运营,Sorek是其中最大的一个。这些工厂提供的水源占整个国家耗水量的40%。而到了2016年,当其他工厂开始运转时,以色列50%的水源有望由海水淡化来提供。   以前,科学家们对于反渗透技术的挑剔主要集中在其成本太高,因为这个过程需要使用大量能源来迫使盐水通过拥有很多小孔的高分子膜,这些小孔的主要任务是让净水通过而让盐离子留下。然而,Sorek公司卖给以色列水利部门的净水售价比传统的海水淡化工厂都低,而且,其能耗也是所有大规模海水淡化工厂中最低的。 主要原因在于,Sorek进行了很多工程学方面的改进,使得其运行效率更高。比如,它是第一个使用直径为16英寸而非8英寸压力管的大型海水淡化工厂,结果就是其仅仅需要四分之一的管道和其它硬件,因此,大幅削减了成本。该工厂也拥有高效的超高压泵和能量回收设备,这显著提高了运行效率,降低了该工厂的能源消耗量。另外,该工厂也通过减少压力容器、联管箱、控件和检测仪表的数量降低了成本,减少了能耗。此外,大口径管道、污泥处理和对特殊许可区的处理等措施也显著减少了其对陆地和海洋环境所造成的影响。 目前,澳大利亚、新加坡和波斯湾附近的几个国家都在大规模使用海水淡化技术;美国加州也开始拥抱这项技术。 在那些水问题特别突出的地区( 即使这些地方远离大海 ,可以利用地下水),可以建造一些能效适中且相对来说比较便宜的小型反渗透工厂。 而且, 由石墨烯材料制成的高级膜有望进一步降低海水淡化工厂的建造和运营成本 。   Sorek工厂位于以色列特拉维夫市南部,通过BOT方式建立,共融资40亿美元。该工厂采用IDE先进的反渗透膜淡化技术。通过减少压力容器、联管箱、控件和检测仪表的数量降低成本,减少能耗,增加工厂产量。超高压泵和能源回收装置的使用显著提高了运行效率,降低了该工厂的能源消耗量。此外,大口径管道、污泥处理和对特殊许可区的处理等措施显著减少了对陆地和海洋环境的影响。   IDE技术公司于2013年10月21日宣布世界上最大、最先进的Sorek反渗透海水淡化工厂投入全面运转。 该工厂严格控制淡化质量和成本,储存了大量水资源,有效缓解了该国水资源紧张问题。   “作为采用全球海水淡化产业新标准建设的先进工程,Sorek工厂巩固了我们在反渗透海水淡化技术领域的主导地位”,IDE科技的CEO Avshalom Felber说,“这个工厂是在哈代拉和阿什克伦等地的多个大规模反渗透海水淡化项目的成功基础上建立的,该工厂的成功证明了IDE先进的技术、丰富的项目管理经验和雄厚的财政实力,是值得信任的专业性合作伙伴。” 发展海水淡化 优化水资源结构 2015-03-19    来源:中国海洋报    编辑:何正柯 http://www.oeofo.com/news/201503/19/list105160.html   随着海洋强国建设、“一带一路”建设等国家重大战略的深入实施,我国海洋事业进入了蓬勃发展的历史新阶段。 海水淡化是海洋事业的重要组成部分,大力发展海水淡化,对于解决当前我国沿海地区和海岛淡水资源缺乏问题、优化我国水资源结构、推进海洋强国建设意义重大。   海水淡化是解决水资源短缺的重要途径   水是生命之源,是基础性自然资源和战略性经济资源。水资源的可持续利用是关系我国经济社会发展的重要因素。我国是世界上资源性缺水严重的国家,平均年缺水量达400多亿立方米,而淡水资源人均占有量仅为世界人均水平的1/4,且在时空上分布不均。全国657个城市中,有300多个属于联合国人居环境署评价标准的“严重缺水”和“缺水”城市。 为应对水荒,全国年均超采地下水100亿吨,开采率达98%,远超40%的警戒线 。随着我国经济社会的快速发展以及城镇化和工业化步伐的加快,缺水形势更加严峻,淡水资源的短缺已经成为制约我国沿海地区经济社会发展的重要瓶颈之一。   为缓解水资源紧缺问题,除了推行节水措施、提高利用效率、开展跨流域调水等方式,实施海水有效替代、向大海要水“喝”、大力开展海水淡化已经成为缓解我国沿海地区淡水资源供需矛盾的科学抉择。 海水淡化作为水资源开源增量的有效、稳定替代技术,具有“不淹地、不移民、不争水、不受气候影响”的特点,其节约(替代)淡水和环境友好性,充分体现了加强生态文明建设和大力发展循环经济、建设节约型社会的根本要求。 同时,海水淡化对于促进中西部苦咸水利用,保障远洋、海岛军民补给,提高供水安全,优化我国沿海地区水资源结构都具有十分重要意义。   我国海水淡化事业急需抢占制高点   经过多年发展,特别是通过“九五”“十五”“十一五”“十二五”的持续科技攻关,我国海水淡化在部分核心技术和关键设备领域取得重要突破,已建成一批具有自主知识产权的万吨级以上示范工程,具备规模化应用和产业化发展的基本条件。特别是近年来,在技术进步和供水需求的拉动下,海水淡化作为海洋战略性新兴产业和海洋经济重要增长点,在技术发展、淡化水应用、产业带动方面呈现出良好的发展势头。 截至2013年底,全国已建成海水淡化工程产水规模约90万吨/日,最大海水淡化工程规模已达到20万吨/日,产能以每年25%~30%的速度增长。   但与国外相比,我国海水淡化在核心技术突破、关键装备制造、规模化应用等方面还存在较大差距, 如:核心技术亟待突破,基础研究、原始创新方面薄弱;国产设备材料虽有突破,但技术性能与国外相比,仍有提升空间,关键设备、部件和材料等还要依赖进口;万吨级以上海水淡化工程多由国外公司设计建设等。 同时,海水淡化尚未纳入国家水资源配置体系和区域水资源规划, 海水淡化专项资金 支持力度不足等因素也影响了我国海水淡化事业的发展。我国海水淡化事业依然任重而道远,亟须奋起直追,依靠自主创新快速提升海水淡化科技能力,掌握竞争和发展的主动权,扭转关键技术“跟跑”和受制于人的局面,抢占海水淡化科技创新和产业发展制高点。   驶上快车道   力求新突破   近年来,党和国家对海水淡化事业高度重视,海水淡化工作已列入国家一系列规划纲要及重要文件。 2012 年国务院办公厅出台了《关于加快发展海水淡化产业的意见》 ,科学技术部、国家发展和改革委员会、国家海洋局也相继印发了 《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》《“十二五”海水淡化产业发展规划》《关于促进海水淡化产业发展的意见》 ,进一步明确了我国海水淡化今后的发展目标、主要任务和保障措施,为海水淡化产业发展注入强劲动力,我国海水淡化事业已经驶入发展的快车道。    国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所(以下简称淡化所 )于1978年经国务院批准成立,是我国唯一专门从事海水淡化、海水直接利用、海水化学资源利用、海水净化与水再利用、膜科学、海水利用发展战略、海水及苦咸水利用检测与监测、海岛水资源保护与利用、防腐与水处理等公益技术、共性技术、产业化关键技术和发展战略研究的国家级公益类非营利性科研机构,是“国家海水及苦咸水利用产品质量监督检验中心”“国家海水利用工程技术研究中心”“海水淡化技术国家地方联合工程实验室”“全国海洋标准化技术委员会海水淡化及综合利用分技术委员会”“中国膜工业协会液体分离膜产品检验检测中心”以及“亚太脱盐协会(APDA)秘书处”、“环印联盟(IOR-ARC)海水淡化技术协调中心”的依托单位。   建所30余年来,淡化所承担完成国家及省部级海水利用领域重大科技项目百余项,技术支撑编制完成国家首部《海水利用专项规划》和《海水利用标准发展计划》,获得包括国家科技进步二等奖在内的国家及省部级科技奖励30余项、国家专利近200项。已发布国标1项、行标24项,在编标准40余项。现已建成一批国家重大科技示范工程,自主设计完成的2×4500吨/日和4×3000吨/日海水淡化设备已成功出口印度尼西亚,正在开展福建古雷10万吨/日反渗透海水淡化国家示范工程总承包项目。具备国家海洋行业工程甲级设计资质、海域使用论证资质、工程咨询单位资质、“海洋功能区划编制技术单位”资格。通过ISO9001:2000质量管理体系认证和国家计量认证,设有博士后科研工作站。   十二届全国人大三次会议《政府工作报告》中明确提出了“ 海洋是我们宝贵的蓝色国土。要坚持 陆海统筹 ,全面实施海洋战略,发展海洋经济,保护海洋环境,坚决维护国家海洋权益,大力建设海洋强国 ”的发展目标。作为海洋事业的重要组成部分,海水淡化工作面临难得的发展机遇,淡化所深感使命光荣、责任重大。2015年是全面深化改革的关键之年,也是“十二五”收官和谋划“十三五”的关键之年,更是做好《淡化所2015年~2020年总体发展规划》开篇布局、夯实发展基础的至关重要的一年。淡化所将以崇高的使命感,强烈的责任感,主动适应海洋事业发展的新常态,继承和发扬“秉责允能、敏行图新”的淡化所精神,着力提高科技自主创新和成果转化能力,加快突破一系列关键核心技术,完善海水及苦咸水产品质检体系,积极落实国家重大示范工程,推进科技创新及产业化基地建设,强化国际合作与交流,深化人才强所战略,努力推动海水淡化事业取得新突破、实现新跨越,为建设海洋强国做出新的更大的贡献。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 学术争鸣有助于科学进步! 调查与思考 以色列死海旅游业与引渤入疆、恢复罗布泊大型生态环境建设工程 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740037.html 消失的新疆虎与消失的罗布泊生态 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-740609.html 罗布泊特大型钾盐矿与盐湖沉积聚矿作用:罗布泊究竟是福还是祸 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741172.html 斯文•赫定、陈宗器考察罗布泊与新疆大头鱼 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-741716.html 《实施陆海统筹引渤入疆 恢复罗布泊生态环境建设工程的探讨》 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XBXK201401002.html http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbxk201401001.aspx http://www.cqvip.com/QK/71699X/201401/48435987.html 郑绵平院士提出的盐湖农业与海水西调 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738574 引渤入疆、恢复罗布泊与气象、生态作用探讨 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-433609.html 罗布泊地区的风向与“引渤入疆”增雨作用 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-492121.html 走近罗布泊(导语) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-481151.html 走近罗布泊(“导语”续补) http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-483787.html 关于张学文先生《引海水入新疆有必要吗》一文的若干质疑 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=533560do=blogid=738328 “ 引渤济锡”示范工程与草原生态工程建设之对策 http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-407027.html 新疆、河西走廊与澳大利亚中部干旱平原的地貌气象对比及海水西调 http://blog.gmw.cn/blog-5777-282485.html 搁置争议:调鸭绿江水以解华北平原水危机之困 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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海水淡化,你懂的
zuojun 2015-2-7 05:16
内容被吃了。 Try again! I am checking the translation of Chapter 11 of book Water 4.0. It is about how to get drinking water from the sea. If you are in the field, please drop me a line?
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[转载]我国建成海水淡化工程逾百个
redtree 2014-8-15 06:43
我国建成海水淡化工程逾百个 作者:陆琦 来源: 中国科学报 发布时间:2014-8-14 7:45:22 本报讯(记者陆琦) 近日,国家海洋局发布《 2013年全国海水利用报告 》(以下简称《报告》)。《报告》显示,截至2013年年底,我国建成海水淡化工程103个,工程总规模达日产90.08万吨,最大海水淡化工程规模为日产20万吨。 2013年,全国新建成海水淡化工程8个,新增海水淡化工程产水规模为日产水12.55万吨;新发布海水利用相关标准14项,包括国家标准2项、行业标准12项。同时,海水利用作为重要内容先后被列入循环经济、节能环保、海洋经济等国家和地方重要规划,浙江、河北和青岛先后发布海水淡化发展规划或行动方案,沿海地区海水淡化产业发展试点示范工作稳步推进。 《报告》显示,全国海水淡化工程产水的终端用户主要分为两类:一类是工业用水,如首钢京唐港、天津大港新泉、辽宁红沿河等海水淡化工程;另一类是民用供水,如浙江嵊泗,西沙永兴岛、赵述岛等岛屿海水淡化工程。 在海水直接利用方面,2013年我国沿海火电、石化、核电等行业普遍采用海水作为工业冷却水,年利用海水量稳步增长。截至2013年年底,年利用海水作为冷却水量达883亿吨。在海水化学资源利用方面,2013年,除海水制盐外,我国海水提钾、提镁、提溴等行业也发展较快。 《中国科学报》 (2014-08-14 第1版 要闻)
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[转载]恩那社集团在天津投建海水淡化与工业制盐项目
redtree 2014-5-8 21:39
恩那社集团在天津投建海水淡化与工业制盐项目 2013年10月9日 中国行业研究网 http://www.chinairn.com 马来西亚恩那社集团将在 天津 南港工业区牵头实施海水淡化与工业制盐一体化项目,总投资约150亿元人民币,一期投资约50亿元人民币。   据天津 经济 技术开发区投资促进局介绍,“海水淡化与工业制盐一体化项目”是天津南港工业区公用工程配套的重要部分,建成投产后将生产净化海水、淡化水、去离子水等多种水产品。在淡化水生产过程中产生的浓盐水,还将以工厂化的方式用于生产精制盐、提取化学品及深加工产品。   该项目可为在南港工业区落户的 石油 重 化工 项目就近提供多种工业用水与基本 原料 ,从而有效解决天津市长久以来面临的淡水资源短缺矛盾,突破制约重化产业发展的瓶颈,并为探索滨海新区盐田置换、中部新城规划实施提供了条件。   南港工业区是天津经济技术开发区于2009年开始投资建设的石油重化工产业区域,位于天津滨海新区南部海边,截至2012年底,已有中石化LNG、陶氏化学、壳牌润滑油等近40个项目落户,投资总额达800多亿元人民币。根据规划,南港工业区将用15年左右时间,建成集聚效应好、国际化水平高、带动能力强、主导产业优势明显的世界级重化工业基地。   马来西亚恩那社集团是亚太地区领先的专业水处理技术和投资公司,在新加坡、中国、澳大利亚和欧洲等地都有子公司。
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如果您家水龙头出来的是淡化海水,您接受吗?
热度 3 jiangtisheng 2014-4-23 16:15
随着城市快速发展和人口急剧增加,我国一些城市,尤其是北方地区的大城市水资源紧缺形势日益严峻。为了支撑城市的发展和保障居民的饮水安全,不得不依靠超采地下水和实施跨流域调水(譬如南水北调工程),从而引发了地面沉降、生态恶化等一系列生态环境问题。 为此,一些专家学者提出了利用海水淡化技术来解决供水问题。顾名思义,海水资源丰富,取之不尽用之不竭。据维基百科结果,“ 海水淡化也称海水化淡、海水脱盐,是指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序。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。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总量的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 。 ” 同时目前以色列、阿联酋等一些缺水国家已经开展海水淡化利用,并且已初具规模。 目前对于海水淡化技术日趋成熟,关于海水淡化价格问题有着不同的态度。科学网博主贾绍凤研究员曾撰文写道“进京南水的口门价格与淡化海水大约相当(在 6-7 元左右)”。“新加坡海水淡化已可供水 1/4 ,成本粗估约 8.5 元 / 吨”。关于以色列海水淡化,贾老师说的“目前还只占全国供水量的 1/3 弱”比国内好多资料上是说的 70% 更具有可信度。另一博主赵建民教授的观点是“海水淡化不可能取代南水北调。 海水淡化的一个根本性的限制因素是能源,除非有廉价的电力或者热能(用于闪蒸法),那么海水淡化的成本(出厂价)很难降低到 3-4 元 /m 3 以下”。同时也曾提到“实际上除了新加坡等小岛国家和沙特、科威特等极度缺水而能源异常丰富的国家外,没有谁会把海水淡化作为常规饮用水和生活用水。” 海水淡化是未来水资源利用的一个重要的发展方向,对于水资源匮乏地区有着非凡的意义。但是仍有一些问题萦绕我的心头,因为作为饮用水关系着千家万户,不能不担心。饮用海水淡化水的安全问题,其中包括水质安全和社会稳定。目前国内是否有沿海城市居民供水是采用淡化海水的?是否做过安全评估和社会风险评估?水质标准按饮用水标准,但是饮用水标准 106 项外的物质如何控制?大量的海水淡化浓缩水如何解决?直排海洋是否引起二次污染和生态环境问题? 若您关心您的饮水,请问!如果现在您家中水龙头出来的水是淡化海水,您什么态度?您饮用吗?
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[转载]河北曹妃甸淡化海水最快5年入京 可供北京3成用水
xjtuhyg 2014-4-14 17:48
河北曹妃甸淡化海水最快 5 年入京,可供北京 3 成用水 曹妃甸区政府表示海水淡化工程预计 2019 年投产。此海水淡化项目主要用于北京的水量储备,按照日产 100 万吨计算,可够北京居民三分之一的用水量。 预计成本为每吨 8 元。   关键词: 海水西调,海水淡化,曹妃甸,水价 2014-04-1401:07:51  来源 : 京华时报 ( 北京 ) 有 1152 人参与 http://news.163.com/14/0414/01/9POLADTD00014AED.html 京津冀协调发展拉近北京和周边城市的距离,作为河北省重要港口和工业区的唐山曹妃甸搭载一体化的快车,正加快京津产业转移项目的对接,依托自身优势进行发展。日前,记者从曹妃甸区政府获悉,目前,首钢二期项目已上报国家发改委,曹妃甸自贸区由国务院批转至商务部办理,与北京联系密切的海水淡化工程预计 2019 年投产。   三地联动,初定 42 个项目落地    唐山曹妃甸距离北京约 200 公里,距天津 120 公里。 由于首钢的搬迁,曹妃甸走入北京市民的视野。京津冀协同发展的提出,如同给曹妃甸打了一剂强心针,对其建立循环经济示范区、打造世界级港口,起到强有力的推动作用。    京津冀一体化 发展中,为了舒缓北京的压力,河北多城市都要承接北京的企业, 曹妃甸也希望能承接一批收益高、科技含量高的制造业企业。 曹妃甸区副区长张贵宝提到,目前,曹妃甸已经规划多个园区,在 2014 年前后,曹妃甸组织团队走访北京的 400 余家企业,经过逐一筛选后,确定重点对象进一步对接。 “ 在选择企业时,我们要挑选符合园区规划、产业政策的企业,高能耗、高污染的企业不会选。 ” 张贵宝表示,目前,中关村高新技术产业化基地已经签约落地, 4 家企业率先入驻曹妃甸。 据了解,今年内,初步确定有 42 个承接京津产业转移项目签约落地。   建高铁 50 分钟抵京    京津冀一体化交通应先行,去年河北省通过规划,要建立唐曹高铁,中间在北京设站,开通后,曹妃甸抵达北京仅需要 50 分钟。 目前,从北京前往曹妃甸没有直达高铁,乘客乘坐普通车辆需要近 3 小时,即便开车也需要 2 个半小时。未来,在铁路、高速公路以及机场方面都要推动建设。 按照规划,曹妃甸将建立通用机场,目前尚在论证中。同时,推进曹妃甸至唐山的轨道交通项目,在城市组团之间形成 15 分钟交通圈,在曹妃甸与唐山主城区、滨海新区之间形成 30 分钟交通圈,在曹妃甸和京津之间形成 1 小时交通圈。 今年,将力争水曹铁路、唐曹铁路上半年开工,未来这两条线路将与干线铁路相接,使得货运更便捷。另外,今年内,争取迁曹高速公路开工,张唐铁路需完成线下工程,唐曹公路年内全线通车。   能源供应,淡化后供京 3 成用水    曹妃甸地理位置优越,受洋流影响,该海域属清洁海域,水质明显优于渤海湾其他海域,这为海水淡化工程落户曹妃甸创下条件。 据北控水务集团海水淡化事业部负责人王晓水介绍,一直以来北京用水压力大, 3 年前,北控水务集团开始着手海水淡化的前期准备工作。去 年, 5 万吨项目示范工程已经投入生产,每天 5 万吨的淡化后海水供给曹妃甸。 未来,将进行 100 万吨项目的建设生产,该项目将淡化后的海水直接供给北京。项目分为制水和输水两部分,一期项目每天将制水 100 万吨,总造价 70 亿元,输水管道自曹妃甸至北京共 270 公里,造价 100 亿元。淡化后的海水直接进入北京的水厂,预计成本为每吨 8 元。 据了解,目前渤海湾地区的天津、沧州市渤海新区,都有日产万吨级的海水淡化项目。 北控水务集团已经加快 100 万吨项目的推进,预计最快 2019 年能投入生产。 北控水务集团相关负责人表示,海水淡化项目主要用于北京的水量储备,按照日产 100 万吨计算,可够北京居民三分之一的用水量。 天然气一期工程投产 除了用水压力,北京还面临天然气供给紧张。 去年 12 月,曹妃甸 LNG (液化天然气)项目一期工程正式投产,为北京又增加一个新气源。 来自卡塔尔的液化天然气被运输船送达曹妃甸码头,气化后通过 200 余公里的管道直接送达位于北京通州西集的北京天然气西集门站,进入北京市政管网。如果满负荷供气,在 10 兆帕压力下,从唐山 LNG 接收站输出的天然气可在 1 小时内抵达北京。 据了解,该项目一期工程共建设 4 座 16 万立方米容积的 LNG 储罐,目前有两座已投入使用,今年再投用两座。目前,该项目日供气 2400 万立方米,今年一期建完后,形成每天 4200 立方米的天然气气化输气能力。未来,曹妃甸 LNG 接收站将形成年接收 1000 万吨 LNG( 约折合 80 亿立方米天然气 ) 的能力。 据了解,目前北京年用气量约 100 亿立方米,该项目将成为北京东部新的大型气源。 产业规划 , 首钢二期仍需审批确定 曹妃甸与北京的结缘缘于首钢搬迁,目前仍有四五千人每周乘坐班车往返于两地。 首钢京唐钢铁厂项目于 2005 年 3 月 5 日开始在曹妃甸围海造地, 2007 年 3 月 12 日正式开工建设, 2010 年 6 月 26 日一期工程全面竣工投产,形成了年产 898 万吨铁、 970 万吨钢、 913 万吨材的综合生产能力。 据了解, 2012 年 5 月,河北省发改委拟定文件,将首钢京唐联合有限责任公司钢铁厂二期项目申请报告上报到国家发展改革委。 近日,首钢二期项目所依托的《河北省钢铁结构调整方案》将由国家发改委上报至国务院。京唐公司副总经理杨春政说,二期项目正在申报中,目前正在做规划。预计二期工程占地 7.5 平方公里,小于一期的 12.5 平方公里,建设一期时在码头、原料厂以及其他辅助设施已经为二期作出预留。 杨春政表示,二期仍按照 1000 万吨的产能建设,但在生产品种、结构、技术装备都有提升,产品结构除了板材之外还向其他精品长材扩展,不过目前这些规划仍需国家发改委审批后才能确定。 自贸区方案转至商务部 据了解,此前盛传已久的曹妃甸将申报自贸区一事目前已进入实质操作阶段。曹妃甸区副区长张贵宝透露,自贸区申请方案已经在 2 月底向国务院递交,目前已经国务院批转至商务部办理,曹妃甸也做好了对接部委调研的准备。 曹妃甸是第 13 个提出设自贸区的地区。根据规划,曹妃甸自贸区仿照浙江舟山群岛新区,该区建立了中国大宗商品储运中转加工交易中心,服务于长三角地区。曹妃甸则立足环渤海地区,利用深水港优势,形成中国北方的大宗物资交易市场。据悉,曹妃甸将以铁矿石、石油、天然气、煤炭、粮食、木材等大宗物资为主,打造中国北方大宗进出口物资的集散中心,并逐步争取对铁矿石等大宗物资定价的发言权,这与天津自贸区刚好实现功能互补。 另据了解,京津冀自贸区已经上报,这意味着中国首个跨省份自贸区或将出炉。张贵宝提到,京津冀自贸区的功能定位还未定,可能会采取将已经申报的天津自贸区、曹妃甸自贸区连为一体的方式。 调查与思考 霍有光.现有南水北调中线“补偿工程”的不合理性及其取水口选址研究.世界科技研究与发展,2001(2).24~27. http://www.cas.cn/xw/zjsd/200906/t20090608_639860.shtml (中国科学院网) http://big5.cas.cn/xw/zjsd/200112/t20011230_1683424.shtml 霍有光.南水北调中线工程不宜选择丹江口水库为取水口.科技导报,2000(11).11~14. http://www.cas.cn/xw/zjsd/200906/t20090608_639857.shtml (中国科学院网) http://www.doc88.com/p-895572407242.html 霍有光.再论鸭绿江水南调工程,世界科技研究与发展,1999(3):57~61. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJKF903.016.htm http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_sjkjyjyfz199903013.aspx 霍有光.策论鸭绿江水南调工程及跨渤海湾渡槽公路两用大桥,科技导报,1997(11):53~56. http://lib.cqvip.com/qk/90455X/199711/10124534.html http://mall.cnki.net/magazine/article/KJDB199711019.htm
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以色列的水
热度 20 Taylorwang 2013-10-27 11:38
广东省环保产业协会在 10 月组织了一次参加以色列水技术与环境控制展览会,并考察以色列的一些与水相关的产业。我作为一名成员参加了主要由省内部分环保企业相关负责人组成的参会考察团。虽然在以色列只呆了短短的一周时间,但以色列的水资源的状况,他们采取的节水措施,以及在利用水资源取得的成就还是给我留下了深刻的印象。 地中海边的特拉维夫 以色列地处亚非欧三大洲结合处,是在地中海边的地形窄长的国度,一年分为冬天的雨季与夏天的旱季。自然降雨严重不足,年平均降雨量不够总用水量的 10% 。目前大约 50% 的淡水资源来自海水淡化,其污水回用率高达 70% 以上,此回用率是全世界最高的,可见在水回用领域,以色列是做得非常优秀的。以色列作为欧美优质水果、蔬菜与鲜花的最大出口国,成功地将大片沙漠变成了绿洲,其农业在国民经济中的作用也非常重要。为降低农业的用水量,提高农业水的利用率,以色列广泛采用滴灌技术,滴灌技术的水利用率可以高达 90% ,而我国农村采用的漫灌方法,水的利用率只有 30% 不到,这差距是非常巨大的。以色列的农业节水技术,现在已推广到周边的约旦等国,若在我国西部的一些缺水地区加以推广应用,一定能取得重大成果。在与以色列的企业交流与水技术的会展上,我们也了解到,目前以色列的节水技术已在我们的部分地区加以推广应用,并取得较好的成效,随着推广范围的扩大,一定能取得更好的应用成果。 草地中的滴灌水管,草仍采用耐旱植物 以色列的人工湿地实验系统 作为一个只有 800 万人口不到的小国,且在周边相对恶劣的生存环境中,以色列取得的成就令世人瞩目,也是令人敬佩的。世界公认最会做生意的犹太人,他们的营销方法和技巧也值得我们学习。如给客人赠送一些小礼品,以拉近与客户的距离与加深印象;在产品宣传展示中采用精美的宣传品,包括印刷品、录相、模型与真实设备展示等。 死海边的宾馆泳池 在死海中漂浮看报 耶路撒冷的哭墙前 在水处理领域,特别是高精尖技术,我的感觉以色列并不多,这次展会,几乎没有看到能令我“眼睛一亮”的新技术,但以色列人开发的技术是实用的,且都是被干旱的环境驱使,或市场需求而开发出来的。如由于缺水,以色列人率先开发了最节省水的滴灌技术,并将滴灌技术应用到极致,从农业,到城市路边绿化,都使用了节水的滴灌技术,在所有的绿草地中,都能发现铺设在草丛中用于滴灌的小塑料管道。毫无疑问在全世界,滴灌技术以色列是做得最好的,与滴灌相关,就是如何脱除水中的悬浮物,因为滴灌的小塑料管中,要开许多非常小的孔,若水中有大一点点的悬浮物,就非常容易堵塞滴灌的小孔,故用于滴灌的水,必须经过过滤器过滤以脱除这些悬浮物,由此就生产了一个对过滤器的强大市场需求。在这个市场需求的刺激下,经多年发展下来,以色列的过滤器也差不多在全世界做得最好的,做过滤器的厂家也很多。从展会上看,以色列本土的供应商中,做水过滤器的厂家就占 20-30% 。 以色列开发的不同的过滤器 以色列建有全世界最大的海水淡化厂,目前最大的淡化水厂,处理能力达到一年 1.5 亿立方米淡水,海水淡化的水占以色列全国工农业总用水量的 50% ,这些指标也都是全世界领先的。但我们也看到,海水淡化的核心技术,反渗透膜并不是以色列生产的,他们是在强烈的市场需求条件下,将这个产业做到最大,在工艺流程设计中,通过不断的改进,优化设计,从而降低了海水淡化的处理成本。从这些方面看,在水处理领域,以色列的应用技术的研究与发展,与市场的需求是息息相关的。 最大海水淡化厂的经理在一起 以色列海法市的中轴线 以色列最大的海水淡化厂 从国土面积,人口规模上来讲,以色列是一个小国,其人口只有广州市的一半,但却有较大的国际影响力。这次以色列水技术与环境控制展览会,我国去的各界人士可能占了除以色列本土人外的一半。展会开幕的当天下午,还专门召开了一个“以中水及环境技术合作研讨会”,参加会议的大约有 300-400 人,会场上 90% 以上都是中国人。我们相互讨论也知道,以色列的水处理技术不可能什么都比我们做得好,有些技术拿到中国来,在严苛的国内环境排放标准下,也是不可能达到国内的排放标准的,但在以色列却能在实用的条件下得到广泛应用。 会场上差不多都是我们中国人 想一想真有点汗颜,我国的人口是以色列的 100 多倍,我们的口号叫得比谁都响,整天讨论何时谁将拿炸药 NB 奖,但研究与应用的距离比以色列要远得多。以色列的“基布斯”集体农庄依然存在,我们的公社都已全撤消。我们的环境标准要比以色列严,但却普遍存在不按标准执行的偷排现象。 特拉维夫拉宾广场的生态水池 犹太民族也是一个重视教育的民族,人民普遍素质较高。市区虽然没有国内大城市一排 排的高楼大厦,豪华的装修,但市区街道整洁卫生,合理的绿化,鸟语花香,也给我一种实用,不铺张的感觉。
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海水淡化不可能取代南水北调
热度 12 jiangming800403 2013-10-4 12:20
近日,因南水北调水价与贾绍凤老师有了一些争论,贾老师是的我前辈,在最初进入水资源研究流域的时候,就读了贾老师的许多文章。 贾老师的数据是严谨的,但是可能过于严格,实际上即使南水北调的水价达不到上述标准,在经济上就可以自我维持,而不需要国家补助。因为毕竟国家大量补助的农灌水价在华北地区每方才 2 毛多,灌水量多的西北地区不过 1 毛左右,南水北调的水价是农灌水价的几十倍。而且,如果有 6% 的年化收益率,就如同中国铁路一样,是资本市场的优质资产。 即使根据贾老师的计算结果,在南水北调的末端城市——北京,进京南水的口门价格与淡化海水大约相当(在6-7元左右),因此,海水淡化无法取代南水北调,因为京津两市仅占用了总调水量的 20%~25% , 3/4 以上的调水量分配给了河南、河北两省,主要是京广铁路沿线的城市,无疑它们的调水成本要远低于京津两市,而用淡化海水的成本则要高得多。 因为,当年规划的时候各项成本是分开计算了的,但实际建设中投资变化很大,各项的成本需要 “ 决算 ” 。但是现在没有详细的决算数据(至少我没有),所以也就没办法分开计算。而且除了渠首取水工程(丹江口水库,也包括下游的生态补偿工程也可以包含在内),输水系统建设、污染防治等都是沿输水线布置了,可以概括地架设为调水距离的函数,而且是非线性的函数,所以现阶段以我业余的研究能力,计算各分水口的口门水价是很困难的,勉强的计算结果估计与实际情况也可能会大相径庭。 但是如果我们研究黄淮海流域和南水北调沿线的宏观水资源问题,特别是比较南水北调与海水淡化的边际成本,并分析南水北调工程的必要性。全线平均水价应该就足以说明问题了,而且这个价格虽然不一定准确但是大约八九不离十。 按贾老师所言,单位调水量分担的成本约为 20 元, 投资回收期 30 年(再延长影响已不显著,意义不大)、收益率 6% (已经超过了国债收益率,因此如果水利部发债的话,债券市场的反映一定会很好),那么 每方水的工程折旧成本大约是 1.7 元多 。 工程的年运行费用我估计不可能超过 100 亿元,因此, 每方水平均分担的运行费应低于 1 元,甚至更低,只有几角钱。 显而易见,在所有水利工程南水北调的初期建设费用较高,而运行费用较低, 因此,应该采用较低的折算费率(折算费率大约 5%~10% ),那么工程年运行费用大约应该是 100 亿元,折合每方水 1 元。 但问题是我怎么也凑不出来这 100 亿元出来,年运行费用主要包括 3 部分组成:燃料动力费——全线自流引水,这部分费用应该不会太高,大修经费(按工程总造价的 1% ,一般为 0.5~1% )为 20 亿元;人员、管理与办公费用——即使按一万人、每人每年 20 万年计算,也只有每年 20 亿元,以上合计,年运行费用不还超过 50 亿元。 但是实际上不可能有每年 20 亿元的人员、管理与办公费用,如果有的话只能说明是贪污了。 以我国最大的一首制灌区——河套灌区为参照物,河套灌区管理局现有职工 3200 余人,南水北调中线总干渠的管理人员不可能超过这一规模。因为农灌更为复杂。河套灌区总引黄水量大约每年 50 亿立方米。灌区现有总干渠 1 条,干渠 13 条,分干渠 48 条,总排干沟 1 条、干沟 12 条、分干沟 59 条,田间有支、斗、农、毛渠 8.6 万多条,支、斗、农、毛沟 1.7 万多条,各类建筑物共计 13.25 万座。其中灌区直接管理的有总干、干以及跨县的分干渠(沟),其中总干渠和总干沟长度均超过 300km ,干、分干渠(沟)总计长数千公里。因此,可以说河套灌区的管理规模可能会超过中线总干渠。而且基层水管单位每年的人力与福利费用每人每年就在 5 万元左右,人员、管理与办公费用合计也不会超过 10 万元,考虑到南水北调工程是中央建管,增加一倍应该已经可以了,因此总干渠的人力和办公管理费用可能只有每年几亿元,最多不过 10 亿元。 而且,总干渠的大修费用也可以利用资产折旧,因为毕竟工程建设费用大部分来源于国家拨款,这部分没有还本付息压力,只要达到 3% 的存款基准利率在国民经济上就是可以接受的。 3%-6% 之间的部分可以用作大修基金。 因此,以上逐项合计,中线工程的年运行费可能会在 50 亿元以内,如果想还可以进一步压缩,对每方水平均而言,运行费在 0.5 元左右,甚至可能只有 0.2~0.3 元。 因此, 中线工程每方供水的平均价格应该是 2 元稍多一点的样子( 和规划时相比,增加了接近 1 元) ,当然北京和天津在总干渠的尾部,每方水水价达到 6 方多也是可能的 ,但是这样京津两市以 20% 的水量分担了 60% 的投资,河北河南两省占用了 80% 的南水,而分担 40% 的投资,实际水价只有平均水价的 1/2 ,也就是 1 元左右。而河南更低,冀、豫两省可能分别用 30% 和 10% 的投资各获得约 40% 的调水。 河南省省平均水价只有全线均价的 0.2~0.3 ,大约 4~6 毛, 渠首附近(南阳)在 0.2 元左右,可以做农灌水 ,河南总干渠末端(安阳)水价大体上只有 1 元左右,只是进京水价的 1/6 。河北省全段平均水价大约接近全线均价,大约在 1 元(邯郸)和 3 元(保定)之间。 因此 南水北调工程对京广铁路沿线城市供水的成本大约是 0.3 元(河南平顶山)至 3 元(河北保定) ,远低于渤海湾海水淡化的出厂成本,而在工程渠首唐白河流域,水价只有 1~2 毛,可以做农灌水。而中线工程沿线地区用上淡化海水的成本至少需要每立方米 8 元。 显然, 淡化海水无法替代南水北调工程向冀豫两省京广铁路沿线供水,而冀豫两省占了中线总水量的 80% 。 当然,我一直认为上面的分析高估了工程末段水价和低估了渠首水价,所以保定与北京、天津之间有着一个超过 1 倍的水价落差,而实际上水流到保定和进京的成本也差不了多少了。 我认为京津、河北、河南分担成本比大约应该是 4:4:2 ,因为三者的水量比大约是 2:4:4 ,因此,平均水价比大约可能是 2:1:0.5 。 海水淡化最大的问题是需要消耗大量的能源 ,即使较先进的反渗透膜法, 克服 3.5% 的盐度差也需要施加相当于 240 米 水柱的压力 ,这已经是南水北调东线提水高度的 4 倍。而随着海水浓缩,盐分浓度增加,为继续提取淡水,就有必要进一步增大压力,最终压力可能达到 500 米甚至医生水柱的高度。但实际上 1 立方米海水最多也只能提取 0.3~0.5 立方米的淡水 ,而一度电一般最多可以将一立方米水加压到 300 余米(不超过 360 米),因此从海水中每提取出一立方米的淡水,都需要耗费几度电。而且半透膜的成本也较高,还很容易堵塞。总之,海水淡化的一个根本性的限制因素是能源,除非有廉价的电力或者热能(用于闪蒸法),那么海水淡化的成本(出厂价)很难降低到 3-4 元 /m 3 以下。 当然,即使 30-40 元 /m 3 的水价也比瓶装水低许多。多级淡化的海水实际上是去离子水(软水),甚至比蒸馏水还要纯净,因此用于洗衣、洗菜、洗澡、做饭等日常生活未免就有些暴殄天物了,毕竟海水淡化要消耗大量的能源。如果把这些水注入到自来水供水管网,将会被 “ 污染 ” ,使用软水的工厂,还要对其再净化,会造成浪费,多级淡化的海水可直接供工商业使用,用作锅炉水、中央空调系统循环水,或用于需要用纯净水进行生产的精细化工厂、制药厂等。如果建立了淡化海水的输水管网体系,每个城市都可以罐装这种纯净水(或直接饮用),假使人们的习惯和接受能力没问题的话,倒是可行的。 实际上除了新加坡等小岛国家和沙特、科威特等极度缺水而能源异常丰富的国家外,没有谁会把海水淡化作为常规饮用水和生活用水。 世界上海水(咸水)利用量最多的国家是美国,但主要是作为火电厂(核电厂)用水 。早在 2000 年,美国全国淡总取水量约为 5 636.6 亿 m 3 ,其中咸水(主要是海水)为 860.7 亿 m 3 ,约占 15.3% ; 美国电力工业可以大量利用海水与电力工业的布局有关,这不是人的主观意志和原文的结果,而是因为美国人口、经济分布以及能源结构。美国电站主要供大城市和工业中心使用,而美国三面濒临海洋(大西洋、太平洋、墨西哥湾),纽约、费城、波士顿、旧金山、洛杉矶、西雅图、休斯敦、新奥尔良、迈阿密等大城市都集中在沿海地区,大西洋沿岸居住着约 6000 万人,太平洋沿岸人口超过 3000 万,墨西哥湾沿岸人口超过 1500 万,距海岸线 80km 以内的沿海地区国土面积仅占全美的 16% ,人口达到了全国的 58% 。而我国人口和经济的临海型特征没有美国突出,距海岸线 200km 以内的沿海地区人口仅占全国的 36% 。 因此,沿海城市向大海要水喝可行,但是内陆城市可能就是要缘木求鱼了。 美国能源,主要是石油与天然气,严重依赖进口,电力工业的临海型布局,有利于节约运输成本,但是中国是一个能源基本自给的国家,火力发电的主体 —— 燃料煤多出产于北方内陆省区。对于沿海省份,特别是依赖海运从区外输入煤炭、石油、天然气的东南沿海地区,建立临海型发电基地倒是可行的,实际上这也是当地电力工业布局的调整方向。 但是很难想象将陕西、山西、内蒙古等中西部省区的动力煤,千里迢迢的运到渤海岸边用海水冷却的发电厂,再用超高压线路反向远距离输电的情形。 不过, 我国目前海水利用量也接近每年 500 亿立方米,在全球范围内仅次于美国,这是因为火电、钢铁、化工等重工业基地正在向沿海地区聚集,利用海水冷却,或作为冲渣等对水质要求不严的工业用水。火电、钢铁、化工等工业余热也可以降低海水淡化的成本 。 此外,海岸或海上风力发电系统冗余的风能也可以用于反渗析法淡化海水和蓄水(储能)。 反渗析法制淡水剩余的高浓度含盐水可用于氯碱化工。 对于北京,污水净化的成本实际上可能比海水淡化还低,因为生活污水中可溶性杂质的含量一般要不海水含盐量低,因此通过反渗析系统制取淡水的时候所施加的压力也要低一些。而且,可以自产自销,没有引水和提水成本。 虽然膜法是一种物理方法,不能从跟不上消除污染物,但是可以浓缩污水,降低污水处理厂的规模。
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新加坡海水淡化已可供水1/4,成本粗估约8.5元/吨
热度 3 jiasf 2013-9-19 21:55
2013年9月18日,新加坡第二座海水淡化厂——大泉海水淡化厂 (Tuaspring) ——建成投产,李显龙总理亲自主持开幕( http://www.zaobao.com/news/singapore/story20130919-254587 )。自此,新加坡海水淡化供水能力达到 1亿英制加仑/日,占每天用水量4亿加仑/日的1/4。 第一座新泉海水淡化厂每天约可淡化约3000万加仑的水。 第二座大泉海水淡化厂每天可淡化7000万加仑(31.823万方/日)。该厂投资10亿500万新元,按 1新加坡元=4.9207人民币元, 换算成人民币为49.453亿元,相当于每(方/日)投资15540元,或者每(吨/年)投资44.4元。 据此数据可以对大泉水厂的供水成本进行粗略估算。如果按利率6%、回收年限12年计算,则每供一方水的投资分摊为5元。如果年运行费按总投资额的8%估算,则每方水的运行费为3.5元左右,其中能源消耗约2.4元/方。供水总成本为8.5元/方。因为不知道详细的运行费,这里只是粗略的估计,如果有朋友知道详细的情况,诚望告知! 新加坡水价包括直接水费(Water tarrif)、水资源保护税(Water Conservation Tax)和排污费(Sanitary Appliance Fee and Waterborne Fee),具体计价方式比较复杂,( http://www.pub.gov.sg/general/pages/watertariff.aspx )。 但新加坡采取的水价政策是不仅要回收成本,而且要反映水的稀缺价值,实际上采用了边际成本定价制。直接水费就在6¥/方左右,加上保护税、排污费,肯定可以回收海水淡化的成本8.5元/方 Water Tariff in Table Format Tariff since 1 Jul 2000 Tariff Category Consumption Block (m 3 per month) Tariff($/m 3 ) Water Conservation Tax (% of tariff) Domestic 0 to 40 1.1700 30 Above 40 1.4000 45 Non-Domestic All units 1.1700 30 Shipping All units 1.9200 30 Tariff Category Consumption Block (m 3 per month) Waterborne Fee ($/m 3 ) Waterborne Fee ($/m 3 )* Sanitary Appliance Fee Sanitary Appliance Fee * Domestic All units 0.2803 0.30 $2.8037/- per chargeable fitting per month $3.00/- per chargeable fitting per month Non-Domestic All units 0.5607 0.60 Shipping All units 0.5607 0.60 NEWater Tariff (before GST) Tariff since 1 Apr 2012 Tariff Category Consumption Block (m 3 per month) Tariff (cents/m 3 ) WCT (% of tariff) WBF (cents/m 3 ) NEWater All units 122 - 56.07 Industrial Water Tariff (before GST) Tariff with effect from 1 Oct 2012 Tariff Category Consumption Block (m 3 per month) Tariff (cents/m 3 ) WCT (% of tariff) WBF (cents/m 3 ) Industrial Water All units 58 - 56.07 - See more at: http://www.pub.gov.sg/general/pages/watertariff.aspx#sthash.7wfFteLI.dpuf
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[转载]目前首钢海水淡化工程成本约为每吨6元(海水西调)
热度 1 xjtuhyg 2013-4-6 09:31
目前首钢海水淡化工程成本约为每吨6元(海水西调) 导读:首钢京唐公司的海水淡化工程于2005年开始筹建,该海水淡化联合发电系统于2011年10月份成功投产,该系统可有效调节钢铁厂的燃气、蒸汽、电、水平衡,充分体现了钢铁厂“循环经济、节能减排”的建厂理念,是我们首钢京唐公司海水淡化项目最显著的特点。 关键词:海水淡化,海水西调,人工淡化,自然淡化,南水北调,调水成本,水价 2013-03-28来源:中国广播网 http://www.hbzhan.com/Company_news/Detail/84326.html   首钢京唐公司的海水淡化工程于2005年开始筹建,鉴于为冶金行业第一个海水淡化工程,钢铁厂为吹沙造地而成,对周边海域的海水情况还不了解,其淡化成品水供应钢铁厂全厂除盐水用户。另外,结合钢铁厂有余热的实际情况,我们设计选择了低温多效工艺,总的规模为5万吨/天,共分4套装置,每套海水淡化装置可以根据供水量的变化进行调整,设备出水率可在额定能力的50~100%范围内运行,使得其在运行中有了极大的灵活性,可以较好适应钢铁的实际生产需要,另外, 还可以有效利用钢铁厂的富余蒸汽能源,避免夏季富裕蒸汽的放散。      当时建设4套机组是分了两步走,第一步是引进法国SIDEM公司的两套机组,二步两套机组我们在消化吸收一步机组的基础上,进行了改进,充分发挥首钢集团的优势,由首钢国际工程公司完成了全部的工厂设计及设备成套,由首钢机电公司机械厂完成了主蒸发器的机械制造,由首钢京唐公司完成了系统调试。      机组投产初期采用的是MED-TVC工况,就是使用较高压力等级的富余蒸汽作为淡化装置的主动力蒸汽,但是我们一直有一种想法,就是要降低主动力蒸汽的压力及温度,做到正真小于70℃的低温运行。2009年我们着手进行海水淡化装置前置汽轮发电机的工程改造。      该技术创新性地将低温多效装置与汽轮机组合,可直接利用汽轮机末端或其他低压汽源的低温、低压蒸汽进行海水淡化,同时该工艺仍可利用其他压力较高的富余蒸汽进行海水淡化,并且,系统还可以实现汽轮机排汽与其他压力较高的富余蒸汽同时进汽进行海水淡化。即:不仅可以在TVC工况下运行,还可以在纯MED工况及MED+TVC工况下运行。其中,在MED工况下,充分实现了能量的梯级利用,不仅大幅度降低了海水淡化的运行成本,还产生了额外的发电效益。       系统在该工况下运行,可以节约制水成本;目前我们的综合制水(除盐水)成本大概为每吨水6元多一点,同比我们外购水库水再制成除盐水每吨便宜了3元左右。      另外,我们最近在做通过系统和流程创新进一步降低海水淡化制水成本的工作。我们提出几个字:热膜耦合、水电共生;目前结合这个思路,正在设计二期5万吨/天的海水淡化项目。      二期项目中 ,我们将进一步加大创新力度,主要体现在几个方面:一是在进一步优化海水淡化联合发电技术的同时实现设备的大型化;二是利用电站直流冷却海水进行热法淡化;三是利用热法浓盐水进行膜法淡化;四是提取浓盐水中的钙镁离子生产副产品;五是使浓盐水达到一定浓度送外部碱厂实现增值;六是将海水淡化的不同产品水进行不同方面的应用,部分产品水进行矿化、消毒等处理制成生活水、瓶装、桶装饮用水进行销售,实现产业链的延长。针对以上流程我们已经开展了一段时间的试验工作,可以说也取得了一定效果。我们的目的就是一个,降低海水淡化的运行成本。      另外,首钢集团还在首钢京唐公司规划了近期及远期海水淡化规模,在确保企业自身需求的同时,考虑向首都北京及周边城镇供水,总规划建设规模为400万吨/天。希望为缓解中国特别是华北地区淡水紧缺的局面贡献我们的力量。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 关注中国水安全:解决北京水危机 海水淡化是一种选择 ttp://www.stdaily.com  2013年04月01日  http://www.stdaily.com/big5/stdaily/content/2013-04/01/content_588887.htm    北京人最快三年后就能喝到来自渤海的淡化海水,听着有点不可思议。不过根据报道,如果进展顺利,三年后,位于河北唐山境内的曹妃甸海水淡化项目日产能可达100万吨,经过270公里的输水管线,可将淡化后达到自来水标准的渤海海水的淡化水源源不断地送到京城。   按北京人日均综合用水量214升计算,100万吨水相当于增加了约500万人的日用水量,约占全市日均总用水量的四分之一。北京市的用水紧张是不是可以由此解决?中关村海水淡化产业联盟秘书长单位北京赛诺水务科技有限公司总经理张松建表示,把海水淡化作为北京市的战略储备资源,是一种积极的应对措施,为解决北京市的水危机,提供了一条新的解决途径,是解决北京市水危机的有效补充机制。   8元一吨海水进京有点贵   目前,世界上主流的海水淡化技术主要有两种,业内人士称之为膜法和热法。所谓膜法就是利用超滤膜和反渗透膜将海水中的污染物和盐分滤掉从而得到淡水,而热法是利用蒸馏的方式将水分提取出来。而用哪种工艺,需要根据实际情况来确定。此次曹妃甸100万吨的海水淡化,选择的就是膜法。   “目前海水淡化技术已经非常成熟,没有大面积应用的原因是成本问题。目前在天津海水淡化应用的比较多,是因为天津工业用自来水的价格已经接近8元,而海淡的成本是6元左右。”张松建表示,海水淡化中的关键设备和材料目前还要依赖进口是目前海水淡化成本较高的原因之一,例如︰膜法海淡中使用的能量回收装备、反渗透膜、大型海水高压泵等,以及大型热法海淡装置的核心技术等。在《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》中提出了“十二五”期间海水淡化设备的国产化率要达到70%。中关村海水淡化产业联盟中的各个单位正在积极实施关键设备及核心技术国产化的相关工作。   此外,张松建表示,通过技术改进,特别是节能降耗方面上的技术不断提高,海水淡化的成本还会进一步下降。比如,提高膜性能,优化工艺组合,余能余热的综合利用,从而降低能耗,减少碳排放量。热法海水淡化可以发展水电联产模式,充分利用低成本的低品位废热,结合热泵系统的应用提高低品位热源品质,可以实现废热的回收利用。   浓盐水排放要考虑环境问题   海水淡化排出大量的浓盐水,其含盐量高于海水近一倍。日产能可达100万吨会不会对周边环境产生影响?   张松建认为,海水淡化在北美、中东和新加坡等地区运行多年,在环保组织的长期关注下,并未发现明显的环境问题,这与海水的容量巨大不无关系。不过,环境影响是曹妃甸项目必须要考虑的一个问题。因为渤海湾海域的海水本身的置换能力很差,如果长期排放浓盐水必定会有环境影响。    赛诺水务董事会秘书叶静梅介绍说,目前针对曹妃甸项目,新技术正在进行研究,未来能够将浓盐水中的大部分盐分提取出来用于盐化工,让浓盐水变成生产淡盐水再排回大海。   北京水危机需多管齐下   北京市是严重缺水的城市,几年前,北京市曾遭遇过严重的水危机,密云水库的水位曾一度下降至警戒水位以下,为了保证首都的用水,当时只能从用水同样紧张的周边省份调水。在张松建看来,在水资源严重匮乏的今天,海水淡化属于非常规水源,是一个不得已才用的技术。所谓非常规水源,是相对地表水和地下水常规水源而言。即将开始的100万吨海水淡化项目,并不是完全解决北京的水危机的唯一途径,需要多管齐下、综合治理。   即使在非常规水源里,海水淡化也不是解决水危机的唯一途径。“首先应当做好城市污水的再生处理回用,污水处理不仅要能达到排放标准,还应当对其进行深度处理,让处理后的污水能到达地表水4类水的标准。”张松建说。   天津大学海水淡化与膜技术研究中心教授王世昌在接受采访时曾表示,无论是蓄水、跨流域调水等传统措施还是海水淡化,都难以全面解决缺水的根本问题。他们只能实现水资源的时空位移、或是增加水资源总量,解决部分地区的缺水问题。比如,海水淡化只能减轻沿海地区的供水压力,缓解一部分水资源紧张问题,完全靠某一种方法从根本上是解决不了问题的。(中国科技网) 参见(关于海水自然淡化的战略): http://forum.home.news.cn/detail.jsp?id=80835420pg=1 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html 关于南水北调的调水成本问题:
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[转载]我国第一批海水淡化试点单位名单发布
xjtuhyg 2013-3-17 12:06
我国第一批海水淡化试点单位名单发布 提要:日前,国家发改委印发《关于公布海水淡化产业发展试点单位名单(第一批)的通知》,其中浙江舟山市和深圳市入选海淡试点城市,天津滨海新区、河北沧州渤海新区入选试点园区,浙江鹿西乡(岛)入选试点海岛,杭州水处理技术研究开发中心入选海淡产业基地,天津国投津能发电为海淡供水试点,甘肃庆阳市环县为苦咸水淡化试点。 关键词: 海水淡化,海水西调,南水北调,水价,水资源合理配置 时间: 2013-03-14 14:42 来源:中国水网作者:刘永丽 http://news.h2o-china.com/html/2013/03/114613_1.shtml    2015年全国将建20个海淡试点城市    “海水淡化对于我国沿海城市来说,是解决水资源问题的一个有效措施,也是发展的必然趋势。”国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭曾表示。据《关于加快发展海水淡化产业的意见》,到2015年,全国将创建20个海水淡化试点城市(工业园区、海岛)。   据悉, “十二五”期间,海水淡化投资总额将达210亿元,海水淡化产业作为战略性新兴产业,有望进入高速发展期。《 中国水业市场研究(2013版) 》数据显示,截止2011年,中国海水淡化总能力约64.3万立方米/日。从海水淡化装置的区域分布来看,截止2010年底,海水淡化装置数量最为集中的地区是浙江和山东,两省之和占全国总数比的超过50%。辽宁、河北、天津也都是海水淡化项目数量较多的地区。    政策频出护航海水淡化城市试点工作    2012年2月,国务院办公厅发布《 关于加快发展海水淡化产业的意见 》(以下简称《意见》),指出我国将组织开展海水淡化城市(工业园区、海岛)试点工作,在有条件的城市(工业园区、海岛),进行海水淡化水作为公共用水补充的技术、工艺、标准和管理等试点工作,到2015年,全国创建20个海水淡化试点城市(工业园区、海岛)。选择居民较多、淡水匮乏、关系国家海洋权益的海岛作为海水淡化示范海岛,将海水淡化水作为这些海岛新增供水的第一水源。鼓励结合地区特点,建设以海水淡化水作为重要水源的示范工业园区。 为贯彻落实《意见》精神, 2012年5月,国家发改委发布《关于开展海水淡化产业发展试点示范工作的通知》,其中要求海水淡化试点城市(工业园区、海岛)须具备开发应用海水淡化水的条件,或在海水淡化技术研发、装备制造、原材料生产、工程设计建设和应用等方面已有一定的基础。    2012年12月,国家发改委发布《 海水淡化产业发展“十二五”规划 》,对创建海水淡化试点再次做了表述,提出在沿海缺水地区,选择若干个城市(含海岛和工业园区,下同)开展海水淡化试点。创建海水淡化试点城市,要积极推动海水淡化水的应用,城市新增用水优先使用海水淡化水,优化用水结构;在保障公共饮用水安全的前提下将海水淡化水作为市政供水的一个新的选项;大力发展海水淡化产业。 附件:海水淡化产业发展试点单位名单(第一批) @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 关注中国水安全:国投电力电厂被确定为首批海水淡化试点单位 时间: 2013-03-11 13:44 来源:证券时报 http://news.h2o-china.com/html/2013/03/114477_1.shtml   日前,国家发展改革委印发 《国家发展改革委员会办公厅关于公布海水淡化产业发展试点单位名单(第一批)的通知》 ,国投电力孙公司天津国投津能发电有限公司被列为唯一一家向市政供水试点单位。   据了解,我国是一个淡水资源短缺的国家,北方地区缺水尤其严重。发展海水淡化是解决水资源短缺的重要举措。为此,公司投资建设了北疆电厂一期 20万吨/日海水淡化项目,所产淡水除了少量用于电厂生产、生活用水外,90%以上淡水可向社会供应,为天津滨海新区开发、开放提供大量的宝贵淡水资源。   此次天津国投获批国家首批海水淡化产业发展试点单位,不仅意味着政府相关部门对公司在推动海水淡化产业发展方面所做努力的认可,也为公司海水淡化发展战略获得国家政策的进一步支持打下良好基础。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 关注中国水安全:杭州海水淡化产业基地列入国家试点 时间: 2013-03-11 15:1 7来源:杭州日报作者:郭峰 陈婕 http://news.h2o-china.com/html/2013/03/114481_1.shtml   近日,国家发改委公布 海水淡化产业发展试点第一批名单 ,杭州海水淡化产业基地榜上有名。   杭州海水淡化产业基地以杭州水处理中心为依托,以海水淡化装备制造、膜组器生产为主业方向,按照 “一个主体(基地总部)、两个联盟(产业联盟和技术创新联盟)”的模式组建,力争通过5—10年的发展,使产业联盟实现产值100亿元以上,使之成为我国产品种类最多、服务功能最全、经营规模最大的海水淡化产业基地。
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海水淡化终于要浓起来了
热度 4 jiasf 2013-3-16 07:44
国家发改委日前印发《关于公布海水淡化产业发展试点单位名单的通知》,这是去年底国家出台《海水淡化产业“十二五 ”发展规划》后的首个配套政策。根据试点名单,浙江舟山市和深圳市等入选试点城市,天津滨海新区、河北沧州渤海新区入选试点园区,浙江鹿西乡入选试点海岛,杭州水处理技术研究开发中心入选产业基地,天津国投津能发电为海水淡化供水试点,甘肃庆阳市环县为苦咸水淡化试点。市场分析认为,“十二五”期间海水淡化产业投资需求有望突破200亿元。 我曾几度建议在沿海地区发展海水淡化,认为在北方沿海地区海水淡化比南水北调有竞争优势。海水淡化终于变成国家战略得以实施,可喜可贺! 前两天有杂志编辑来问:我们用完了陆地水资源,又发展海水淡化,是不是人类对自己的需求太不克制了?我回答:既然人已经到了世上,人口已经这么多,就必须吃喝拉撒睡,就是人权!如果要节制人对水的需求,只能节制人类本身——人口不能太多! 对于已经在那里的人,必须满足合理的用水需求,虽然供水方式可以在提高当地水利用效率、外调水、海水淡化多种方案中选择。海水淡化在沿海一些地方则是经济合理的选择。 海水淡化也面临一些挑战,例如所需能源的来源、热废水的环境影响以及在管理体制上涉及多个部门的协调。对其发展我们拭目以待。
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[转载]海水淡化进京项目前期工作即将启动
热度 1 xjtuhyg 2013-3-15 16:08
海水淡化进京项目前期工作即将启动 提要: 根据目前国内外海水淡化项目实际运行数据,结合本项目的实际情况进行测算,海水淡化厂出厂水价在每吨 4.5元左右,输送成本为2.8元至3.5元/吨,到京水价可控制在8元/吨以内 关键词:海水淡化,海水西调,南水北调,水价,水资源合理配置 时间: 2013-03-13   13:25   来源:北京晚报   作者:赵喜斌   习楠 http://news.h2o-china.com/html/2013/03/114547_1.shtml   在今年全国两会上,全国人大代表、天津市发改委主任张志强向大会建议,尽快出台鼓励海水淡化应用政策,破解水资源短缺对于经济发展的制约。政协委员王晶也在两会中提到了 “海水淡化”,“在目前全球都缺水的情况下,海水淡化将为人类提供赖以生存的饮用水。”   对于缺水的北京来说, “海水淡化”并不遥远。北京城与取水地河北唐山曹妃甸间正在进行破冰探索。海水淡化进京项目是除南水北调工程之外的另一个战略构想。市政府计划探索引入社会投资,科学谋划相关产业模式,建立首都水资源安全保障战略格局。   许多人关心,海水如何淡化?淡化后的海水能达到饮用水标准吗?海水淡化能为缺水的北京城带来怎样的变化?   很优质:看起来像纯净水喝起来有点甜   在许多人看来,使用淡化过的海水似乎是很遥远的事情。北控水务集团有限公司海水淡化事业部的员工们已经与海水打了三年多的交道,在他们看来,海水淡化不仅可行,而且 “很靠谱”,“很多市民担心淡化过的海水不能喝,其实不是。”    2010年3月,由北控集团下属北控水务集团有限公司投资建设的唐山北控曹妃甸5万吨海水淡化项目正式开工。该项目同时是百万吨海水淡化进京项目的示范工程。    “之所以选择曹妃甸来做海水淡化,是因为它有地理位置的优势,受洋流影响,曹妃甸海域属清洁海域,水质明显优于渤海湾其他海域。”北控水务海水淡化事业部投资经理张一兰说,该项目所使用的海水均来自海面下15米。   在北控水务办公室里,来自曹妃甸海水淡化厂的灌装水是员工眼中的优质饮用水,张一兰不止一次地说, “看上去和普通纯净水没有区别,喝起来甚至觉得有点甜。”   要生产出 1吨淡水,需要抽取2.5吨海水作为“原水”。海水被抽出后,首先通过加药-混凝沉淀环节除去海水大颗粒悬浮物,然后进入气浮池进行预处理,后经过超滤、反渗透两个主要环节,充分去除海水中的盐分、悬浮物、有机物和藻类物质等,最后进入后矿化环节调节水的硬度和pH值,苦涩的海水就变成能够直饮的淡水了。北控水务海淡团队曾把淡化水送到北京、天津三家权威的水质检测机构检测,“国家要求的106项饮用水质检测标准全都达到,部分指标还优于国家标准。”与北京市市供自来水相比,淡化海水不仅能够直接饮用,水质安全更有保障。   海水淡化水洁净、纯度高,供给稳定,尽管尚未被广大市民熟知,却是业内人士眼中的 “安全可靠的高品位水源”。淡化水除了可进入自来水管网作为城镇居民生产、生活的重要水源,还能作为海岛、船舶、海上平台等主要水源,企业生产和生活用水。   很环保:终端是饮用水中间浓盐水用于工业   海水淡化后,会产生大量的浓盐水,如何让浓盐水不污染环境又能得到再次利用?海水淡化项目组结合曹妃甸当地的情况,让本该废弃的浓盐水变成了一个可以循环的经济链条。   国际上海水淡化技术应用最广泛的中东地区,海水淡化后产生的浓盐水会被直接排放回海洋,尽管未发现会对海洋环境产生负面的影响,但张一兰认为, “如果能够与当地企业合作,就可以把海水充分地利用起来,物尽其用。”   这座每天能够生产 5万吨淡化海水的工厂依托曹妃甸当地的工厂和企业,建起了循环经济产业链,开始为曹妃甸当地企业提供服务。 浓盐水首先进入同样坐落于曹妃甸的三友化工,在那里浓盐水中的碱被提取出来,随后再被送往南堡盐场,成为制盐的高浓度原材料。   张一兰说: “与直接把浓盐水排放到海里相比,这样的产业链能在最大程度上与当地企业互动,这种循环经济也能让企业达到共赢。”   目前南堡盐场和大清河盐场日接纳浓盐水能力在 100万吨以上,三友化工股份有限公司也在建设浓盐水资源化利用工程,采用管道将浓盐水输送至三友化工直接用于盐化工生产,实施后可进一步增加浓盐水再利用规模,可实现近期曹妃甸工业区建设大规模海水淡化浓盐水的全部回用。   很稳定: 100万吨海淡水每日可增500万人用水量    “缺水”是百万吨海淡进京项目前期调研中最常接触到的一个词语,北京人均水资源不足300立方米,仅为全国的1/8,世界的1/32,远远低于国际公认的1000立方米,属于严重缺水地区,是世界上最严重缺水的30个大城市之一。    “海水作为一种保障性很高的战略水资源储备,取之不尽,用之不竭。”张一兰说,海水淡化关键技术已经被突破,与其他水源相比,其战略意义更加突出。引淡化海水进京作为首都南水北调工程来水的重要补充,对构建首都多水源保障体系,确保首都用水安全,具有重大的战略意义,同时也有利于推动北京市经济社会可持续发展。   在张一兰看来,海水淡化是一项造水工程,可增加水资源总量。海水淡化是向大海要水,无需担心水资源的减少,且生产中产生的浓盐水将得到综合利用,不会对环境产生影响。 “海水淡化建设周期短,可以根据用水需要灵活调整淡化规模,更有利于发挥资金的效率。”   清华大学环境学院博士林甲在对北京用水情况调研后认为,淡化海水进京在北京水资源严重缺乏且调水和地下水开采都面临着诸多困难情况下,将成为北京解决水资源紧张的切实可行并十分有效的途径。淡化海水不但增加淡水资源,而且不会受环境、天气等各种情况影响,保障性高。   张一兰和海水淡化团队在研究国外的典型案例时发现,海水淡化产业经过 40多年的发展,技术日趋成熟,应用地区和规模越来越大。特别是进入新世纪以来,海水淡化在国际上正在呈现大规模加速发展的趋势,同时单厂规模出现大型化趋势。近几年新建的海水淡化工程大多在几十万吨/日,可以一次性解决几十万到上百万人的供水问题。   海水淡化提供的每日 100万吨水对北京意味着什么?按《北京市统计年鉴(2012)》所提供的北京人均日综合用水量214升计算,100万吨水相当于增加了约500余万人的日用水量。   很经济:成本 8元/吨和自来水成本持平   规划中,海水淡化进京项目输送工程从唐山曹妃甸的海水淡化厂出水口开始,经唐山市、天津市、廊坊市输送到北京市,全长约 270公里。在地下将有三根管道,两用一备,为北京及管线沿途地区每日运送100万吨海淡水。    海水淡化工程即将开工,开工后三年,北京市民将喝上淡化水。    根据目前国内外海水淡化项目实际运行数据,结合本项目的实际情况进行测算,海水淡化厂出厂水价在每吨 4.5元左右,输送成本为2.8元至3.5元/吨,到京水价可控制在8元/吨以内。 张一兰说: “目前我国公益性水利工程,如水库、输水管道等建设所需经费基本上由各级财政承担,没有列入自来水成本,导致水的价格与价值背离。如果把城市引水工程中土地、投资、运行、管理等费用和损耗计算在内,自来水的综合成本就接近或高于淡化水成本。”   国外海水淡化技术研究始于上世纪 50年代,在海湾国家,由于传统的水资源几近枯竭,海水淡化发展已有较长历史。“北控水务已完全掌握了大型海水淡化项目的核心技术,具有完整的大型海水淡化系统集成能力,在技术上可以保证项目的顺利实施。”对于北控水务海淡团队来说,技术、设备、人员等都已做好了准备。张一兰和海水淡化团队坚定地说:“只等发令枪一响,我们就全力 起跑。 ” @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 关注中国水安全: 每吨补贴 3.5元 海水淡化优于南水北调 谢谢转载引用本文 ! 本文来自中国水网 原文链接 : http://news.h2o-china.com/html/2012/03/1011331603205_1.shtml 时间: 2012-03-13 09:45 来源:21世纪经济报道 作者:王尔德    海水淡化产业“嗷嗷待补”。    “海水淡化作为解决淡水不足的重要措施,正受到越来越多的关注。”九三学社的一项名为《关于加快发展海水淡化产业的建议》的提案(以下简称《海水淡化》)指出,“综合分析国家的战略需求和海水淡化发展面临的问题,我们认为,出台积极促进海水淡化发展的财政政策是当务之急。”    本报获悉,国家发改委正在编制《海水淡化“十二五”规划》和《水淡化产业专项规划》相关的财政补贴政策将有望给出政策安排。    海水淡化成本低于南水北调成本?    根据 2010年颁布的《全国水资源综合规划》,到2030年,考虑南水北调东线一、二、三期工程和中线一、二期工程的供水量,并考虑部分海水利用量,我国11个沿海省市年缺水量仍将达到214亿立方米。其中,京津冀本地水资源战略储备已消耗殆尽,水将成为经济社会可持续发展的瓶颈。    对此,在 2010年6月举行的亚太脱盐大会上,国家发改委环资司节水处处长杨尚宝曾表公开表示,南水北调和海水淡化这两种路线是相互促进的。作为产业发展方向,国家要大力发展海水淡化。而南水北调的过程中出现的一些难度比较大的问题,如生态影响等,也可以通过海水淡化来减压。    同时,就这两种路线的成本比较,各个利益相关者也一直在进行比较。“但由于其成本到底该怎么算,哪些应该算进去,哪些不该算,非常复杂,所以到底孰高孰低也一直没有定论。”前述发改委官员对本报介绍。    不过,根据曹妃甸工业区管委会常务副主任薛渤珣之前接受本报采访时说,由于采用钢厂废气发出来的低价电,淡化海水每吨水的成本将从 5.8元降到3.6元,从曹妃甸到北京东四环直线距离约220公里,高度落差45米,沿途设两级泵站进行加压提升即可输水,输水成本约每吨1元,这样在北京的售价可以控制在每吨5元左右,与南水北调引水入京每吨7元-10元的成本相比,有一定优势。    “尽管如此,海水淡化的成本较高,依然是制约产业发展的一个重要因素。”中国工程院院士、 国家海洋局杭州水处理技术开发中心膜与膜过程实验室主任高从堦对本报记者分析,财政对之进行适当的补贴,以培育这个新兴产业是必要的。    因此,《海水淡化》指出, 我国城市综合水价总体较低( 3-6.5元/吨),水的价值与价格背离难以短期调整的情况下,对社会经济发展所急需的“海水淡化高成本(成本4-6元/吨,合理售价约7.5元/吨)”实行财政补贴,是国际上的通行做法。    每年新增淡水资源总量可达 7.6亿吨    九三学社建议在“十二五”时期,根据“政策引导与市场运作同时,积极培育与准入标准同步,技术创新与研发生产同补,分类补贴与重点扶持同重,中央财政与地方财政同比,成本效益与风险分析同计”的“六同”原则,制定并实行阶段性的“海水淡化补贴制度”。    具体而言, 根据对沿海典型省市的调查初步估算,建议对于进入市政管网的,每吨淡化水补贴约 3.5元;对于不进入市政管网的,每吨淡化水补贴约2元;对于海水淡化装备制造企业研发国产首台套装备,补贴装备研发制造费用的50%。    从资金来源来看,九三学社建议,补贴政策采取“分担制”,即由中央财政和地方财政分别落实补贴资金。其中,对国家重大海水淡化项目,主要由中央财政承担补贴,对地方立项的海水淡化项目,中央财政承担 50%的补贴金额。    同时,《海水淡化》还估算了财政投入的规模。根据预测,到 2015年,海水淡化市政工程项目规模可达150万吨/日,工业项目的工程规模可达80万吨/日,国产首台套海水淡化装备研发与制造可形成12.5万吨/日规模,总设备制造费用在10亿元水平。那么,根据前述补贴方案,“十二五”期间,共需财政补贴80.9亿元。若中央财政和地方财政均担,需中央财政补贴40.5亿元。    通过补贴政策的实施,九三学社预计,我国海水淡化的容量可扩增到 230万吨/日,即每年新增淡水资源总量为7.6亿吨左右,到“十二五”末期,实现对海岛新增供水量贡献率50%以上、对沿海缺水地区新增工业供水量贡献率15%以上的基本目标,使海水淡化水成为市政及工业用水的重要水源之一。    根据中国工程院院士、中国水利水电科学研究院水资源研究所研究员王浩的计算,水价还有很大的上涨空间,因为只有将资源水价、环境水价、生态水价、机会成本、工程水价,以及利润和税金加在一起,才构成完整的水价,依此计算,北京生活用水每吨应超过 10元。    “这也意味着,海水淡化产业未来空间很大,前景看好。”前述发改委官员对本报表示。 参考网页 http://forum.home.news.cn/detail.jsp?id=80835420pg=1 http://forum.home.news.cn/detail/87358389/1.html
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[转载]专家预测2013年十大技术革命
crossludo 2013-2-25 14:49
世界经济论坛全球新兴技术议程理事会确定了10项将在2013年取得决定性进展的新技术,这些技术将使医药、能源、制造业、道路安全、应对气候变化等领域取得10年前无法想象的进步。 1.“在线”电动汽车 无线技术可以为汽车供电。下一代电动汽车可以通过在公路下方铺设的电缆发射的电磁场获得电能,并为车载电池充电,以便在脱离电磁场时驱动汽车。由于是外部供电,这种汽车仅需具有标准电动汽车1/5的储电能力。目前,“在线”电动汽车正在韩国首尔进行道路测试。 2.三维打印技术和远程制造业 凭借三维打印技术可以依据数字设计文件制造出固体结构。一旦物品能够在家或办公室远程打印出来,新技术将引发一场制造业革命。在打印过程中,打印机将根据计算机设计的模型从底部开始逐层堆积塑料、金属、合金等材料。 3.自动修复材料 活体组织的特性之一是损伤修复能力。仿生学的一大趋势是创造具有自我修复划伤、撕裂或割伤能力的无生命结构。这种不需要人类介入就可以修复损伤的材料,将能延长制造业产品的预期寿命,减少对原材料的需求。 4.高效海水淡化技术 随着农业等人类活动用水不断增加,城市数量越来越多、规模越来越大,缺水成为一个日益严重的生态问题。在天然水源遭到过度开采的情况下,海水淡化可以提供几乎用之不竭的淡水,但这一过程需要消耗大量能源。 5.二氧化碳的转化和利用 把二氧化碳变成商品的新技术,将克服应对气候变化策略在经济或能耗上的障碍。最有前途的方法之一是利用光合细菌把二氧化碳转化成液态燃料或其他化学物质。预计两年内应用这一技术的单个系统将达到100公顷的规模。这种系统将解决生物燃料在环境方面的局限性,并为汽车、飞机等提供低碳燃料。 6.在分子层面改善营养 即使在发达国家,也有数百万人因为饮食缺陷患有营养不良。现在,新的基因技术可以在基因序列层面确定大量对人类饮食具有重要影响的蛋白质。基于相关生物技术大规模生产蛋白质,将在健康方面发挥积极作用,如促进肌肉生长、控制糖尿病和减少肥胖等。 7.远程传感器 对外部刺激做出被动反应的传感器的广泛应用,将改变我们应对环境变化的方式,尤其是在健康领域。 其中的例子包括能够持续监测心率、血糖水平等身体机能的传感器。这些进步依赖于设备间无线传输技术的发展。另一种应用是安装在汽车上的传感器,可以改善道路安全状况。 8.通过纳米技术管理药物 药物可以在分子层面直接应用于患病细胞内部或周围,为研发能更有效对抗癌症等疾病的方法以及减少其副作用提供了空前的机会。定位患病组织中的纳米级粒子并释放强有力的治疗成分,可以减少对健康组织的影响。在经过近10年研究后,这种新技术已经接近临床应用。 9.有机和光伏电子学 有机电子学是印刷电子学的一种,它利用有机聚合物材料制造电路和电子器件。与利用昂贵的照相平印术制造的传统硅半导体器件相比,有机电子器件无论是单个成本还是所需设备的成本都要低得多。用这种低成本技术大规模制造光伏电池板可以加快向可再生能源过渡。 10.第四代核反应堆与核废料回收 目前的核反应堆仅使用了铀1%的可利用能源潜力,其他部分都变成了放射性核废料。回收核燃料并把铀-238转化为新的可裂变物质,将在未来几个世纪扩展已经提取的铀资源,大幅减少铀的开采量以及核废料的毒性。核废料的放射性将在几百年而不是过去所需的数千年内衰减到安全状态。目前,多个国家都在研发第四代核反应堆技术。
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[转载]芬兰研发出新能源海水淡化系统
redtree 2013-2-7 09:01
芬兰研发出新能源海水淡化系统 作者:李骥志 来源:新华网 发布时间:2013-2-4 11:05:11 芬兰阿尔托大学研究人员日前研发出一种新型海水淡化系统,该系统直接利用海浪能,实现了使用新能源低成本淡化海水的目标。 据介绍,该系统主要包括一个海浪能量转换器和一个反渗透设备。其工作原理是:安装在海水中的能量转换器对海水加压,使海水通过管道输送到陆地上的反渗透设备中,反渗透作用将盐分从海水中去除,进一步后续处理则确保生产的淡水适于饮用。 阿尔托大学的可行性研究结果表明,该套系统的最大淡水日产量约为3700立方米,每立方米淡水生产成本可低至0.60欧元(1欧元约合1.36美元),成本与目前利用其他能源的海水淡化方法几乎持平。 研究人员表示,该系统适用于海浪能丰富又存在大量饮用水需求的沿海地区,如美国西海岸、非洲南部、澳大利亚、加那利群岛和夏威夷等地。 据联合国水机制组织预计,到2025年,世界上将有18亿人口生活在缺乏饮用水的地区。与此同时,全球化石能源渐趋枯竭,环境污染日益加剧。阿尔托大学研究人员认为,他们的新技术有助于缓解饮用水缺乏,还为利用清洁能源开辟了新途径。
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介绍几个新的研究方向---个人浅见,仅供参考
热度 1 htliou 2012-12-7 20:38
首先,在海洋领域,一个是海水淡化技术,对于半透膜方法 ,采用柱塞泵,压力必须达到 500~600m水头,对于电力消耗很大,可否开发离心式半透膜法、或者震动式半透膜法,也许可以大幅降度渗透压 。当然能开发出强亲水性材料更好。 另外,对于便携式海水淡化设备,可采用超声波喷雾设备与电加热蒸发设备相结合,将海水形成细小的水滴,然后水平输送至加热器中部,水滴瞬间向上蒸发,水滴中的杂质向下落在底部。这类似于一种闪蒸法。 第二,有一项新的技术,海洋平台、风力发电、波浪发电的最优动平衡技术,即上述结构可采用液压、支绞设备,根据海浪、风场的方向与大小动态调整其姿态,保证最佳稳定性与最优发电效率。原理很简单即在上述机构远区四个方向上分别建立数据采集系统,然后将环境数据实时输入中央处理中心,然后经过运算,实施调整整个结构达到最优平衡。对于复杂机构,可以先通过大量室内实验,然后根据实验数据建立人工神经网络,然后即刻进行实时控制。 第三,研究神经网络多年,发现神经网络有一个很好的用处,就是可以将粒子运动的拉格朗日模型与连续介质的欧拉模型相耦合,形成动力学模型。申请过基金但没有获得资助。当获得任意n维连续场后,通过神经网络可以对上述场进行学习,然后对于离散介质而言,只要知道其空间位置,就能通过神经网络获得每个粒子的环境条件(风速,压力,组份,温度等),直接采用基本方程求解其运动与反应特性。当粒子数量过多时,可以采用比例系数,减小分辨率,然后采用蒙特卡罗方法多次实验取数学期望值即可。本人研究表明,对于平面二维问题、三维条件下环境能变量较少时,普通微机即可实现。
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海水淡化超滤膜的未来- 一个美国工程院院士的讲座
热度 3 xiao1234 2012-12-7 12:49
这是我到ASU做博士后,听得第一个大牛的seminar。 先简单介绍一下做讲座的老先生,Dr. Menachem Elimelech, 耶鲁大学的教授,美国工程院院士。在他实验室呆过的很多博士和博士后,现在都是美国一流大学的教授了。实验室的韩国薄厚开玩笑说,你也赶紧找个机会去他实验室干干,拿教职基本就稳妥了~~ Seminar的前半部分很精彩。老先生首先讲了Nature 和Science的两篇文章,里面用了碳纳米管,aquaporin来提高膜通量(也就是提高除盐过程中的透水性)。讲到这里,他笑了笑,卖了个关子,开始提问。这是不是未来超滤膜的研究方向?等了一会,见没人回答。他把ppt放到了下个片子。 重点来了,他展示了一下他2011 年发在Science上的一篇文章。经过热力学计算,现有的超滤膜效率已经非常接近理论上的最低值(close to reversible process). 因此,他认为诸如添加aquaporin等有机物来提高膜通量,基本上是南辕北辙。因为这样的条件下,容易生长生物膜,引起膜污染(membrane biofouling)。所以,他认为,以后超滤膜的研究方向还是要向“防止膜污染”的方向上走。有兴趣的可以仔细读读这篇paper。 http://www.sciencemag.org/content/333/6043/712.full.html 后面一部分就相对平淡一些,主要是他实验室现在的一些工作。比如纳米银改性的膜,超疏水有机物 PVDF UF... Seminar 完了之后,他到我们实验室参观。和大家随便聊了几句,有点犹太口音~~基本没有什么架子。可爱又nb的老头~~
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教材有问题,后果很严重
热度 2 huailu49 2012-9-7 09:39
上个月,笔者发了“ 海水淡化最大的功臣 ” 一文,意在强调地球上的淡水,绝大部分源于降雨和降雪,而降雨和降雪又绝对离不开太阳能的参与。 昨天读到张学文老师的“ 新地理教科书对水资源的概括有问题 ” 一文,方才得知目前的地理教科书“把广大陆地上的草场、森林、农田主要依赖的自然降水,完全给忽略了。” 为此,笔者又专门到“百度百科”上去求证,发现问题同样存在。比如在“淡水”词条里是这么说的:“目前,人类可以直接利用的只有地下水、湖泊淡水和河床水,三者总和约占地球总水量的0.77%。目前,人类对淡水资源的用量愈来愈大,除去不能开采的深层地下水,人类实际能够利用的水只地球上总水量的0.26%左右。到目前为止人类淡水消费量已占全世界可用淡水量的54%。” 看来,在新版地理教科书和百度百科“淡水”词条里存在一个共同的问题,就是只看重地球淡水的“存量”而忽视了“循环量”,只看重“静态的淡水”而忽略了“动态的淡水”。 其实,即便是“静态的淡水”,比如极地的冰川,还有地下水,其形成也主要源于大气降水,并不断得到大气降水的补充。 中小学,是人生知识体系形成的关键时期。教材有问题,后果很严重。
个人分类: 自我科普|6831 次阅读|4 个评论
自我科普:海水淡化最大的功臣
热度 4 huailu49 2012-8-29 06:47
自我科普:海水淡化最大的功臣
记得前不久奥运期间,科网上曾有网友议论过一氧化二氢的问题。今天接着再多说几句。 淡水,是地球上的生命之源。那么如果要问对地球淡水资源贡献最大的是谁,“太阳能”恐怕当仁不让。 地球上的淡水,绝大部分源于降雨和降雪,然后才会有江河、湖泊。而降雨和降雪又绝对离不开太阳能的参与。 据笔者所知,地球陆地上的年降水量为119万亿吨,而每年陆地上的水蒸发量只有72万亿吨,即便能够保证陆地的蒸发量不会飘移(就地降水),收支相抵,也会出现47万亿吨的亏空。这么大的缺口如何弥补?主要靠海洋上水蒸发的输送和调剂。地球上每年海洋的水蒸发量为505万亿吨,相当于陆地上的水蒸发量的7倍多,调剂一部分洒向陆地,当然不在话下。 以我国为例,每年承接的海洋暖湿气流主要来自三个方向,其中来自印度洋的一个:孟加拉湾方向,来自太平洋的有两个:东海方向和南海方向。尤其是每一次台风过境都会带来一场大面积的豪雨。 当然,陆地上蒸发以后多出来的淡水,无论是否经过人类的利用,大多又经由江河奔腾入海,完成了淡水在地球上的大循环。 总之,太阳能是地球上海水淡化最大的功臣,这也是笔者一直对其怀有敬畏之心的原因之一。 (附图取自网络)
个人分类: 自我科普|6779 次阅读|18 个评论
[转载]曹妃甸热电-海水淡化-盐化产业循环经济呵护碧水蓝天
xjtuhyg 2012-2-29 15:01
关注中国水安全:曹妃甸热电 - 海水淡化 - 盐化产业循环经济呵护碧水蓝天(摘录) 2012 年 02 月 08 日 14:25 来源:《燕赵都市报》 记者 袁伟华/文张啸龙/图 http://kfq.people.com.cn/GB/17057495.html   初春的曹妃甸远不是一片春暖花开的盛景。首钢二期酝酿开工,循环经济的又一样板 海水淡化工程马上投产,中石化320万立方米原油商业储备基地就在本月初建成,1000万吨炼化一体化项目正在紧锣密鼓地论证……   如今,在举全省之力打造曹妃甸增长极的攻坚战役中,总量发展已经不是曹妃甸未来承担的唯一重任,更为关键的是,要为河北、全国乃至世界,寻找一条以循环经济为主的科学发展的新模式。   1 每天5万吨淡化海水将并入曹妃甸管网   正月十二赶上寒潮来袭,钢铁电力园区所在的曹妃甸 11+地区被海风裹挟。来自南方的唐山曹妃甸阿科凌海水淡化有限公司总经理陈耀明冷得有些缩手缩脚,不过介绍起已经竣工的5万吨海水淡化项目,脸上便红润起来。“这是中国目前最大的商业运营海水淡化项目之一,在全球范围内都比较罕见。”陈耀明介绍说, 曹妃甸海水淡化项目是我国首个自主设计的大型海水淡化项目。目前,这一工程每天可处理海水规模5万吨。由于目前曹妃甸供水管网还有收尾工程尚未完工,采访时水厂并未开工。不过陈耀明告诉记者,2011年10月10日,该厂5万吨/日海水淡化项目正式宣告竣工,经调试顺利出水。而经过淡化的海水,水质已经完全达到了饮用水的标准。“再过几天,管网完工之后,我们的5万吨海水淡化项目将全面开工投产,届时每天淡化的海水将能满足曹妃甸全部的生产和生活用水需求。”陈耀明兴奋地说。   2 未来3-5年渤海海水“解渴”京津冀   曹妃甸新区发改局基础投资处副处长李家麟介绍说,目前竣工的海水淡化项目,只是曹妃甸大型海水淡化产业基地的起步工程。 “十二五”期间,曹妃甸海水淡化建设总能力将达到 100万立方米/日以上。目前投资超过170亿元的海水淡化二期工程可研报告已经编制完成,今年有望再有实质性进展。   陈耀明介绍说,海水淡化产业早在上个世纪 50年代就已出现,现在已经成为解决全球水资源危机的重要途径。而据水利部资料显示,环渤海区域的水资源总量为1571亿立方米,仅占全国水资源总量的1.5%;而京津冀三地,人均水资源量甚至不足300立方米,不及国际上公认的人均1000立方米缺水标准的1/3。 在缺水形势更加严峻的北京市,人均水资源量仅为 100立方米,属世界重度缺水城市之一。   李家麟介绍说,为缓解地表淡水不足的严峻局面,河北、北京市等地只能靠开采地下水来进行补充。目前华北地下水超采严重,已经形成了一个世界最大的地下水降落漏斗区。而 发展海水淡化项目,也将成为南水北调工程的有益补充。“我们将为北京地区提供 10亿立方米的淡水,有力缓解北京地区的用水压力。”    3 海水淡化阐释完美循环经济产业链    曹妃甸新区钢电指挥部翟君告诉本报记者,概括来说就是包含了“海水冷却发电—海水淡化—浓盐水综合利用—盐化工”的循环经济体系。 “海水淡化项目有两个难点,一是耗电,另一个就是分离出来的浓盐水排放问题。”陈耀明介绍说,而在循环经济产业链条之下,这两个问题基本上都可以迎刃而解。    陈耀明介绍说,首先海水淡化项目可利用上游华润电厂发电余热为海水加温,一般情况下,水温每升高一度,处理一吨海水可省电 0.05度,这对于日产5万吨的淡化项目来说,可以节省掉一大部分电力成本。其次,海水淡化过程中产生的高浓盐水一直是环境公害,国外通行的做法是将浓盐水稀释后直接排放到海里,这既污染海洋水体,又需要增加处理成本,而在曹妃甸,这些浓盐水不仅不会成为负担,相反还被下游企业当成了绝佳的原材料。“目前我们的浓盐水已经通过管道,直接输送给下游晒盐以及制碱等化工企业,废水已经变废为宝,这在世界范围内是个创举。”翟君说。    4 三条循环经济产业链呵护碧水蓝天    翟君介绍说,根据产业布局,曹妃甸工业区确定了三条循环经济产业链:一是建立以精品钢项目为龙头的循环经济产业链,目前首钢一期工程可以说是循环经济的样板,上游的废弃物充当下游生产环节的原料,这里的精品钢单位能耗做到了行业最低;二是建立以大型石油炼化一体化装置为龙头的循环经济产业链;三是建立以海水冷却火电项目为龙头的循环经济产业链。总体思路是按照“减量化、再利用、资源化”原则,最大限度地节约原材料和能源,将废气、废水、废渣消化殆尽,最终消除污染。   自开发建设以来,曹妃甸新区已经累计拒绝不符合准入要求的项目投资达200多亿元。”在很多人眼中,重化工业意味着高耗能、高污染。大钢铁、大石化产业在曹妃甸的聚集,让许多人都担心会不会“带走”这里的碧水蓝天?担心会给渤海湾本已脆弱的生态链雪上加霜,曹妃甸人以实际行动给出了答案。    5 探索我国新型工业化发展新路径   “ 2003年左右,国家安排了21个探索新型工业化路径的示范区,成建制、大规模的只有曹妃甸一个”, “我们将指导曹妃甸工业区按照《环保部科技部商务部关于加快推进国家生态工业园区建设的意见》要求,积极申报,力争早日批准为 国家生态工业示范区建设试点,发挥好促进产业转型升级的带动作用。”省环保厅厅长姬振海说。 在短短几年之内,把一个 4平方公里的小岛,硬生生变成一个200多平方公里的渤海明珠。 关键词:曹妃甸,海水冷却发电,海水淡化,盐化工,海水西调,罗布泊 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 国务院力挺海水淡化业 百亿市场待开启 2012 年 02 月 16 日 09:37 慧聪热泵网 作者:王海林 http://info.water.hc360.com/2012/02/160937360360.shtml    【 慧聪热泵网 讯】 国务院办公厅昨日发布《关于加快发展 海水淡化 产业的意见》,明确了“十二五”期间海水淡化产业的发展目标:到2015年,我国海水淡化能力达到220万-260万立方米/日,海水淡化原材料、装备制造自主创新率达到70%以上。    我国于上世纪 50年代用蒸馏法开展海水淡化研发,在“ 十一五 ”期间先进的原理和生产工艺从实验室作向了市场, 膜 法海水淡化产业得到快速发展。2005年,我国发布了《海水利用专项规划》,海水淡化产业走上了快车道。    相关市场分析人士指出,过去 5年,国内海水淡化领域已有众多企业开始实践,目前技术及成本优势已逐渐显现。如果以成本最低的反渗透法海水淡化投资成本5-6元/m3来估算,到“十二五”末,国内海水淡化产业的投资额将达110亿到156亿元,成本低于南水北调。    为实现海水淡化设备国产率 70%以上的目标,《意见》将“加强关键技术和装备研发”列为未来五年工作的七大重点之首。“十二五”期间,加大大型热法膜法海水淡化、大型海水循环冷却等关键技术,反渗透海水淡化 膜组件 、高压 泵 、能量回收等关键部件和热法海水淡化核心部件,以及 化工 原材料和相关检验检测技术的研发力度,鼓励开发海水淡化新技术,增强自主创新能力和配套能力。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@2 北京水困 来源:财经文摘 发布时间:2012年02月09日 11:30 http://www.p5w.net/news/cjxw/201202/t4072107.htm    根据国内媒体的报道: 2008年年底,当时南水北调建设委员会将中线一期工程调长江水入京津的时间,由2010年延后到了2014年,而东线一期工程,其通水时间也后调六年至2013 年。—— 如果北京市现在下决心, 2013年就能供上水。“现任曹妃甸工业区管委会副主任朱越杰说。在他的计划里,用两根直径1.5米左右的管道通过两级泵站,就可以把渤海的淡化水直接送到220公里外的北京东四环。目前,曹妃甸的淡化海水价格已宣称低至不到6元/吨,且有望进一步降低。   与北京一直期待的南水北调工程比较而言。即使在 2002年,南水北调的吨水成本,如果包括沿途征地、移民、管理以及调水造成的生态损失,就已经达到20元左右。问题在于,国务院南水北调办公室从来未曾公布水价成本的准确构成。这使得海水淡化和南水北调的比较没有一个权威的官方数据支撑,陷入各持标准无法比较的境地。目前看来,大规模调水工程的问题已经显现,但海水淡化的春天是否就已经来临了呢?   情况也许又不是那么简单。迄今为止,九成的海水淡化项目都是企业自用。中国现有海水淡化装置 69套,设计产能约68万吨/天,实际运营的大概只有四五十万吨/天,每天产量甚至不如中东一家淡化水厂的规模。
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[转载]政协委员献计献策:海水淡化 水危机破局
whyhoo 2012-2-17 15:54
“饥渴”困境:蔓延到中国 从太空眺望地球,这个蓝色的星球,十分美丽。这是因为地球表面三分陆地、七分海洋,因此它被地理学家形象地称为“水球”。 有水就有生命。然而,水资源丰富的地球超过97%是不适宜人类直接饮用的盐水,这对人的生存又带来极大的问题。 【资料链接】 根据联合国公布的数据,目前全球超过10亿人口居住在水资源稀缺地区,到2025年,这个数字将会攀升至18亿。人类患上了致命的“饥渴”症。为此,第47届联合国大会将每年的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给予高度重视。 现在,工业化的大规模推进,加上水资源污染等原因,全球缺水地区越来越多,长期缺水的已经不仅仅是沙特和阿联酋等海湾国家。 这一“饥渴”症正在悄然降临我国。有数据表明,全国660多个城市中,有400多个城市缺水,其中100多个为严重缺水。京、津、冀、鲁、沪等省市的人均水资源拥有量不足500立方米,属极度缺水地区。 为解水困,政协委员和水利专家们携手合作,提出了各种方案。党和政府认真研究和采纳了各种方案。 于是,加强水利建设的各种方案出台了;治理污水的工厂建立了;各种引水工程上马了。其中特别引人注目的是,国家批准和实施的“南水北调”。 但专家们经过测算,认为这些办法仍不足以解决淡水资源紧缺的问题。水利部有关专家算过一笔账,我国2010年全国总需水量7300亿吨,供需缺口约1000亿吨,相当于南水北调总水量的两倍。 快速发展的中国,究竟能否走出“饥渴”困境? “解渴”之路:海水淡化 “向浩瀚的大海要水!”这是众多政协委员提出的解决水资源短缺的出路之一。 我国作为一个海洋大国,无疑为发展海水淡化产业提供了前提和基础。 全国政协十一届三次会议期间,56位在津全国政协委员,联名提出《关于恳请国家制定扶持海水淡化产业发展政策的提案》等多份提案。 全国政协十一届四次会议期间,王会生委员建议,将海水淡化提升到国家安全和生存发展的高度,及时做出战略决策,加大政策扶持力度,加快规划建设北方海水淡化基地。柴宝成委员建议:在“十二五”规划中,把海水淡化列入战略性新兴产业的重要内容。李君如委员提出缓解我国水资源短缺的三项建议中,第一项也是“大力发展海水淡化”。 事实上,海水淡化技术目前已在120多个国家和地区得到应用。多年致力于海水淡化的浦东能效中心理事长胡秋滨介绍,世界上已投产的海水淡化工程有1.3万多座,总产水量达到3500万立方米/天,其中80%的产量用于饮用水供给,解决了1亿多人的饮水问题,即世界上约有1/70的人口通过海水淡化获取饮用水。 在海湾国家,由于传统的水资源几近枯竭,海水淡化发展已有较长历史,早就实现了“饮用海水”。胡秋滨说,沙特阿拉伯是世界淡化水产量最大的国家,2000年约为10亿立方米/年,占世界总量的40%。阿联酋通过加快发展大型淡化装置以满足不断增长的城市用水需要,已成为世界上人均淡化水拥有量最多的国家。在以色列,从上世纪五六十年代就开始进行海水淡化,淡化水在供水结构中所占份额不断增大,几乎所有的水资源都相互连接,一起进入国家管网。 新加坡的新泉海水淡化厂是亚洲目前最大的淡化项目,其供水能够满足该国10%的用水需求。所生产的淡化水由输水管引入最近的公用事业局储水池,与普通淡水混合后,直接进入城市供水,输送给西部居民饮用。 中国农工民主党曾会同国家发改委、科技部、财政部和海洋局等有关部委对天津海水淡化产业进行调研。天津市政协委员、国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭以他多年工作生活的天津为例,说:目前,天津市本地水资源人均占有量160立方米,仅为全国人均占有量的1/15。全市日用水量为190万吨,其中170万吨来自“引滦入津”工程,20万吨为地下水。即便如此,天津的水危机仍然没有解除。不过,天津还有一个选择:大海。如能有效利用,将是解决水资源问题的一把金钥匙。 步履蹒跚是何因? 查阅资料,海水淡化问题在我国起步已有不短的时间。早在1999年,厦门就曾规划发展海水淡化,但举步维艰。现在,人们终于重视这个问题了。因此有专家称,发展海水淡化的春天来到了。 2011年10月22日,不少专家同时接到两个邀请。国家发改委在北京召开了海水淡化座谈会,与会的70余人都是国内外顶级专家,其中外国专家20多人。同一天,水利部在杭州也召开了同样性质的座谈会。 人们开始议论,海水淡化,这个一直步履蹒跚的产业,可能将被赋予国家淡水资源匮乏破局的使命。 但也不无担忧:“冬天快结束了,春天未必会来。” 目前,我国淡化海水日产能为67万吨,仅占全球的1%。实际产量由于各方讳莫如深,没有真实的数据,有业内人士估计约为四五十万吨。可以说,我国海水淡化行业仍处于“规模小、发展慢、推广难”阶段。 步履蹒跚,是什么原因呢? 清流“穿越”缺管道——体制不顺是要因。多年来,水资源管理涉及多个部门,淡水属于水利部,海水属于海洋局,产业规划属于发改委,管道建设属于住房和城乡建设部等等,因此一股清水只有“穿越”发改委、海洋局、水利部、住房和城乡建设部,才能从海水生产企业进入千家万户,供人们饮用,而这些部委之间又恰恰没有让这股清流“穿越”的管道。 价格高——中国农工民主党在天津考察北疆电厂的海水淡化项目,了解到海水淡化每吨成本在8元左右,而市民用的自来水每吨仅4元。没有政策支持,高价位的水群众用不起。 浓盐水——解决海水淡化过程中产生的浓盐水问题,已成为海水淡化产业发展迫在眉睫的问题,也是急需打破的技术瓶颈。 【资料链接】 一些国家解决海水淡化后的浓盐水有三种做法,一是排放到盐田继续晒盐,但需要占用盐田。二是与其他水混合后排放,这其实是污染形式的转换,并未达到节能环保的目的。三是精制后用于碱厂洗盐,这只被极个别企业采用,既会产生废渣,又因成本而受限。这三种方法都存在一些弊端。 心理障碍——淡化了的海水能否直接饮用?这一疑虑也是推广海水淡化的心理障碍。 这些体制上的、价格上、技术上和心理上的瓶颈,政协委员们在调研中都注意到了,在与各方面专家研究后,他们认为这一切并非无解。 管理体制问题——国家13个部委将建立海水协调机制,共同推动海水淡化产业的发展。今年将强化海水淡化的示范工程、示范城市、产业联盟等建设,尤其扶持技术进步。 价格问题——在阮国岭委员看来,海水淡化究竟贵不贵,实际上是一个决策考量的问题。我们现在使用的水,不论是引滦入津的水,还是地下水,还是将来南水北调的水,价格都是国家补贴的结果,并非市场化选择。海水淡化实际上是和享受补贴的陆地淡水在竞价。淡化的海水如果也有补贴,就不贵了。 浓盐水处理问题——从事海水淡化研究的天津市政府政策咨询处专家马敬环说,他们通过长期摸索、试验,已经在天津开发区开发了两套新型海水淡化综合利用零排放新技术。这些技术,可以在淡化海水的同时,生产高附加值碳酸钙、氢氧化镁、溴素、硫酸钾、氯化钠产品,解决了浓盐水处理这一难题,基本可实现海水零排放。这样,海水淡化10万吨/日淡水项目,就可以产生80~100万吨/年高品质氯化钠,约节省100平方公里盐田土地。常规海水淡化投资回收期为15年,而这项新技术投资回收期则为4~6年;并且,实现了真正意义上的绿色化工、清洁生产。 心理障碍问题——淡化海水能不能直接饮用?胡秋滨认为,淡化海水经过处理,也能成为人们的健康饮用水,水质完全可以达到饮用水各项标准,并且优于传统水源和净化水,甚至还能制成营养价值很高的海矿水。原始的淡化海水是一种蒸馏水或纯净水,纯度很高,符合无污染的要求,再经过活化处理,即可达到健康水标准。 【资料链接】 根据世界卫生组织的定义,健康水必须符合三个条件:没有污染(不含对人体有毒有害、有异味的物质);符合人体营养生理功能(即水必须含有适量矿物质,呈中性或弱碱性,硬度适中);没有退化(即充满生命活力的水)。 淡化海水的活化处理方法,目前已普遍应用,成本也不高。主要方法有: 一是在淡化水进入城市管网之前,补充一定量的矿物质。 二是与自来水掺混。目前,世界上使用淡化海水较为成熟的有日本、澳大利亚、西班牙、美国等,其掺混比例通常是1:5以上,有的甚至在1:10以上,这样混出来的淡化水与普通水几乎没区别。我国北疆电厂淡化海水与自来水按1:3比例掺混后正式进入汉沽区市政管网。经多次连续检测,出厂水及管网水水质均达到国家饮用水水质标准,且运行情况良好。 三是与水深200米以下的海洋深层水掺混。海洋深层水不仅富含70多种矿物质微量元素,且其比例与人体体液很相似,是补充人体需要的最好来源,堪称“养生活水”,日本人甚至将其誉为“神水”。海水淡化水具有洁净、高纯度、供给稳定的特点,它与深层海水混合,能制成高营养价值的海矿水。据日本健康保健杂志《安心》介绍,海矿水具有预防动脉硬化,降低血糖值和中性脂肪等的神奇功效。目前深海水已经在日本和美国大规模生产。在日本,海矿水属于热销高端饮用水,售价高达3000日元/瓶。 在政协委员的推动下,2011年国家制定了《加快海水淡化产业发展的意见》和《“十二五”海水淡化产业发展规划》。它们在海内外引起很大反响。 国际脱盐协会技术主席利昂·阿维尔布奇说:“海水淡化产业已经在国外发展了几十年,技术已经相当成熟。而对于中国来说,海水淡化是一个新兴产业。” 美国ERI公司总裁托马斯·鲁尼表示:“我们认为中国有可能成为又一个庞大的海水淡化市场。” 美国《纽约时报》报道,在华从事海水淡化产业的外国公司不胜枚举,正在为这一新兴市场占据一席之地蜂拥而至。 与北京市结成伙伴的一家挪威公司,正打算将生产设施从欧洲迁到中国。 海水淡化,蓄势待发;“解渴”良方,众人关注。(光明日报记者 倪 迅) 原文见 http://politics.gmw.cn/2012-02/17/content_3593147.htm
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脱盐电池
zhpd55 2012-2-12 09:34
脱盐电池
随着世界人口的增加,淡水需求量也不断增加。由于淡水资源的有限,海水淡化是解决淡水需求增加的有效途径之一。目前海水淡化的主要方法是逆渗透脱盐法(请参考相关文献 【 1 】o r 【2】) 和 蒸发脱盐法。但是,德国波鸿的鲁尔大学(Ruhr-Universitt Bochum)的科学家与美国斯坦福大学(Stanford University)以及斯坦福材料科学与能源科学研究所(Stanford Institute for Materials and Energy Sciences)的科学家合作,研制出一种新型脱盐电池,该电池不是依赖盐水浓度差异产生电流,而是输入电能,提取钠离子和氯离子,达到脱盐淡化之目的。 脱盐电池的正极由Na 2-x Mn 5 O 10 纳米棒构成,而负极则由Ag/AgCl构成,关于电极材料的制备以及相关性能可以参见附件。该脱盐电池的海水淡化效率,每升海水脱盐25%耗能为0.29 Wh/L,接近逆渗透脱盐法 0.2 Wh/L的能耗水平。 这项研究成果2012年元月23日在Nano Lett.网站公布 。 Nano Lett., 2012 , 12 (2), pp 839–843 DOI: 10.1021/nl203889e Publication Date (Web): January 23, 2012 2012 A Desalination Battery.pdf
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解额济纳之渴
热度 2 qianlivan 2012-1-28 22:29
解额济纳之渴
在北京,地铁13号线出西二旗站往北可以看到一条新修的和地铁平行的高速公路,这是正在建设的京新高速(G7)。西夏被蒙古灭国之后,有一座西夏城市保留下来,作为北方丝绸之路的一座重要驿站。三百年前,东归的土尔扈特人在一片生长着很多胡杨树的绿洲定居下来,把这里作为家园。 这三件事有什么联系呢?京新高速的路线为:北京-张家口-乌兰察布(集宁)-呼和浩特-包头-巴彦淖尔(临河)-额济纳旗-哈密-吐鲁番-乌鲁木齐。西夏灭国之后保留下来的城市叫做黑水城,其遗址就在今天额济纳绿洲的东南。土尔扈特人就居住在额济纳绿洲,直到今天。说到这里就很清楚了,这三件事都和额济纳绿洲有关。 仔细看京新高速的路线可以发现额济纳旗是一个不太一样的地方。北京、张家口、乌兰察布、呼和浩特、包头、巴彦淖尔这几个地方之间的距离都不太远。哈密、吐鲁番、乌鲁木齐也比较靠近。但是从巴彦淖尔到哈密之间巨大的距离上只有额济纳旗一站。除此之外基本都是荒芜的沙漠和戈壁(见下面三幅图,图中“A”所示为额济纳旗)。如果把京新高速看成是新时代的北方丝绸之路,那么额济纳将和古代一样成为这条丝绸之路上非常重要的驿站。 然而,拥有中国最美的胡杨林的额济纳绿洲正面临着消失的危险(参考纪录片 http://v.youku.com/v_show/id_XMTQzNTYxOTky.html )。额济纳之所以成为绿洲,靠的是经由黑河流淌而来的祁连山雪水。古代,黑河水在额济纳汇成了著名的居延海。如今,居延海的面积相比古代已经小了很多,但是依靠不多的黑河水,胡杨林还在坚守着这片绿洲。然而,中游农业用水量的增加使得不多的黑河水更少了。根据上述纪录片,黑河水的94%被用于中游地区的灌溉,张掖因此成为中国有名的粮仓。但是结果使得黑河断流,居延海干涸。记录片的拍摄时间是2005年,根据网上搜索的结果,在2006年之后,黑河流域采取了一些措施,节约了一些水,使得黑河水能流到额济纳,居延海也又有了些水。但是额济纳仍然是缺水的,如何才能解额济纳之渴呢? 曾经,额济纳也经历过干旱,那是被称为小冰期的寒冷时期,祁连山冰雪融化减少,黑河水量减少。而到了温暖时期,黑河水量又会恢复正常。而如今,黑河水量的减少是由于中游用水量增加。解决额济纳缺水问题最直接的办法就是改变中游农业的灌溉方式,发展节水农业。除此之外,有别的办法么? 水是不会凭空产生的,但凡缺水,只能从别的地方取水,比如,通常会开采地下水。实际上,地下水很多情况下也来源于别的地方。如果地下水开采速度快于从别的地方补充的速度,地下水也就不再是可靠的水源。除了地表水和地下水,水还有一个自然的来源——大气。雨水就是来自大气的水源。而像额济纳这样干燥而没有高山的地方,雨水是非常少的,同样不是可靠的水源。我们能像开采地下水那样“开采”大气中的水么?这是有可能的,但却是不一定的(参考 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=117333do=blogid=305546 )。以环境温度300K为例,在空气湿度小于6.105/35.232×300/273=20%时是无法从空气中取水的,而在空气湿度50%的情况下,1度电可以制水11千克。相比地下水的补充,大气中水的补充可能也不是很有效的。 除了自然的水源,解决干旱的办法就是从别的流域调水了。不过就现在的情况看,没有什么流域是不缺水的。或许前段时间说的从渤海调水是个可行的路子,当然,海水淡化可能是个首要的问题。除此之外,数千公里管线的铺设也是浩大的工程。如果这些工程最终开展,那么京新高速将对其有关键性的影响。管线建设所需的材料、劳力的运输可能都将依赖于这条高速公路。如果海水淡化的成本最终降得很低,额济纳或许能喝上来自渤海的水。但是解近渴最好能不靠远水就不靠远水,最靠谱的看来还是在中游进行节水灌溉,用节约下来的水解额济纳绿洲之渴。
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对海水淡化的一点思考
热度 1 qianlivan 2012-1-23 16:03
对海水淡化的一点思考
从小就知道,要得到纯净的水可以借助蒸馏的方法。特别地, 如果要淡化盐水,也可以借助蒸馏。但是,说实话, 我一直不理解为什么盐分不会随水蒸气一同挥发。 中学时我的理解是,盐分的密度比空气大,在空气自然浮不起来, 而水蒸气正好相反,因此可以将盐和水分离, 到现在我还是只能这么肤浅地理解。 海水淡化是中学时第一次知道的,那时候的理解,海水淡化就是蒸馏海水,至于是用电还是用太阳能,并没有本质区别。不过昨天晚上忽然想到,这段时间用来提高房间湿度的加湿器或许可以用来做类似的事。从加湿器喷出来的雾和烧开水时喷出的雾很像,不过区别在于加湿器是用超声波产生雾,这种雾是冷的。我的想法是,这种雾也是不含有盐分的,因为我发现过一段时间,加湿器底部也会像水壶里那样沉积一些水垢。这里的原理我还是不太清楚,或许可以这么理解,无论是加热还是加超声波,能量都不足以使氯化钠或者其他盐气化,于是这些盐分也就无法像水汽那样漂浮在空气中。 在这种情况下,重力对于水汽和盐分的分离至关重要。 想到加湿器之后,我就意识到,超声波可以用来淡化海水。上网查了一下,应用这个原理已经有不少专利了。一个关键就是将水雾化,不过有的技术是将水雾直接通到少量淡水中,得到更多淡水。不过看起来比较实用技术是用超声波得到水雾之后,还要用热空气将淡水蒸发出来。看起来第二种技术得到的水雾是含有盐分的(如下图),注意到在这种技术中重力在盐、水分离中没有起作用。 所以总结起来,就目前我能想象的途径来看,海水淡化的关键是水的雾化,而超声波相比蒸馏是更高效的。我还能想到的另外的方法有电解海水得到氢气和氧气,然后就可以得到淡水,但是这样做的目的应该是制氢,而不是淡化海水。
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[转载]RO是什么?
cjls2000 2011-12-21 21:10
  RO,英文全称,reverse osmosis即反渗透,在自然界的渗透现象,是水由浓度低的溶液透过半透膜流向浓度高的溶液,并且在膜两边形成一个高度差,称之为渗透压。反渗透就是通过人工加压将水从浓溶液中压到低浓度溶液中,故与自然界的渗透作用相反。自70年代发展出第一座海水淡化厂以来,一直是具有竞争力的 海水淡化技术 之一。原海水通过R O膜之前必须先经预处理,其目的是除去可能阻塞薄膜的物质或破坏其构造的成分,如氧化剂等。处理的方法包括凝集沉降、过滤及添加抑制结构的药剂等。经过预处理后,海水由高压泵送至薄膜分离室,借助于半透膜可除去90%~99%的盐类、95%~99%的有机物及将近100%的胶体如细菌、硅胶等。薄膜的组成通常包括两个部分,一部分为海绵状的多孔物质,可让盐类及水通过并支持半透膜;另一部分为厚度仅为数千分之一英寸的半透膜,只能允许水通过。一般商业应用的渗透膜材质可分为醋酸纤维及聚氨脂两类。聚氨脂类的材质通常拥有较长的使用寿命。   逆渗透法耗费的电能较大,但与多级闪化法相比有以下优点:1.只耗费电能,不需要蒸气;2.设备系统模组化,安装容易;3.淡化厂的兴建周期较短,厂房占地面积小。    反渗透技术     RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术,源于 美国 二十世纪六十年代宇航科技的研究,后逐渐转化为民用,目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。   RO反渗透膜孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。   一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5μs/cm(RO膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率,一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上,5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的,可以采用2级反渗透,再经过简单的处理,水电导能小于1μs/cm), 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤,出水电阻率可以达到18.2M .cm,超过国家实验室一级用水标准(GB 6682—92)。   目前的主要困难是研制价格便宜、稳定、长期受压无损的反渗透膜 。 中国 从21世纪初开始掌握自主反渗透膜生产技术,在国家的大力支持下,将该计划列入国家计委高新技术产业化重点发展专项计划,由国家海洋局下的 杭州 水处理研究开发中心的子公司——杭州北斗星膜制品有限公司承担并研发成功。目前反渗透膜市场95%为进口膜,国产膜只占据了5%左右的市场,中国的反渗透技术还有很长的路要走。 已知水的密度ρ=1.0×10^3kg/m^3,阿伏加德罗常数为NA=6.023×10^23/mol水的摩尔质量为18×10^-3kg/mol。 因此可求出一分子水的体积。18×10^-3kg/m^3÷1.0×10^3kg/mol÷(6.023×10^23)≈2.989×10^-29根据体积公式4/3πR^3,则:4/3πR^3=2.989×10^-29,求出一分子水分子直径约1.925×10^-10m。故水分子的直径约为0.4个纳米。
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[转载]十二五海水淡化投资将达200亿 吨水淡化成本已降至4-5元
xjtuhyg 2011-10-24 10:47
十二五海水淡化投资将达 200 亿 吨水淡化成本已降至 4-5 元左右 http://www.sina.com.cn 2011 年06 月29 日 01:19 中国证券报 - 中证网   本报实习记者 郭力方   中国证券报记者从近日在京召开的 “2011 水业高级技术论坛 ” 上获悉, “ 十二五 ” 期间,我国有望大规模启动海水淡化产业市场。根据专家预测,国内海水淡化未来五年投资规模将达到 200 亿元左右。   中国工程院院士高从堦在论坛上表示,经过 40 多年的发展,我国建成海水淡化工程 70 个,装置总量达到 6.0×105 立方米 / 日,拟建规模超过 1.0×106 立方米 / 日。目前我国已经具备了万吨级海水淡化的工程能力, 吨水淡化成本已经从上世纪 90 年代的 7 元左右降至 4-5 元左右,技术经济指标具有同等容量的世界先进水平。   中国证券报记者了解到,按照目前国家发改委会同 11 部门正在抓紧制定的海水淡化 “ 十二五 ” 规划和海水淡化产业专项规划, 中国到 2020 年海水淡化处理能力将提升到每天 250 万 -300 万立方米,每年有 9 亿 -11 亿立方米的淡水是由海水转化而来。而根据中国脱盐协会秘书长郭有智测算,我国海水淡化未来五年投资规模将达到 200 亿元左右。   高从堦表示,随着海水淡化装置规模的扩大和技术的进步,造水成本仍有降低的空间。他分析,目前面临的主要问题在于,反渗透方面,工程项目所用的膜元件、高压泵和能量回收装置大多都是进口的,国产膜元件有待工程考验。此外,低温高效方面,目前装置规模小,缺乏长期工程经验。硬件设备的缺失对我国海淡产业的进一步发展带来阻力。   目前国内已有多家上市公司涉足海水淡化产业,如从事海水淡化管道生产的海亮股份 (11.40,-0.40,-3.39%)(002203) 、攀钢钒钛 (000629) 、宝钛股份 (24.20,-0.59,-2.38%)(600456) ,以及生产海水淡化核心设备膜组件的南方汇通 (7.83,-0.07,-0.89%)(000920) 、碧水源 (38.000,-0.80,-2.06%)(300070) 等。随着海水淡化市场全面启动,这些公司将普遍受益。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 北京水储备进十二五规划 水价 “ 现在有很多版本 ” 来源:北京晨报 2011 年 01 月 18 日 http://news.sohu.com/20110118/n278927729.shtml    “ 南水 ” 每吨 4 至 5 元   昨日,在市政府委办局负责人参加市政协小组讨论时,有委员提出,北京的水价还不能反映资源的稀缺程度,偏低的水价很难调动社会节约用水,提高用水效率的积极性。对此,潘安君表示,这种情况客观存在,北京的水价体系确有扭曲的地方。   十二五规划草案提出, 2014 年,北京将具备消纳十亿吨南水北调来水的条件。据潘安君介绍,北京的水源供给条件是全世界最复杂的,最艰难的城市。由于地表水、地下水、再生水、未来还有长江调来的水等水质不同,因此北京的自来水厂、再生水厂必须要有适应多种水源条件的处理能力,生产环节、制水环节的成本较高,目前的价格并没有体现出综合投入在水上的成本。 “ 比如南水北调供来的是原水, 关于成本,现在有很多版本,大致在每吨 2 至 3 元量级上,再经过处理,加上生产成本,成本将达到每吨 4 至 5 元 ,我们现在也在探索,怎样建立合理的价格体系。 ” 潘安君表示,北京将选择一些区域采取不同的水价模式进行试运行,同时,也会对推行阶梯水价等进行试点。 (注释: “ 现在有很多版本 ”—— 其中内部人士的一个版本是 “ 每立方米要 30 多元 ” 。)   以前人们只听说过石油储备、粮食储备,而北京十二五规划草案首次提出了 “ 水储备 ” 概念,并提到要研究建设地下水库。对此, “ 水储备 ” 概念的倡议者,市政协委员、市水利规划设计研究院副院长、总工程师张彤昨天向晨报记者进行了详细解读。   水资源数据成为市政协委员、市水利规划设计研究院副院长、总工程师张彤脑海中永远不可能遗忘的数字: “ 从 1999 年以来,北京连续干旱,地下水到目前已亏空 60 多亿吨,每年地下水下降 1.2 米。 2010 年年底,地下水的埋深达到 24.9 米,而在 1999 年,埋深仅为 10 多米。 ” 市政协委员、北京大学石油与天然气研究中心首席科学家关平也表示,北京地下水源形势严峻, “ 北京地下水已开采到 300 米以下,现在我们就是在拼命从 ‘ 银行 ’ 取水 ” 。 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 网友 “. 过客 .” 云:“南水北调的成本只有 0.25 元,不存在一方水成本 20 元的事。”   答 “. 过客 .” 关于 “ 南水北调的成本 ” 问题。   郑北鹰先生在《光明日报》发表的《直面旱魃》一文透露说: “ 据水利部南水北调规划设计管理局局长张国良说,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,每立方米水将达 20 元以上。 ” 参见:郑北鹰 . 直面旱魃 . 光明日报, 2000-06-16 .
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[转载]正渗透技术:水处理领域投资新热点
gaily 2011-8-9 14:00
正渗透技术:水处理领域投资新热点 □本报见习记者 郭勉愈 水资源的相对匮乏和水质恶化已经严重影响到人类的生活和健康。未来的和平与发展也将与净水及淡水的获得息息相关。因此,如何低成本地实现水净化和脱盐成为世界各国关注的重要科技问题。正渗透技术正是在这一背景下应运而生。 7月25日~30日,国际膜会议在荷兰阿姆斯特丹举行。刚参加完此次会议回国的中科院上海高等研究院膜实验室研究员何涛告诉《科学时报》记者,在此次大会上,正渗透技术是各国专家最感兴趣、讨论最多的议题。 最前沿的水处理技术 “正渗透技术是目前国际上最前沿的脱盐和水净化技术。”在接受《科学时报》记者采访时,何涛表示。 正渗透是相对于反渗透而提出的。反渗透的原理是:对海水或污水施加高压,使水分子通过一层膜渗透出来,而盐分和其他杂质则留在膜的另一边。反渗透的问题在于能耗太高,并且海水淡化后产生的浓盐水直接排放对环境有影响。 正渗透技术的原理是:在一层膜的两边放置两种不同浓度的溶液,因为水的特性,水分子会自然穿过这层膜,从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动。 何涛说:“与反渗透相比,正渗透技术具有得天独厚的优势:能耗低,不需外界的压力即可实现分离过程;材料本身亲水,可以有效防止膜污染;回收率高,零排放,无污染。” 据美国国家航空航天局网站报道,7月20日返航的“亚特兰蒂斯”号航天飞机在宇宙空间的最后一次飞行中,顺利完成所携带的两项实验任务,其中之一即是在微重力环境下使用正渗透技术获得饮用水。 当未来的太空探险者在宇宙深空探险时,获取淡水的唯一办法是在飞船内部实现水的循环利用。正渗透技术能够把飞船上的污水、尿液等转化成富含水合物和营养的饮用水,保证宇航员的淡水需求。 对此,美国国家航空航天局埃姆斯研究中心科学家迈克尔·弗林的解释是:“正渗透是一个类似将人体肠道中的水吸收到血液或植物根部从土壤中吸收水分的过程。这一技术通过半透膜实现水的自然扩散。半透膜作为一道屏障,允许小分子通过,比如水,同时阻截盐、糖、淀粉、蛋白质等较大分子,及病毒、细菌和寄生虫等。” 何涛表示,正渗透是目前唯一能够为深空探索提供淡水来源的技术手段,在将来我国的载人航天项目中,该技术将大有用武之地。 更低的能耗 何涛告诉《科学时报》记者,正渗透技术在国际水处理领域可谓“热点中的热点”。目前科学家们研发的核心是寻找更为合适的驱动液和渗透膜,技术领先的国家是美国和英国。 2004年,美国耶鲁大学梅纳赫切姆·艾利米勒的研究小组在汲取液的研究上获得进展。该小组使用一种基于碳酸氢铵的汲取液,可以很好地吸引水分子通过薄膜,然后加热溶液至40摄氏度,盐分会挥发,剩下的就是纯净的淡水,挥发的气体可回收后再利用。研究小组称,该方法的能耗仅是目前海水淡化工厂的20%。 正渗透技术面临的另一个挑战是找到合适的薄膜。美国《海水淡化道报》的编辑汤姆·派克拉茨认为:“这是正渗透技术面临的主要难题。” 这种膜必须满足三个条件:一是只让水分子通过,而将盐分等杂质阻挡在膜的另一边;二是必须尽量薄,以便让海水与汲取液“亲密接触”,保持高渗透压;三是需要足够强韧,能够抵御汲取液的侵蚀。 据《先进材料》报道,新加坡南洋理工大学膜技术中心最近研发出一种新的纳米复合薄膜,具有很高的孔隙率,厚度也很薄,有利于高产出水量和降低能耗,也能够抵御碳酸氢铵汲取液的碱性。 该中心主任托尼·费恩表示,这种薄膜有望使海水淡化工厂的能耗降低至少30%,生产过程简单,大型海水淡化设施可按需进行组装。 英国现代水公司也宣称解决了正渗透膜问题,并成功应用正渗透装置来淡化海水,工厂能耗比传统海水淡化技术低30%。 何涛告诉《科学时报》记者,我国正渗透技术的研究起步较晚,2009年中国工程院院士徐南平、高从堦带领的团队得到了国家重大基础研究“973”项目的支持,何涛即是团队中正渗透项目的主要成员之一。 新投资热点 中国工程院院士、国家海洋局杭州水处理技术开发中心膜与膜过程实验室主任高从堦告诉《科学时报》记者,正渗透技术为水资源和环境问题提供了低能耗、高效率的解决方法,是一种实用性很强的环境友好型技术。其应用范围已经包括海水淡化、水净化、废水处理、食品、医药、能源等领域。 在医药领域,利用正向渗透技术制造的渗透泵能够实现药物剂量的精确释放、靶向输送和剂量控制。食品加工应用正渗透保存食品(水果、肉类等)已很普遍,正向渗透浓缩饮料和流质食物很好地保留了食品本来的色、香、味和营养价值,深受人们喜爱。 高从堦表示,正渗透技术在能源领域也有巨大的市场潜力,它可以利用河流入海口地区海水与河水之间的渗透压差来发电,欧洲国家已经把目光瞄准了这个市场。 在这一领域处于国际领先地位的是挪威。2008年,挪威国家能源集团在布斯克吕德郡建设了世界首个海洋渗透压发电厂,工程中使用了2000平方米的正渗透膜。预计到2015年,发电厂将成熟到可以将其电力正常入网的状态。 高从堦告诉《科学时报》记者,对于像我国这样能源紧张的国家来说,渗透压发电是理想的选择。挪威的经验可以作为我国将来发展渗透压发电的借鉴。 国际大型的水处理公司也纷纷致力于正渗透技术的商业化应用。 目前最好的商业化正渗透膜是美国水化技术创新公司的支撑型高强度膜,该公司成立于1987年,是公认的正渗透技术的先行者。水化技术创新公司在2004年推出一款基于正渗透原理的便携式水过滤器。在这种过滤器里,正渗透膜被封入小型密封塑料包,包中还含有由糖、香料、饮料粉末等组成的可食用汲取液。把这种膜包浸入脏水,水在渗透压作用下扩散进入膜包,稀释的汲取溶液就是可饮用的水溶液。这一过程不需要外加能源,特别适用于野外救生和军事应用。 英国现代水公司已经将该公司的正渗透技术应用于一座示范工厂和另一座正规的海水淡化工厂。 对正渗透技术的未来,何涛非常乐观。“未来5~10年,正渗透技术在水处理、能源等领域的中试即可完成,将展现出广阔的应用前景,很可能成为继反渗透之后水处理领域新的投资热点。” 高从堦也表示,正渗透技术具备非常好的潜力,今后应着重攻克技术难题,促进新一代水处理工艺的出现,推动正渗透技术的广泛应用。 正渗透是目前唯一能够为深空探索提供淡水来源的技术手段,在将来我国的载人航天项目中,该技术将大有用武之地。 科技投资:目光应当更长远 □郭勉愈 我国的海水淡化主要采用反渗透技术。各大投行的投资指南、风险评估报告无一例外地将反渗透技术作为投资热点,争先恐后将资金投放到在建的和筹建的各个基于反渗透技术的海水淡化工程上。 然而,业内专家指出,反渗透技术的能耗从一开始的生产一吨水耗费八九度电,降低到现在的生产一吨水耗费四度电,已经没有太大的发展空间了。要想在能耗上进一步降低成本,未来只能寄希望于新的技术。正渗透技术相对于反渗透技术在这方面具有得天独厚的优势,并且不会带来环境污染,很可能在将来取代反渗透,成为更优越的海水淡化技术。 发达国家早已把目光瞄准了正渗透技术的市场。中科院上海高等研究院膜实验室研究员何涛告诉记者,美国的水化技术创新公司、英国的现代水公司等已经有正渗透技术的商业化应用。而美国的水化技术创新公司更是抢占了市场先机,其他国家使用的正渗透膜均为该公司的产品。 在7月30日结束的荷兰国际膜会议上,何涛的研究小组在渗透膜、汲取液方面的成果引起了参会的某国际大型膜技术公司的关注,目前双方正商谈合作事宜,该公司很可能投入资金支持研发。 记者不禁感慨,我国的企业界什么时候能够有这样的敏感性与超前的眼光? 必须承认,产业和科研不一样,产业往往滞后于科研,常常要等某一项技术发展成熟之后,才会进行大量投资,使之商业化。对于投资者来说,这样做的好处是不用承担高风险。 然而,也正因为如此,企业会失去在一个领域占据领军地位的先机,今后也只能扮演被动地复制他人技术的角色。 事实告诉我们,不论是一个企业还是一个国家,失去了先机就只能受制于人,只能处于世界经济链条的下游。 因此,我国的产业界、投资界目光应该长远一点,超前一点,更多关注像正渗透这样处于前沿的新技术,乐于在新技术上投放资金,勇于承担风险,才可能占据科技的制高点。而占据了科技制高点,才能意味着赢取更大的经济利益。 《科学时报》 (2011-08-09 B1 金融)
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一件很幽默的事情:海水不是水(附图,版权为发博者所有)
热度 6 hzluan 2011-7-14 09:43
国内新闻常报导,某沿海地区(城市)因天旱无雨饮水成问题。我一直想说的是,国家为何不大力发展海水淡化技术,解决沿海地区(包括北京、天津、上海,也包括浙江舟山)淡水奇缺问题。 清注意海平面在上升,海水在入侵。 建议出台国家级的“海水淡化发展规划”。海水淡化是真正的新兴产业,造福社会、造福后代。
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[转载]北京严重缺水与谁故意拖了南水北调的后腿
热度 2 xjtuhyg 2011-1-30 06:36
北京严重缺水与谁故意拖了南水北调的后腿 ——为什么 2010 年北京没有如期喝上长江水? 南水北调延后的原因:究竟谁拖了谁的后腿? 南水北调调入水为每吨 18 元海水淡化只需 5 元 南水北调 , 海水淡化 , 调入 发表于 2010-3-23 22:06 http://bbs.classic023.com/thread-371035-1-1.html http://www.oilchem.net/fert/1_7_322475.html http://www.people.com.cn/wsrmlt/wyzs/2000/10/18/101814.html http://www.people.com.cn/wsrmlt/wyzs/2000/10/18/101813.html http://news.163.com/09/0610/13/5BEV388J000120GR.html http://www.tieku.org/215824/2.html   据 中国 经营报报道, “ 南水北调 工程 延后原因不是 北京 工程拖了后腿,而是外省原因。 ” 面对《中国经营报》记者对南水北调工程推迟 5 年进京原因的询问,北京市水务局宣传处的有关负责人直言不讳。   然而,作为南水北调中线工程最大的途经省份,在千里之外的河南,一切有关南水北调的工程 建设 却无一例外地不在加速进行。就在近日,河南省南水北调办主任王树山及河南省相关官员已经前往安阳、荥阳等地现场督战,以确保工程进度。而在 5 月 19 日,河南省将迎来国务院南水北调办以及新华社、中央电视台等相关单位组成的 “ 督战组 ” ,一切都看不出要推迟的意思。   面对中央财政巨额投入、牵涉众多沿线省份的南水北调,在中央财政 投资 的 诱惑面前,没有省份愿意轻言放弃,这向来是一场利益的博弈,只不过,这一次分羹的盛宴,一下被推迟了 5 年之久。而北京则面临一个抉择,南水北调进京的调入 水源成本价为 18 元 / 立方米,似乎还要继续上涨,而此时此刻,对北京来说,同样现实的海水淡化,成本却只需 5 元 / 立方米。   谁拖了谁的 “ 后腿 ”   当人们还未搞清究竟是什么因素让南水北调推迟 5 年方才进京之时,在河南南水北调中线工程焦作段,一切都没有停下来的意思。   就在近期,南水北调整个工程的拆迁工作会议也将在河南举行,河南省南水北调办公室综合处副处长姜成山一再向记者强调,并不是河南的拆迁工作没做好才把拆迁工作会议放在河南,而是河南做的又快又好,所以其他机构都抱着取经的心态来开会的。   而就在此之前不到一周,国务院南水北调办对外宣布,根据 国家 发改委调整的南水北调建设 规划 ,南水北调中线工程进京水源将比规划推迟 5 年实现。北京水务局向记者强调,这不是北京的原因。   然而,现在看来,并非如此。关于南水北调中线工程对河南省的影响,王树山有一个形象的比喻:南水北调中线工程,将成为拉动河南省 经济 的火车头、千斤顶、发动机和催化剂。   从 2009 年到 2013 年的几年里,南水北调中线工程每年在河南省投资强度近 200 亿元,总投资将超过 1000 亿元。   焦作市 南水北调办公室主任段承欣算过一笔账:南水北调中线总干渠在河南省每公里投资约 5000 万 ~6000 万元,而在焦作地区则将近 1 亿元。工程建设期内,南水 北调工程对焦作经济的拉动每年将至少超过一个百分点。整个工程建设期间,焦作市还将新增 9 万多个就业机会。   官方统计,河南省境内目前正在建设和即将 开工 建 设的黄河以北工程,共需钢筋大约 26 万吨,水泥 233 万吨,柴油 29 万吨,碎石 570 万立方米,沙子 476 万立方米。按每 5 万~ 10 万元投资创造一个就业机会估算,中线工程每年将为河南省增加数十万个就业机会,不仅直接吸纳大量农民工参与施工,而且还将带来大量的农副产品、服务业等方面的需求,拉动与工程建设相配套的机械、通信、环保等多个行业的 发展 。   显然,面对这样的诱惑,河南与其他调水沿线省份一样,没有拒绝的理由。记者在当地采访时,屡次听到当地政界人士提起的一句话便是,即便整体推迟的计划已经下达,河南省也停不下来。   成本压抑的需求   于是,皮球被踢到了调水的受益地 —— 北京。这个常年缺水的中国首都,不得不面对的一个尴尬的数字 —— 即便南水北调按原计划 “ 进京 ” , 调入水源的成本价,已经高达 18 元 / 立方米,等于北京现行水价的 4 倍还多。   记者了解到,此数据系由水利部测算,但只包括了建设成本的分摊费用,并未将调水沿线省份的生态补偿成本计算其中。而这一领域的成本继续上涨已经不可避免, 2008 年 8 月全国人大来 四川 的调研会上,四川省领导提出希望西线能考虑到淹没农牧区和对当地自然生态环境的负面影响,建立一套生态补偿机制,当年 12 月,湖北省等地亦提出了相似的要求。   河南省南水北调综合处处长李永清在采访中对记者表示,中线工程的所有主干线都是 政府 专项资金。而根据记者掌握的情况,自从 2008 年以来,中央财政一直对南水北调工程追加投资,而近期,新近由中央财政追加的 20 亿元投资,已经正式下达,全部到位。   这或许可以视作南水北调工程顺利进展的保障,但从另一个层面而言,这无疑意味着届时调入北京水源的成本价,将无可避免地再度抬高。   国务院南水北调办公室统计显示,截至 2009 年 4 月底,南水北调东、中线一期工程累计下达投资 538.7 亿元 ( 含初步设计工作投资 13.5 亿元 ) ,其中中央预算内投资 154.2 亿元,中央预算内专项资金 106.5 亿元,基金 79.9 亿元,贷款 198.1 亿元。这些无一例外的都将分摊到调入地水源成本价中。   有如全国电价提高 1 厘筹集三峡建设资金一样,现在,南水北调又开始面临同样的谁来支付分摊建设成本的问题。   水利部水利工程协会一位参与南水北调工作人士则向记者提供了一个微妙的对比,他告诉记者,在南水北调工程论证时期,海水淡化的技术尚不成熟,成本较高,大概维持在 20 元 / 立方米的水平,而 在南水北调建设过程中,海水淡化技术飞速发展,成本也开始降低,至今,已经可以达到 5 元 / 立方米的低水平。   他表示,如果直接从天津进行海水淡化之后引入北京,投资会比较低,但他也强调,由于南水北调工程已经开工,进行如此的比较,多少有些片面。   一份跃进的规划   河南省南水北调办公室综合处副处长姜成山告诉记者,计划推迟的原因只有国务院南水北调办才能给出答案,在河南,整个南水北调工程都是在全速运行的,不存在因整体计划改变而推迟工期的问题。但截至发稿,记者未能得到国务院南水北调办的回复。   截止到目前,中线一期控制性关键工程丹江口大坝加高工程需加高的 54 个坝段中已有 53 个坝墩加高到顶,右岸土石坝已加高到新坝顶高程 176.6 米,左岸土石坝加高到 170 米高程,质量、安全管理总体受控。   中线京石段应急供水工程于 2008 年 5 月通过临时通水验收, 9 月 28 日正式通水,截至 2009 年 5 月 6 日已向北京安全供水 1.9 亿立方米。中线穿黄工程、河南 安阳段、新乡潞王坟膨胀岩试验段工程进展顺利,新开工的天津干线已开始主体工程施工,南阳膨胀土试验段工程进行土方开挖施工及试验准备工作。   北京段的承接工程也在正常的范围内:此前的 4 月 28 日,南水北调北京段市内配套工程已在团城湖明渠启动开工。按照现规划, 2013 年底完成大宁调蓄水库、南干渠等输水环线,完成团城湖调节池以及郭公庄等 7 座水厂的工程建设; 2014 年汛后实现年接纳 长江 水 10 亿立方米的能力; 2020 年完成 3 座新建水厂, 6 座扩建水厂、亦庄调节池、 295 公里配水管网,全面实现配套工程规划,具备年接纳长江水 14 亿立方米的能力,构建全市安全供水格局。   河南财经 大学 教授、长期关注南水北调中线工程的 专家 史璞认为, “ 当初立项时的工期计划太紧张,甚至工期的早期规划可能是 ‘ 大跃进 ’ 式的。如果是这样的原因,推迟在所难免,也非常必要。 ”   记者在河南调水工地了解到,在整个施工过程中确实有很多赶工的现象:快速拆迁及快速处理文物保护问题便可从侧面窥见其 “ 速度 ” 所在。据测算,在南水北调工程文物保护工作中,河南省工作量是南水北调工程涉及各省、市中文物保护任务最重的省份。    “ 如果说去年 365 天,天天在发掘工地,有点夸张,说 300 多天都在工地,就不为过了。 ” 楚小龙说。这位 30 岁的 武汉 大学考古系研究生,是河南省南水北调中线工程穿黄工程的文物保护发掘 项目 最年轻的负责人之一。   谈起这些次发掘,楚小龙与大家有着同样的感受:怎一个 “ 抢 ” 字了得。但如果真的是整体工期规划上出入 5 年的时间差,谁是最终负责人?    本主 题由 admin 于 2010-3-24 14:03 审核通过
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海水淡化节能新技术
热度 3 neilchau 2011-1-9 08:01
应杨晗之老师邀请本文由我编译,发表在《科学画报》,此文略有改动。作为新技术,虽然离大规模广泛应用还有距离,但它们都是当前的科研热点,各种新兴材料的涌现更是推动了这些技术的发展。对咸水脱盐或废水处理感兴趣的朋友不妨把他们作为研究对象,我所在的课题组研究项目就包括了其中的两项。 提到海水淡化(脱盐),相信人们已经不再陌生。通过对海水、地表含盐咸水或者处理过的污水进行脱盐处理,人们能够获得可以饮用的淡水。这是目前解决水资源短缺的理想途径之一。 海水淡化最简单的方法是蒸馏法,把水煮沸使之蒸发,冷却蒸汽就得到了可以饮用的蒸馏水。不过,蒸馏法的能耗高得惊人,每生产 1 升淡水需要消耗 0.08 千瓦时的电量。因此,蒸馏法主要局限在海湾地区,当地用来淡化海水的能源往往不是电能,而是来自附近发电厂产生的废热以及廉价的石油。目前,世界上最大的蒸发脱盐海水淡化厂位于沙特阿拉伯,它建在红海上,日产淡水 8.8 亿升。 除了盛产石油的海湾地区外,其他地区主要采用反渗透法来淡化海水。该方法利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜将海水与淡水分隔开,对海水一侧施加大于海水渗透压的外压,使海水中的纯水通过半透膜进入淡水。通常,反渗透法用来淡化地表咸水,每生产 1 升淡水至少消耗 0.0035 千瓦时的电量,如果用来淡化海水就需要消耗更多的电量。美国最大的海水淡化厂正在筹建中,采用反渗透法来淡化海水,日产淡水将高达 1.89 亿升,预计 2012 年投入使用。 不可否认,传统的海水淡化方法都无法回避一个问题,那就是对海水进行脱盐处理必须消耗大量的能源。这不仅会增加成本,还会加剧全球日益严重的能源危机。除了耗能高之外,脱盐过程中还会产生一种有毒的残留液,也就是浓缩后的高浓度废液。如果把这些废液直接排入海洋,它会杀死鱼类和微生物,并通过食物链影响整个生态系统。那么,海水淡化的方法是不是意味着行不通了?其实不然。新兴的海水淡化技术将有可能使这些问题迎刃而解。这些技术将大大降低脱盐的能耗。在不久的未来,脱盐所需要的能量有望依赖于脱盐产生的残留废液,从而实现变废为宝。 1. 电极法 工作原理:不需要渗透膜,而是通过正负两个电极将水中的盐离子吸附到两极,从而得到淡水。被吸附到电极上的盐离子最终会裹满两极,但这些盐离子很容易清洗下来。只需要改变电流方向,盐离子就会反向运动,脱离电极。 优点:清洗方便,耗能低。理论上,这个过程可以无限进行而不用更换正负电极。 缺点:仅适用于地表咸水。在实际操作中,电极可能被盐离子堵住,从而导致脱盐效率下降。该方法也会产生有毒废液。 适用范围:地表咸水。 能耗:几乎不需要压力,所以能耗很低。 应用前景: 2010 年,美国新墨西哥州将建立一个采用电极法的测试反应器。 (PS:目前的研究集中在导电材料的开发,例如:碳纳米管、石墨稀等。) 2. 旋转法 工作原理:美国研究人员已经开发出了一种新型分离器,它里面有一个很长的弧 形通道。当水中的颗粒物在流水的动力作用下经过这个通道时,会聚集到通道的内壁附近,这样就可以很容易地把淡水分离出来。 优点:能耗非常低;设备小巧紧凑,占地面积小,不像反渗透法那样需要占用大量土地进行预处理。 缺点:分离器的通道可能被堵塞,脱盐过程中会产生有毒废液。 适用范围:海水、地表咸水以及废水。 能耗:离心分离器通过巨大的旋转力使其高速旋转,从而使杂质和水分离。与离心分离器相比,这种新型分离系统只需要很小的旋转力,因此大大降低了预处理的能耗(预处理 100 万升水仅需 2.5 千瓦时的电量)。 应用前景: 2010 年年底,美国海军航空母舰上有望试用这种新型分离器。 3.新型膜分离法 工作原理:新型膜分离法将更多地依赖于高性能的膜材料,而不再需要施加很大压力来挤压水分子透过渗透膜。低压力意味着降低反渗透的能耗。美国 IBM 公司正在研发一种新型渗透膜,这种膜不但经久耐用,而且只允许特定大小的分子通过,水中常见的含砷、硼等元素的有毒物质会被阻拦下来。 优点: IBM 公司的渗透膜可以使水中硼元素的含量降低 90% 。 缺点:此膜尚未市场化,也不能解决有毒残留液的问题。 适用范围:适用于现在反渗透法应用的所有领域。 能耗:这种新型膜在低压力条件下就可以工作,因此大大降低了反渗透的能耗。 应用前景: 2010 年,美国 IBM 公司和沙特阿拉伯合作计划建立一座太阳能脱盐工厂,新的脱盐厂将采用这种新型渗透膜,预计日产淡水将达 0.8 亿升。 (PS:材料的开发,可控结构的设计都是挑战。) 4.正渗透法 工作原理:渗透膜的两边分别是海水和更高浓度的盐水。这种高浓度的盐水是通过把氨气和二氧化碳溶到水中制得的碳酸铵溶液,它可以把海水中的淡水吸过来。稀释后的溶液经加热,氨气和二氧化碳挥发出来,留下淡水。 优点:耗能非常低,从理论上讲,吸收液可以被无限循环利用。 缺点:残留液有毒;淡水中残留的氨气难以完全祛除。 适用范围:任何浓度的盐水。 能量消耗:这项技术的能耗仅是反渗透法的十分之一。 应用前景: 2009 年,美国一家公司获得 1000 万美元的项目启动资金,现在他们正在进行市场化运作。 (PS:目前的研究集中在膜材料和设计,以及渗透液的开发。) 5. 渗透能法 工作原理:渗透作用可能成为一种新型发电方式的理论基础。当一块半透膜把两种不同浓度的盐水(比如河水和海水,或苦咸水和非咸废水)隔开时,在渗透作用下水会自发地从低浓度一侧流向高浓度一侧。两种不同浓度溶液之间的渗透压差可以用来驱动涡轮发电。 优点:既可以发电,又能稀释脱盐厂产生的有毒废液。 缺点:测试站产生的电量太少,仅够驱动一台咖啡机。 适用范围:所有河流与海洋的交汇处,或者脱盐厂与污水处理厂邻近的地方。 能耗:如果把渗透发电跟脱盐厂结合起来,每平方米半透膜的发电功率为 3 瓦,用它可以补充脱盐的部分能量消耗。 应用前景: 2009 年 9 月,挪威一家公司在首都奥斯陆附近建立了一座装机容量为 10 千瓦的测试站。该公司声称,大规模的发电站将在 2015 年全面投入使用。 (PS: 跟技术4密切相关,很大程度上取决于是否开发出好的正渗透膜。) 6.微生物驱动法 工作原理:有些特殊的微生物以污水中的盐和其他物质为食,它们在清理污染物的同时,通过代谢体内会产生额外的电子,从而产生电能。 优点:吞噬污染物,产生电能用来脱盐。 缺点:技术尚未成熟,还处于实验室研究阶段。 适用范围:到目前为止,这项技术在试验过程中只用于污水和地表咸水的脱盐。 能耗:如果此方法可行,它不仅不消耗任何能量,反而会产生能量。 应用前景:在世界范围内,关于生物燃料电池的研究正在成为一种热潮,包括澳大利亚的昆士兰大学和中国的清华大学。而美国的研究人员正在试图把这种生物燃料电池和吸附脱盐反应器结合在一起。
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引渤入疆:大河向西流,水往高处走
热度 1 anan 2010-11-12 15:35
好像昨天才听到有关引渤入疆的新闻,今天却听说已经动工了。真是不可思议!?这么大的事,来得却是如此的突然! 这不相当于民间八大傻工程吗?给长城贴瓷砖,给赤道镶金边,给飞机装倒档,给黄河安栏杆,给苍蝇戴手套,给蚊子戴口罩,给跳蚤戴脚镣,给虱子戴避孕套。 本人是搞水处理的,因此,比较关注有关水和环保方面的大事小事。有关引渤入疆的事居然之前一直没听说过,可是基本上天天浏览网页的,为什么就没有注意到此事,可能所处的层面太底了,这事貌似是上层和专家探讨的事。 上学的时候,老师教我们要尊重自然规律,要努力恢复和维系健康的水循环。那么,引渤入疆这个工程,不就相当于大河向西流,水往高处走了吗?但是,从最基本的物理知识来看,水天生是要向下流的啊,这意味着什么?我们花好多好多钱,把海水淡化了,并用泵抽升到新疆,理论上讲,从技术上可行,从经济上讲,可能也可行,但是,这里面该有多少风险啊?万一哪个环节出问题了,漏水了怎么办?漏水了不就成洪水了吗?而且比洪水还可怕,是咸的,所到之处,危险重重啊。 按照自然规律讲,新疆多降雨就好了,既然降雨少,那就逐步改善环境,多多植树造林,我们爱环境了,环境也自然会照顾我们的。 如果把海水抽到沙漠,沙漠消失了,但成了盐碱地了,又有何用?那么有专家说,海水淡化了再进沙漠,那么,请问,费那么多钱把水往沙漠里面灌,是不是有病啊? 回头再看南方,洪水泛滥,如果说南水北调靠谱的话,引渤入疆是不是有限超时髦啦?如果引渤入疆可行的话,还需要南水北调吗?天津和北京还需要担忧缺水危机吗??? 那么,过几天,会不会又有专家提出,由于温室效应可能导致海平面上升,引渤入疆可以在一定程度上减少海平面上升的速度,那么,可能还会有专家提出,应该直接把海水抽升至珠穆朗玛峰峰顶,并进行制冷,恢复冰山文化,这也是世界之最啊! 我晕,不怕做不到就怕想不到,这个太可怕了!望决策者三思而后行。
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[转载]美用纳米技术制成海水淡化装置
byfan 2010-4-18 21:51
美用纳米技术制成海水淡化装置 时间: 2010-03-23 09:03 来源: 新华社 新型装置实现了小型化,并且使用电池就可以工作。它不会再像以前的设备那样笨重,因此可以在沿海干旱地区广泛使用。       海水淡化装置一般都庞大笨重,成本高昂。为了解决这些弊端,美国麻省理工学院研究人员日前利用纳米技术开发出可以手持的海水淡化装置,它可依靠电池供电,为海水淡化装置在沿海干旱地区的普及铺平了道路。   据最新一期英国《自然纳米技术》杂志报道,传统的海水淡化方法是通过一层特殊薄膜去除水中的盐分子。但这一过程能量消耗大,薄膜容易堵塞。使用这种方法意味着海水淡化设备必须体积庞大,系统复杂,才能保证其工作顺畅。此类设备一般轻则数吨,重则数千吨,因此成本高昂,并且这些设备必须是固定在原地的。   麻省理工学院的研究人员采用纳米技术开发出的这种新型装置,利用离子浓度差极化原理对海水进行脱盐。通过可行性试验发现,该装置体积虽小,但其海水淡化效果与目前最先进的海水淡化设备不相上下,脱盐率达到50%,即用于试验的一半的海水被淡化。   研究人员说,新型装置实现了小型化,并且使用电池就可以工作。它不会再像以前的设备那样笨重,因此可以在沿海干旱地区广泛使用。
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脱水的海洋——被忽视的海洋浓缩
eloa 2008-11-4 13:29
waterOrO 发表于2008-11-3 星期一 18:59 本文已经发表于《百科知识》,有改动 无论是爱石油更爱淡水的波斯湾白大袍同志们,被反恐战争和一路狂飙的石油价格轮番调戏的老美托拉斯们,忙着指腹为婚眉来眼去的老牌欧罗巴们还是和谐地与时俱进三个代表的黄皮肤们都在为一个不算新鲜的想法而激动海水淡化。随着近几年淡水资源的进一步枯竭和海水淡化成本跳楼式的缩水,海水淡化工业已经像全球变暖一样热得让人不得不脱个光膀子大干一场。 海水淡化还是海洋浓缩? 据统计, 2006 年初,全球已经拥有 12000 多座海水淡化厂,每天制造四千万立方米淡水的能力。预计到 2010 年底,这个规模还能增长 12% (世界卫生组织 2007 年报告)。 各位看官,其实这海水淡化技术就是从海水中提取淡水的技术。但是反过来讲,海水淡化过程也是一个海水浓缩过程。拿现在最流行的反渗透处理法为例,当海水从半渗透膜通过时,水分子直径小通过了膜上的小孔完成了穿越,盐分子却只能吃个闭门羹被乖乖挡在外面增加了海水的浓度。为了保证淡化的质量,防止小孔被过多的盐分子堵住,浓缩的海水需要被及时带走。于是,海水淡化就产生了副产品淡化废水。这废水高盐度,高碱度,一片儿顶过去五片儿。一天一片儿,效果不错还实惠(谁扔来的板砖?)。饱含重金属和高盐度的淡化废水对水下生物影响很大。如果淡化废水来自蒸馏淡化水厂,排出的废水还会改变海洋的温度,对水下生物产生巨大影响。例如,我国天津正在和新加坡合作建设生态城。其中,国家海水淡化示范工程是其中的一个重头戏。但是天津外的渤海湾是浅水湾,而且海水交换周期很长。如果建设一个日产 10 万吨的海水淡化厂,连续三天直接把浓盐水排入海中,八平方公里的海域盐度就会提高 20% ,如果这么排放一个月,盐度提高 20% 的面积将会上升到 23 平方公里。要知道,即使盐度超过 4% ,部分海洋生物就已经死翘翘了。这些环境问题在海水淡化应用最广泛的地区中东地区就显得更为突出了。该地区拥有世界 50% 的海水淡化能力,每天能生产一千一百多万立方米的淡水。因此,淡化废水的排放量也是惊人的。仅海湾地区,每秒钟可以生产 115 立方米的淡水,但是制造 1000 立方米每秒的浓缩海水,快赶上当地最主要的沙特阿拉伯河 1456 立方米每秒的径流量了。这么发展下去,海水真的会越来越浓了呢。 yy出来的海水淡化大舰 淡化海水最让人关注的两种物质就是氯和铜。海水淡化厂引入的海水通常需要经过氯气消毒。残留的氯排放出来大部分会自发的分解和稀释掉。然而相关毒物学研究表明低浓度的氯(低于 100 微克每升)依然是海洋生物的鹤顶红。因此美国环境管理局规定,海水中氯的长期观测值应该低于 7.5 微克每升,短期值也不得超过 13 微克每升。更为致命的是,氯和水中的氧形成的化合物,结合海洋中的有机物可以形成对身体造成不可逆损害的致癌物。类似于大部分的金属离子,废水中的铜离子通常会富集在海底的沉淀物中。这些生物会被海底淤泥中的生物摄入,并通过食物链集中到大型海洋生物钟体内。如果把这种海鲜摆到餐桌上,问题就不仅仅是拉肚子那么简单了。 和单独的物理化学分析不同,现实中的淡化废水不是简单的毒性叠加,而是一个毒药满汉全席。通过复杂的机理,盐度、碱度、高温和化学属性很有可能相得益彰。然而我们对这些潜在的毒性还知之甚少,需要更多相关的研究来揭示其中的奥秘。另一方面,海边生态环境对淡化废水的排放也有很大影响。例如,海底的海草,水藻和珊瑚礁都能阻碍海水的流动和海底沉淀物的迁移,从而把废水排放问题转换为局部环境的灾难。因此,淡化废水排放口的位置应该尽量躲开这种海底动植物茂密的地方。 此外,海水淡化还是一个电老虎工业。尽管采用先进的反渗透技术以后,耗能量大大降低,不过能源消耗还是非常惊人的。和其他工业项目相同,海水淡化工业还占用了大片土地,造成了空气污染等其他环境问题。 不过太阳还要照常升起的,人们还是要喝水洗澡的,所以海水还是要继续淡化的。所谓兵来将挡水来土掩嘛, waterOrO 就大言不惭的支几个怪招,权当抛 A 股引猪肉吧。 废水用来腌咸菜。想办法处理掉废水中的有害物质,拿来腌咸菜。 利用发电厂废热来进一步蒸馏废水,收集结晶物体制成工业原料,农业化肥。 利用高盐碱度的废水和海水的浓度差来发电。 设计更有效的排放口,尽早稀释废水。 研究盐海和近海珊瑚礁等生物结构,提高近海海水交换的速率。 其实说白了,还要因地制宜,发挥劳动人民的主观能动性,你说是吧? 最后贴一个海水淡化小史,有兴趣了瞟一眼。 http://www.bjkp.gov.cn/GKJQY/hykx/k30422-01.htm 转载原创文章请注明,转载自: 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/3769.html
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