天津海水淡化與綜合利用研究所總工程師阮國(guó)嶺：要讓海水淡化企業(yè)有利可圖

◎本刊記者 葉曉婷 季天也

國(guó)內(nèi)最大的海水淡化出口設(shè)備——兩臺(tái)大型低溫多效蒸餾海水淡化設(shè)備在印尼成功投運(yùn)，可日產(chǎn)淡水4500噸。

都說海水取之不竭，但要讓海水為人所用絕非易事。海水淡化技術(shù)一直被視為擰開“海洋水龍頭的不二法門”。缺水城市天津的海水淡化與利用水平在全國(guó)領(lǐng)先，已逐漸成為我國(guó)海水淡化關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)中心和裝備制造基地。國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，更是海水淡化研發(fā)一線陣容里的一員“大將”。8月29日，《環(huán)境與生活》記者就有關(guān)我國(guó)海水淡化的發(fā)展，采訪了該所的總工程師阮國(guó)嶺。

阮國(guó)嶺研究海水淡化已有二十余載。

阮國(guó)嶺總工開宗明義地說，向大海要水“喝”，是解決水資源短缺的重要途徑。海水利用是國(guó)家有關(guān)海洋的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，包括海水淡化、海水直接利用和海水化學(xué)資源利用三個(gè)方面。簡(jiǎn)單說，海水淡化就是“讓海水脫鹽變成淡水”。“上世紀(jì)，美國(guó)總統(tǒng)約翰·肯尼迪簽署法案，將海水淡化作為美國(guó)的一項(xiàng)國(guó)家事業(yè)。他說，如果能發(fā)現(xiàn)一種很經(jīng)濟(jì)的把海水轉(zhuǎn)化成淡水的方法，那么所有的科技成就都相形見絀。海水淡化的重要性由此可見一斑。”阮國(guó)嶺說。

海水淡化技術(shù)用途廣

1958年，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)還很困難時(shí)，國(guó)家就著手搞了海水淡化研究。到了1967年，國(guó)家科委召集全國(guó)水處理、分析化學(xué)、材料化學(xué)、流體力學(xué)等學(xué)科的精英，在天津、杭州、大連、青島等地，如火如荼地搞海水淡化會(huì)戰(zhàn)，當(dāng)時(shí)各相關(guān)的研究所、高校都參與了。阮國(guó)嶺“算是中國(guó)第二代研究海水淡化的人”

很多人都認(rèn)為，海水淡化技術(shù)就是用來解決沿海地區(qū)淡水資源短缺問題的，但阮總工程師說，用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅于此。比如原本發(fā)明于海水淡化的膜技術(shù)，后來發(fā)現(xiàn)它還可以應(yīng)用于中水回用（處理污水）、中藥制藥、提純等方面?！坝绕湓蹏?guó)家，生態(tài)環(huán)境面臨很大的挑戰(zhàn)，一些淡化技術(shù)可能在治理污染方面也有用武之地。海水淡化技術(shù)不僅僅是解決用水問題的措施，對(duì)國(guó)家進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)、節(jié)能減排也非常重要?！?/p>

膜法技術(shù)國(guó)產(chǎn)化率低

阮國(guó)嶺說，目前海水淡化主要有兩種技術(shù)方法。一種是膜法，即先將海水中的固形物、細(xì)菌、病毒等不溶性成分篩除，再利用只允許“溶劑”透過、不允許“溶質(zhì)”透過的半透膜施加高壓，將海水中的鹽分和水分分開得到淡水。

阮國(guó)嶺介紹，在膜技術(shù)研發(fā)方面，中化集團(tuán)杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心的前期工作做得很多，但后來這個(gè)中心轉(zhuǎn)企改制，更關(guān)注產(chǎn)業(yè)技術(shù)和工程項(xiàng)目的實(shí)施以實(shí)現(xiàn)盈利。而阮國(guó)嶺所在單位作為公益類科研單位更關(guān)注基礎(chǔ)研究、共性技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)等工作，也做一些先導(dǎo)性的工程技術(shù)，最近與國(guó)內(nèi)膜生產(chǎn)企業(yè)合作研發(fā)，目的是提高技術(shù)水平，加快產(chǎn)業(yè)鏈條的形成與完善。

“中國(guó)人在工程技術(shù)技術(shù)方面有很高的天賦，但是膜行業(yè)的產(chǎn)業(yè)底氣還不太足；目前關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化率還比較低，比如高壓泵、能量回收裝置、一些反滲透膜都是靠進(jìn)口。我們正在執(zhí)行的示范項(xiàng)目力圖爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)95%的國(guó)產(chǎn)化率。這一步走通了，我們的膜法海水淡化技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)自立，不受制于人了?！比顕?guó)嶺說。

通過調(diào)研，阮國(guó)嶺發(fā)現(xiàn)，我國(guó)是有能力把高壓泵做得高效又耐用的，因?yàn)槲覈?guó)制造業(yè)能力的提升尤其快?！霸鞕C(jī)器的機(jī)器都是全世界一流的，我國(guó)現(xiàn)在是有這樣的好裝備的，估計(jì)以后在膜法淡化的重大裝備方面會(huì)有比較快的提升?！?/p>

熱法技術(shù)不比外國(guó)差

海水淡化的另一種方法是熱法。原理很簡(jiǎn)單，把過濾掉不溶性雜質(zhì)的海水加熱，使水分蒸發(fā)，再將水蒸氣冷卻回液態(tài)收集起來，形成淡水?！拔覈?guó)在熱法方面有很多原創(chuàng)性的東西，完全可以立足于國(guó)內(nèi)，與國(guó)外的差距就是，規(guī)模不及人家大，經(jīng)驗(yàn)的積累還不夠豐富，”阮國(guó)嶺說，“但在技術(shù)水平上，我們并不比外國(guó)差多少。比如，我們用5000噸淡化設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)，能達(dá)到他國(guó)2.5萬噸設(shè)備的效果?！睋?jù)他介紹，在熱法方面，我國(guó)在近期就可以大有作為。

一般情況下，外國(guó)熱法設(shè)備的外殼主要是不銹鋼，里面是銅合金傳熱管。而我國(guó)目前正在開發(fā)全鋁材質(zhì)的海水淡化裝置，其價(jià)格更低，可以賣給欠發(fā)達(dá)地區(qū)，阮國(guó)嶺稱其為“普及版”。另外，鋁是輕金屬，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)小，排到海里不會(huì)像銅那樣造成重金屬污染?！拔覀冞€開發(fā)全鈦合金的，賣給富人，這種被稱為‘奢侈品’。我們會(huì)慢慢地做出自己的特色來?！?/p>

熱法和膜法有何區(qū)別

熱法和膜法有哪些區(qū)別呢？

阮總工程師指出，熱法一般與發(fā)電廠捆綁，利用發(fā)電的余熱來加熱海水使其蒸發(fā)。

值得一提的是，水的熱容量很大，把巨量的水從常溫“燒開”需要消耗極大的能量，因此，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，只有使用低價(jià)值熱才適合熱法?！叭绻麨榱藷岱?，專門建個(gè)鍋爐來‘燒水’，其能耗和經(jīng)濟(jì)成本是相當(dāng)驚人的?！?/p>

阮國(guó)嶺還介紹，全世界采用海水淡化的，往往都是北緯35度以下比較溫暖的地方。但是在低溫區(qū)域，海水里豐富的鹽分降低了它的熔點(diǎn)，在北方冬天也不太容易結(jié)冰，但用膜法脫鹽之后，水的熔點(diǎn)升高，提取出來的淡水很可能直接凍上，膜也就被堵住了。再加上我國(guó)海岸近岸地區(qū)污染厲害，而膜又是怕臟的裝置，淡化效率和持續(xù)性差。這好比凈水器或空氣凈化器的濾網(wǎng)濾芯，長(zhǎng)期處理太臟的東西就會(huì)縮短過濾裝置的壽命。

不過，膜法的優(yōu)勢(shì)在于避免了“燒水”的高耗能過程，比較節(jié)能，成本低，近幾年的發(fā)展進(jìn)度也比熱法快。按照阮國(guó)嶺的說法，熱法必須在能源富余的地方發(fā)展，俗稱“能源富人的游戲”。

綜合來看，熱法比較實(shí)用，“只要有柴火，鍋不漏，就能蒸出水來。”

膜法的能源消耗，折合下來低于熱法，它貴就貴在膜以及保證膜正常運(yùn)行的預(yù)處理上。反滲透膜平均四五年要換一次，做得好的，可以七八年不換。如前面所說，膜的更換周期長(zhǎng)短取決于水的干凈程度，水太臟，膜換得勤，自然就費(fèi)錢。出于工藝需求，海水淡化膜的孔徑比人體腎小球?yàn)V過膜的孔徑還小，“孔徑越小，膜堵塞的幾率就越高”。阮國(guó)嶺表示，膜雖然有技術(shù)更新，但作為尼龍類有機(jī)物，還是最怕被油污染。要是發(fā)生海域溢油，如有提前預(yù)警，就必須暫停淡化水生產(chǎn)；如果沒有預(yù)警，膜一旦沾上油立刻報(bào)廢。他認(rèn)為，在中國(guó)北方沿海，用熱法比較有價(jià)值，而南方不存在低溫結(jié)冰問題，更適合用膜法。根據(jù)具體國(guó)情，要允許一部分熱法存在。

阮國(guó)嶺還打了個(gè)比喻：“熱法是兒子，養(yǎng)著挺費(fèi)錢，但是健壯，傳宗接代不含糊；膜法是丫頭，長(zhǎng)得很漂亮，但是比較嬌氣，老弄點(diǎn)小病小災(zāi)的?！?/p>

阮總工程師介紹，在用熱法或膜法進(jìn)行淡化程序之前，都要對(duì)取來的海水做預(yù)處理，除去有機(jī)物、不溶性雜質(zhì)和微生物，這與自來水廠的工序相似。不論采用何種淡化方式，基本上都是2噸海水出1噸淡水?！澳壳?，全球海水淡化產(chǎn)業(yè)每年增長(zhǎng)15%，遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，全球遍地開花，各地都憋不住?！?/p>

喝淡化水影響健康嗎

說到海水淡化的應(yīng)用情況，阮國(guó)嶺介紹，2000年，全國(guó)海水淡化廠每天生產(chǎn)的淡化水總量約1.5萬噸，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到每天90萬噸。山東青島、遼寧大連、浙江舟山、河北曹妃甸、滄州等地都有海水淡化廠。他提出，“其實(shí)南方的市場(chǎng)也不錯(cuò)。原來我們以為南方淡水資源豐富，無需海水淡化，但隨著工業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，發(fā)展速度加快，原來的淡水就不夠用了，就得從海里取。時(shí)代發(fā)展了，人也要轉(zhuǎn)變思路。”

他舉例說，廣東、福建的一些工業(yè)區(qū)，發(fā)展到一定程度，淡水不夠用了，就靠淡化海水來補(bǔ)給。目前淡化后的海水以工業(yè)用水占大頭，雖然也有往自來水管網(wǎng)供應(yīng)的，但存在量小或是運(yùn)轉(zhuǎn)不好等問題。

舉個(gè)例子，天津北疆發(fā)電廠每天能產(chǎn)20萬噸淡化水，可供給濱海新區(qū)，但其產(chǎn)能利用不夠充分，“水的出路有一些問題”；還有一個(gè)是天津大港新泉海水淡化廠，它為天津石化供水，其產(chǎn)能是10萬噸/天，每天約賣7萬噸淡水。天津地區(qū)還有多個(gè)地方正著手準(zhǔn)備開發(fā)更大型的海水淡化工程。

與國(guó)內(nèi)情況不同，國(guó)外淡化水主要用于市政供水，最典型的是以色列，已將淡化水輸入飲用水管網(wǎng)，有著成熟的淡化水利用體系。天津的漢沽街也有淡化水供應(yīng)到自來水管網(wǎng)里，淡化水同自來水以1比3的比例混到一起。

有人不禁會(huì)問，淡化水成分跟自來水一樣嗎？阮國(guó)嶺表示，不管是膜法還是熱法，淡化水的pH值會(huì)偏酸性，純度比自來水更高，雜質(zhì)含量更少。如果作為飲用水供給，那就和自來水一樣，只要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的百余項(xiàng)指標(biāo)，就都是安全的，并沒什么本質(zhì)區(qū)別。

有人擔(dān)心水質(zhì)太純了容易得軟骨病等。阮國(guó)嶺的說法是，國(guó)內(nèi)外搞了四五十年海水淡化，目前還沒可靠的證據(jù)能證明喝淡化水不利于人體健康。

淡化水在價(jià)格上沒優(yōu)勢(shì)

阮國(guó)嶺描述，國(guó)內(nèi)利用海水淡化較多的地方，是海島及一些用水大戶企業(yè)，目前的海水淡化廠基本不盈利，自產(chǎn)自用的企業(yè)倒無所謂，經(jīng)營(yíng)性質(zhì)的海水淡化廠普遍狀況不樂觀。高昂的運(yùn)營(yíng)成本使海水淡化難以大規(guī)模推廣。

海水淡化部分產(chǎn)能閑置的主要原因，是價(jià)差無人補(bǔ)?！白詠硭碛姓a(bǔ)貼，海水淡化則作為企業(yè)產(chǎn)品，完全按照市場(chǎng)機(jī)制定價(jià)交易，淡化水在價(jià)格上注定沒優(yōu)勢(shì)。自來水1噸賣5塊錢。而企業(yè)搞海水淡化有工藝成本、鋪管網(wǎng)的成本、納稅成本，這些算上就已經(jīng)不只5塊錢了，還要留出利潤(rùn)空間。與自來水價(jià)格相比的這部分差值，要么轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者，要么政府給兜了。誰做誰賠錢的話，還有誰愿意來做？”

阮國(guó)嶺表示，大家都希望海水淡化的成本降下來，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究者都在努力。降價(jià)需要靠科技進(jìn)步，但與此同時(shí)，物價(jià)也在上漲，技術(shù)進(jìn)步的速度通常沒有物價(jià)上漲快?！凹夹g(shù)到一定程度，成本可能就降不下來了。無論從科學(xué)本身而言，還是從物價(jià)變化來說，我這里守著海，你那里是湖，同樣做水處理，海水的東西更多、更復(fù)雜，成本肯定要高，指著海水比湖水甚至淡水還便宜，這是偽科學(xué)。處理困難的事怎么可能比處理簡(jiǎn)單的事更廉價(jià)？”

在阮總工程師看來，海水淡化可以通過自身工藝進(jìn)步降低成本。但在此過程中，需要行政管理者通過政策調(diào)節(jié)，使水價(jià)融合。

海南樂東尖峰鎮(zhèn)太陽能光熱海水淡化示范工程，可日產(chǎn)淡水30噸。國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所作為技術(shù)支持單位，全程負(fù)責(zé)技術(shù)工作，包括工藝方案、裝置設(shè)計(jì)、制造監(jiān)理和安裝調(diào)試等。

要讓淡化企業(yè)有利可圖

阮國(guó)嶺在阿聯(lián)酋、沙特阿拉伯等國(guó)考察時(shí)發(fā)現(xiàn)，政府負(fù)擔(dān)了海水淡化的大部分支出。而“咱們這里說是政府出，那是中央政府出呢還是地方政府出呢？到了地方，是市財(cái)政出還是區(qū)財(cái)政出呢？到了財(cái)政下面，是這個(gè)局管，還是那個(gè)局管呢？說到賺錢，大家的手伸得很長(zhǎng)，一旦要承擔(dān)責(zé)任，就變成腿伸得很長(zhǎng)?！?/p>

他表示，如果覺得海水淡化不重要，可以不讓它發(fā)展。但如果覺得重要，就得有人去買這個(gè)單。經(jīng)濟(jì)利益之于企業(yè)，猶如水之于人。所以，企業(yè)的每個(gè)動(dòng)作取決于風(fēng)險(xiǎn)和收益的權(quán)衡。雖然人人希望企業(yè)有“公益心”和“社會(huì)責(zé)任感”，但讓企業(yè)干賠本買賣是不現(xiàn)實(shí)的。如果有財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免等優(yōu)惠政策，讓淡化廠及其投資方有合理的利潤(rùn)，把水價(jià)倒掛的問題處理好，海水淡化才會(huì)有較快的發(fā)展。

“用新能源搞淡化只是噱頭”

聊到取水對(duì)海洋生態(tài)的影響，阮國(guó)嶺坦言：“那要看你是認(rèn)為渴死好呢，還是犧牲一小塊海域好。有得就有失，任何事物都不可能只有好處而不付出代價(jià)?！弊咄甑鞒毯螅Ｏ碌臐夂Ｋ淳C合利用，要么排到海里去。即便是對(duì)環(huán)境控制很嚴(yán)的國(guó)外，現(xiàn)實(shí)中絕大部分濃海水也都是排到海里。

“濃海水綜合利用聽起來很美，干起來卻有很多問題。一個(gè)日產(chǎn)100萬噸淡水的海水淡化廠，如果將濃海水中的化學(xué)元素全部提出，一年能弄出上千萬噸的鹽來，要這么多鹽干啥用？其實(shí)大部分鹽對(duì)我們的價(jià)值不太大，談綜合利用很難。有些科學(xué)家說濃海水不能排到渤海灣里去，不然會(huì)產(chǎn)生各種問題。其實(shí)，渤海灣現(xiàn)在的污染主要是排污造成的，包括重金屬、石油類等等。沒有淡化廠，渤海灣的環(huán)境就能好了？”說到這兒，阮國(guó)嶺有些激動(dòng)。

對(duì)于太陽能海水淡化、風(fēng)能海水淡化等技術(shù)路線，阮國(guó)嶺有點(diǎn)不以為然：“許多人覺得使用新能源很吸引人眼球。電是二級(jí)能源，對(duì)做海水淡化的人來說，我只管把電接上設(shè)備，哪兒管得了這電是風(fēng)電、核電還是太陽能電？只要能讓我的設(shè)備轉(zhuǎn)起來，電價(jià)便宜才是關(guān)鍵?！?/p>

阮國(guó)嶺在接受《環(huán)境與生活》記者專訪 季天也/攝

他還強(qiáng)調(diào)，新能源的使用有很多障礙和制約?！氨热顼L(fēng)能、太陽能，出電不穩(wěn)定，怎么和電網(wǎng)融入？有人說要利用風(fēng)能搞海水淡化，這就是個(gè)噱頭，成心不想讓淡化廠活！”他比喻說，兩口子過日子，一個(gè)“二百五”，一個(gè)明白人，日子還能過。風(fēng)能和海水淡化都還不夠成熟，“兩個(gè)‘二百五’整在一起，它能活得好？這爹媽是成心不讓孩子活了。”在他看來，從研究所、高校角度，可以把這樣的組合當(dāng)科研項(xiàng)目試著做做。但一涉及招商引資，就必須充分權(quán)衡利弊，不能用噱頭坑人。

海水淡化產(chǎn)業(yè)呼喚游戲規(guī)則

談到以海水淡化的方式來緩解北京的淡水資源短缺問題，阮國(guó)嶺提高了聲音：“北京的核心問題是人口太多，有2000多萬。就好比母親沒那能力養(yǎng)好幾十個(gè)孩子，而且孩子還不愛護(hù)這母親，到處搗亂。北京是人沒弄好，不是北京不好！”他建議，不如北京把上游的水多用一點(diǎn)，讓天津的淡化廠給當(dāng)?shù)毓┧?，北京給搞淡化的地區(qū)一些補(bǔ)貼，這樣大家都省事?！霸谔旖?、河北投巨資建廠，再把淡化水拉回北京，這不是折騰么？”

在阮國(guó)嶺看來，不管是政府還是企業(yè)做海水淡化，都要先把水價(jià)問題處理好，讓海水淡化有一套好的“游戲規(guī)則”?！耙陨泻芮宄?，水是要命的東西，不允許國(guó)外公司控股。我們把自己國(guó)家的隊(duì)伍攔在門外，讓外國(guó)人進(jìn)來整，我們的好多淡化廠就是政府把項(xiàng)目給了外國(guó)人做。國(guó)家要真覺得海水淡化是個(gè)事兒，那就該認(rèn)真扶持一兩支屬于自己的好隊(duì)伍?！?/p>

采訪結(jié)束時(shí)阮國(guó)嶺表示，好的游戲規(guī)則不需要中國(guó)特色?！拔覀円雽W(xué)外國(guó)好的東西，那就原原本本學(xué)透了，不能按個(gè)人的喜好搞中國(guó)特色。海水淡化發(fā)展到現(xiàn)在，瓶頸主要是政策問題，其次是經(jīng)濟(jì)問題，最后才是技術(shù)問題。你進(jìn)口了國(guó)外公司最好的技術(shù)和裝備，淡化廠仍然產(chǎn)能閑置，這能怪技術(shù)嗎？”