以色列證明海水淡化時代的來臨

葛利云/編譯

以色列證明海水淡化時代的來臨

葛利云/編譯

以色列索里克海水淡化廠

●曾是地球上最干旱的國家之一的以色列，現(xiàn)在制造出的淡水卻遠遠超過其用水需求。

2016年7月19日，特拉維夫市（以色列港市）10英里之外，我站在足球場大小的兩個混凝土水庫中間的小道上，看著水從架在沙灘上的大水管中注入到水庫中。要不是因為水管里裝滿來自一英里外的地中海海水，我都考慮是否在大水管上走一走。

“看，那是個抽水泵?！币炼唷砂７颍‥do Bar-Zeev）充滿自豪，在機器轟鳴的現(xiàn)場沖我大聲喊道。在我們下方的水庫還安裝一個數(shù)英尺厚的砂濾裝置，淡化后的海水通過砂濾工藝后就作為飲用水供給150萬特拉維夫市民使用。

我們正站在索里克（Sorek）新廠前，這座世界上最大的反滲透海水淡化廠，現(xiàn)在被視為未來以色列的希望。而就在幾年前，以色列遭遇過900年以來最嚴重的旱情，幾乎用光了所有淡水資源。但現(xiàn)在，這個國家居然淡水有富余！如此巨大的轉(zhuǎn)變，除了要歸功于以色列長期以來堅持節(jié)水和中水回用策略外，一大批興起的海水淡化水廠也是功不可沒。

澤埃夫在完成耶魯大學(xué)的博士后工作后，加入了以色列扎克伯格水研究所。他是研究生物附著的專家，生物附著是現(xiàn)在海水淡化的致命弱點，是需要最后突破的難點之一。生物膜組件工作方式如下：將海水推進有微孔的生物膜，淡水通過了微孔膜，而較大的鹽分子則被截留下來。但在運行過程中，海水中的微生物也會在膜表面迅速生長并逐步堵塞微孔。為解決堵塞問題，需要定期對膜組件進行化學(xué)強化清洗。

澤埃夫和同事研發(fā)了一種無需化學(xué)的技術(shù)來克服膜附著的問題，他們使用多孔火山巖作為過濾器預(yù)先去除這些有害微生物。這只是膜技術(shù)的眾多突破之一，這些突破使海水淡化工藝更加高效。如今以色列國內(nèi)用水的55%來自海水淡化，海水淡化幫助世界上最干旱的國家之一逐步成為完全不可能的水巨人。

在資源短缺的壓力下，以色列比其他任何國家都努力在探尋滴灌技術(shù)，大部分的相關(guān)研究都是在扎克伯格水研究所進行，里面的研究者是滴灌、水處理和海水淡化等技術(shù)的先驅(qū)者。他們甚至還針對非洲農(nóng)村研發(fā)了可持續(xù)利用的深井系統(tǒng)和新型生物沼氣池，從而將家庭用水量減少了一半。

澤埃夫相信：以色列的解決方案也能幫助同樣干旱的鄰國，甚至能因此實現(xiàn)化敵為友。扎克伯格水研究所設(shè)立的最初目的是改善以色列最為干旱的內(nèi)蓋夫沙漠地區(qū)的生活，現(xiàn)在看來中心的研究成果完全可以服務(wù)整個中東地區(qū)。扎克伯格水研究所研究種植業(yè)中水回用技術(shù)的教授奧斯納特·吉洛爾（Osnat Gillor）說道：“中東正遭受著干旱，以色列是唯一沒有遭受嚴重水資源短缺的國家?！?/p>

水資源曾經(jīng)是造成中東地區(qū)動蕩的主要原因。澤埃夫認為：水資源可能是中東未來爭端的重要因素。他說道：“但是我相信水資源同樣也可以成為合作投資的橋梁，這些合作投資之一會是海水淡化。”

索里克海水淡化廠的膜過濾器

陷入絕境

2008年，以色列深受自然災(zāi)害之苦。一場十年的大干旱席卷整個新月地帶，以色列最大的淡水資源庫—加利利海的水位持續(xù)下降，接近了資源死亡線（若水位持續(xù)低于該位置，將導(dǎo)致海水入侵，造成湖泊的不可逆鹽化，進而徹底喪失該淡水資源）。以色列被迫實施嚴格的水資源管制，許多農(nóng)場因此犧牲一年的收成。

鄰國敘利亞的旱情更為嚴重，隨著旱情加劇，敘利亞地下水位急跌，敘利亞農(nóng)場主不斷往底部打水井，機井深度從100米到200米直至深達500米。最后這些深井還是全部干涸，敘利亞的農(nóng)田變成了一片沙土。多達一百萬的失業(yè)農(nóng)民成為阿勒頗、霍姆斯、大馬士革等一些城市棚戶區(qū)的一員，嘗試尋找就業(yè)的機會。

水資源將整個地區(qū)推向絕望。而且，根據(jù)“中東的氣候變化和敘利亞干旱的啟示”的作者，其文章刊登在2015年《美國國家科學(xué)院院刊》上。文章指出：水資源是引爆敘利亞的火種。他們寫到：“敘利亞郊區(qū)快速擴張，違章建筑、過度擁擠、薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施、失業(yè)和犯罪成為了郊區(qū)的標(biāo)記。被阿薩德政府忽視的郊區(qū)成為動亂的一大源頭。”

類似情節(jié)在中東地區(qū)逐漸擴散，干旱和農(nóng)業(yè)崩潰造就了一批充滿絕望和憤怒的迷惘一代。伊朗、伊拉克和約旦都面臨水資源枯竭的危機。水資源正將整個地區(qū)逼入絕境。

扎克伯格水研究所的科學(xué)家澤埃夫

供大于需的水資源

以色列是個意外。令人驚訝的是，以色列擁有的水資源已經(jīng)超過需求。這種轉(zhuǎn)變始于2007年，國家水務(wù)管理機構(gòu)在全以色列推廣節(jié)水馬桶和淋浴器，并重建了創(chuàng)新性的新型市政排水系統(tǒng)，使得以色列的污水回用率達到了驚人的86%，遠遠超過了世界上排名第二的西班牙（水循環(huán)利用率僅僅19%）。

但盡管有這些節(jié)水措施，以色列每年仍然需要新鮮水約19億立方米，其中14億立方米需要從自然水資源獲得。這5億立方的水資源缺口是加利利海的水位不斷下降以及鄉(xiāng)村將失去農(nóng)田的主要原因。

如今以色列面臨著歷史遺留的難題：該如何獲得額外的清潔水？啟動海水淡化工程。2005年，阿什凱隆廠提供了1.27億立方淡化水；2009年，哈代拉廠提供了1.4億立方；現(xiàn)在索里克廠又提供了1.5億立方淡化水；加上其他廠的淡化水，全以色列海水淡化廠能提供每年6億立方的淡水，將來會越來越多。

加利利海已經(jīng)充滿，以色列的農(nóng)場變得生機盎然。但這個國家也面臨著一個問題：富余的海水淡化產(chǎn)能將如何處理？

水資源外交

在索里克淡化廠內(nèi)，50 000個膜組件被安裝在每個高4英尺、直徑16英寸的垂直白色圓柱體內(nèi)持續(xù)運轉(zhuǎn)。整個系統(tǒng)像一艘準(zhǔn)備發(fā)射的太空飛艙一樣。圓柱體內(nèi)裝有大片塑料薄膜，纏繞在中心管上，膜上布滿比頭發(fā)絲的百分之一還小的孔。在70個大氣壓下，海水被射入膜之間，淡水在壓力下通過膜，而濃縮后的高鹽廢水則被輸送回大海。

海水淡化曾經(jīng)是高能耗的產(chǎn)業(yè)，但是在索里克廠，應(yīng)用先進科技改變了高耗能的狀況。相比20世紀90年代，如今海