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蒸馏法
蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化(所以也成为热法),再把蒸汽冷凝成淡水的方法。最主要的方法为多级闪蒸法和低温多效蒸发法。
膜法
通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是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的。
一般认为,低温多效蒸馏法和反渗透膜法是未来方向。
2)海水淡化成本分析
海水淡化的成本,包括以下几方面:1.生产负荷,也就是固定设备成本;2.蒸汽价格(蒸馏法);3.电力价格;4.耗材费用(反渗透海水淡化淡化工艺);5.药剂费;6.其它费用(工资福利、管理费、大修及维检修费等);7.折旧;8.贷款利息。
根据国家海洋局闫玉莲等人的研究,海水淡化成本基本如下:
上述表格中的成本仅为造水成本,加上输水成本后总费用预计可达8元/吨,实际上海水淡化的成本仍然偏高。
3)海水淡化水质问题
由于反渗透淡化技术高效的脱盐,使得出厂水中对人群健康有益的矿物质和营养成份大大减少,长期饮用海水淡化水可能引起人体营养成份流失,造成健康损害。姜智海等人在研究中发现对于高硼海水经过反渗透淡化后的出厂水仍然数值偏高,对人体生殖健康有影响。并且低矿化度水在管道运输过程中更容易腐蚀管道,增加输水成本。
全球海水淡化应用结构
以上几方面的问题,再加上目前香港澳门的海水淡化产能仍然不足,所以海水淡化无法在短期内承担主要水源的任务。
2015-2018年全球海水淡化产能变化(单位:万吨/日)
香港澳门的地区因素
香港地区多年平均降雨量2224mm,但是年内分布极为不均,且集水面积狭小,缺乏大江大河。
香港共有大型水库5座,分别为大榄涌水库(1957年建)、石壁水库(1963年建)、下城门水库(1965年建)、船湾淡水湖(1968年建)和万宜水库(1978年建),其中“海中水库”——船湾淡水湖和万宜水库的库容量都在2亿m³以上, 目前香港蓄水总库容已达到5.86亿m³,集水区降雨径流量为2.7亿m³。
但是,从总用水量来看,2019年香港本地集水量仅占23%的饮用水水量,远远满足不了香港目前的用水需求。
澳门境内没有河流,且土地资源有限,无法兴建大型水库。澳门超过九成以上的原水是来自珠海市。
由于土地资源有限,澳门本地的水库蓄水量都不大,甚至本地的储水量还达不到用水量的10%。
急速增加的人口
香港人口变化图
香港作为世界经济中心和大陆港口的地位,吸引了不同国界人员,从人口变化曲线可以看出,香港的人口一直保持着高速的增长。2018年香港人口密度为0.71万人/km²。
澳门人口变化图
随着澳门旅游业和博彩业的发展,澳门吸引了越来越多的旅客,也吸引了越来越多的外来人口长期居住在澳门。资料显示每年来澳门游玩的旅客逐年增加,2012年游客人数达到了2800万人次。2018年澳门人口密度为2.08万人/km²,居世界前列。随着流动人口和常住人口的逐年增加,澳门的用水量也逐渐增加。
原水供应的问题
1)水量(以香港为例)
随着香港经济日益发展和人口增加,香港不断提出增加供水量的要求, 2000~2003年改建后的东深供水工程改名为粤港供水工程,供水能力达到24.23亿m³/年。其中,对香港的供水配额为11亿m³。
东深供水工程水源水库
——广东河源新丰江水库(图/港媒)
东江作为香港的主要水源,在香港供水总量中所占的比重已越来越突出。
1986年对香港供水量只占香港总用水需求量的25%,至2011年已经上升到73% 。
虽然根据广东省承诺对香港供水11亿m³限额于2030年前保持不变。但是由于珠三角地区经济的飞速发展,水资源必定会更加紧缺。
2)水质
除了水量的问题,珠江水质的恶化也是近年来头疼的问题。
虽然珠江三角洲主、干流水道水质总体优良(水质类别为Ⅱ~Ⅲ类),但受生活污水、工业废水排放相对集中的影响,上游地区的快速发展加剧了水污染压力,加上珠江三角洲网河流域水系交错,部分河流尤其是流经城镇的河段水质相对较差,饮用水水源地水质安全难以保障。
再加上受全球变暖影响,使咸潮的影响越来越大,香港、澳门在珠江的取水口不断向珠江上游移动。
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