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1、陈 益 棠1， 胡 兆 银2（ 1 . 国 家 海 洋 局 杭 州 水 处 理 技 术 开 发 中 心 ， 浙 江 杭 州 3 1 0 0 1 2 ；2 . 国 家 海 洋 局 第 二 研 究 所 ， 浙 江 杭 州 3 1 0 0 1 2 ）我 国 多 数 海 岛 属 于 资 源 性 缺 水 ， 解 决 用 水 困 难 的 途 径 有 两 条 ， 海 底 管 道 从 大 陆 调 水 和 海 水 淡 化 就 地 制 水 。 文章 详 细 分 析 了 影 响 反 渗 透 海 水 淡 化 成 本 的 诸 因 素 ， 对 不 同 生 产 容 量 反 渗 透 海 水 淡 化 工 厂 的 投 资 及 生
2、 产 成 本 进 行 了预 测 。 针 对 舟 山 某 岛 群 的 地 理 条 件 对 海 底 管 道 引 水 和 就 地 海 水 淡 化 制 水 进 行 了 综 合 比 较 。 最 后 提 出 解 决 该 岛 用 水 短缺 的 可 行 方 案 。海 岛 ； 水 资 源 ； 反 渗 透 海 水 淡 化 ； 管 道 引 水 ； 水 成 本： P 7 4 7 A 1 0 0 0 - 3 7 7 0 ( 2 0 0 6 ) 0 6 - 0 0 6 5 - 0 5我 国 有 漫 长 的 海 岸 线 ， 沿 海 岛 屿 星 罗 棋 布 ， 但 多数 海 岛 属 于 资 源 性 缺 水 ， 淡 水 总 量
3、 有 限 。 由 于 提 高 降水 利 用 率 要 靠 “ 天 ” 恩 赐 ， 遇 到 干 旱 ， 则 无 雨 水 可 利用 ， 加 上 岛 屿 面 积 较 小 ， 水 利 设 施 蓄 水 量 有 限 ， 因 此解 决 海 岛 用 水 困 难 的 根 本 出 路 只 有 海 水 淡 化 和 管 道调 水 两 种 方 式 ， 以 增 加 海 岛 的 水 资 源 总 量 。 本 文 以 我国 某 海 岛 县 为 例 ， 对 海 水 淡 化 和 海 底 管 道 调 水 两 种方 案 的 可 靠 性 ， 安 全 性 ， 经 济 性 进 行 综 合 比 较 ， 分 析利 弊 ， 提 出 解 决 海 岛
4、水 资 源 不 足 的 可 行 途 径 。海 水 淡 化 是 从 海 水 中 获 取 淡 水 的 技 术 过 程 。 海水 淡 化 技 术 主 要 是 蒸 馏 法 和 膜 法 。 到 2 0 0 2 年 世 界 上1 0 0 m3/ d 以 上 规 模 的 淡 化 厂 有 1 5 2 3 3 座 ， 脱 盐 水 的产 量 3 2 5 0 万 m3/ d ， 其 中 海 水 淡 化 的 产 水 量 为3 9 0 . 8 2 万 m3/ d ， 淡 水 主 要 供 饮 用 。 在 海 水 淡 化 产 水量 中 ， 多 级 闪 蒸 法 占 4 3 . 5 % ， 反 渗 透 法 占 4 3 . 5
5、% ， 后者 呈 迅 速 上 升 的 趋 势 。 反 渗 透 海 水 淡 化 的 吨 水 电 耗3 . 5 !5 . 5 k W h ， 具 有 较 强 的 应 用 潜 力 。海 水 淡 化 的 产 水 成 本 主 要 由 投 资 回 收 费 、 能 耗费 和 操 作 维 修 费 组 成 。影 响 制 水 成 本 的 因 素 有 淡 化 方 法 、 装 置 规 模 、 当地 水 质 、 水 温 、 地 理 、 地 质 、 气 候 、 能 源 价 格 、 淡 化 水 的水 质 要 求 、 设 计 的 选 材 、 开 工 率 、 安 全 容 量 、 使 用 年限 、 投 资 来 源 、 利 率 、
6、 税 收 等 因 素 。 对 于 淡 化 和 发 电 共建 厂 来 讲 ， 还 包 括 公 用 的 基 础 设 施 投 资 、 管 理 、 运 行费 用 的 分 摊 、 内 部 蒸 汽 和 电 力 调 用 的 成 本 核 算 等 。投 资 回 收 费 和 能 耗 费 是 海 水 淡 化 成 本 的 两 大 主要 影 响 因 素 。 投 资 回 收 费 与 海 水 淡 化 厂 的 规 模 ， 地 理位 置 和 工 艺 类 型 等 有 关 。 能 源 费 与 海 水 淡 化 厂 的 设计 和 电 价 有 关 。 操 作 维 修 费 与 淡 化 厂 的 规 模 有 关 ， 规模 越 大 ， 操 作
7、维 修 费 就 越 低 。苦 咸 水 脱 盐 容 量 1 2 0 0 0 m3/ d 以 下 ， 海 水 反 渗 透淡 化 容 量 2 0 0 0 0 m3/ d 以 下 规 模 的 工 厂 ， 随 装 置 脱 盐容 量 的 增 加 ， 装 置 的 投 资 费 和 产 水 成 本 明 显 下 降 ； 装置 容 量 大 于 以 上 容 量 界 限 时 ， 装 置 容 量 的 增 加 ， 对 产水 费 用 的 下 降 影 响 很 小 。原 水 水 源 和 水 质 是 影 响 产 水 成 本 的 重 要 因 素 。与 水 源 有 关 的 投 资 费 用 取 决 于 取 水 方 式 、 储 水 槽 和
8、产 水 回 收 率 ， 与 淡 化 厂 的 位 置 和 规 模 有 关 。 如 果 淡 化厂 不 需 要 另 外 建 造 取 水 系 统 （ 例 如 与 电 厂 共 用 海 水取 水 系 统 ） ， 产 水 成 本 会 明 显 下 降 。 此 外 ， 海 水 淡 化厂 与 取 水 口 之 间 的 距 离 和 海 拔 标 高 对 产 水 成 本 的 影响 也 非 常 敏 感 。 这 主 要 是 涉 及 取 水 口 到 海 水 淡 化 厂之 间 泵 送 海 水 的 能 源 成 本 。收 稿 日 期 ： 2 0 0 5 - 0 6 - 2 5作 者 简 介 ： 陈 益 棠 （ 1 9 4 5 - ）
9、 ， 男 ， 研 究 员 ， 主 要 从 事 膜 法 水 处 理 开 发 和 应 用 ； 联 系 电 话 ： 0 5 7 1 - 8 8 9 3 5 3 6 9 。第 3 2 卷 第 6 期2 0 0 6 年 6 月V o l . 3 2 N o . 6J u n . , 2 0 0 66 5海 水 提 取 成 本 费 包 括 提 取 管 道 系 统 或 者 沟 渠 、筛 滤 装 置 ， 海 水 池 和 海 水 泵 等 辅 助 设 备 。 反 渗 透 装 置的 海 水 提 取 量 是 淡 化 水 产 量 的 2 !3 倍 。 海 水 提 取 费用 是 海 水 淡 化 成 本 高 的 原 因 之
10、 一 。 在 海 水 淡 化 设 计中 ， 应 对 工 厂 的 位 置 ， 取 水 口 位 置 和 提 取 的 方 式 进 行仔 细 论 证 。 为 了 避 免 吸 入 藻 类 ， 海 水 提 取 口 最 好 在 海平 面 1 5 m 以 下 ， 离 岸 2 k m 处 。 海 水 提 取 是 淡 化 厂 的重 要 组 成 部 分 ， 设 计 时 要 留 有 备 用 量 。 如 果 场 地 和 位置 允 许 ， 采 用 沙 滩 深 井 取 水 优 于 露 天 海 水 提 取 。工 厂 运 行 可 靠 性 直 接 影 响 产 水 成 本 。 运 行 可 靠性 与 合 适 的 操 作 和 好 的
11、设 计 相 关 。 合 适 的 操 作 与 操作 者 的 经 验 和 训 练 有 关 。 好 的 设 计 可 以 补 偿 或 者 阻止 操 作 失 误 。 运 行 控 制 自 动 化 可 以 增 加 大 型 淡 化 厂的 运 行 可 靠 性 ， 使 工 厂 的 开 机 率 达 到 9 0 % 以 上 。反 渗 透 海 水 淡 化 厂 的 设 计 中 ， 预 处 理 是 很 重 要的 一 个 方 面 。 预 处 理 设 备 费 占 总 投 资 费 的 3 1 % ， 反渗 透 装 置 占 5 3 % ， 取 排 水 设 备 费 占 1 5 % 。 预 处 理 设备 包 括 过 滤 器 ， 化 学
12、 品 注 入 设 备 ， 澄 清 池 、 活 性 炭 过滤 和 其 他 设 备 。 预 处 理 方 式 与 原 水 的 水 质 和 化 学 性质 有 关 。反 渗 透 海 水 淡 化 装 置 的 服 务 寿 命 定 义 为 “ 完 成给 定 设 计 产 水 水 质 和 水 量 的 装 置 生 产 年 限 ” 。 反 渗透 大 型 海 水 淡 化 厂 的 设 计 服 务 寿 命 一 般 为 2 0 3 0年 ， 而 小 型 反 渗 透 海 水 淡 化 装 置 （ 移 动 式 ） 是 1 0 年 。材 料 的 选 择 和 设 备 的 规 格 对 投 资 有 很 大 的 影 响 ， 同样 ， 装 置
13、 寿 命 对 投 资 回 收 费 也 有 很 大 的 影 响 。操 作 和 维 修 费 用 ， 诸 如 人 工 、 膜 、 化 学 品 、 备 件 和 消耗 品 通 常 占 产 水 成 本 的 1 5 % #3 0 % ， 随 工 厂 大 小 ， 工 艺类 型 和 设 计 等 而 变 化 。 对 小 型 装 置 ， 人 工 费 占 2 0 % 以上 。 装 置 自 动 化 操 作 可 以 降 低 人 工 费 。 年 备 件 费 用 通 常是 装 置 投 资 的 1 % $2 % ， 不 包 括 膜 的 更 换 。 多 数 膜 生 产商 提 供 的 膜 寿 命 为 5 年 ， 对 设 计 和 运
14、 转 好 的 工 厂 来 说 ，膜 的 平 均 期 望 寿 命 是 7 年 以 上 。 对 大 型 海 水 R O 装 置 ，膜 费 用 占 投 资 费 的 1 5 % %2 0 % ， 膜 更 换 占 产 水 成 本 的1 0 % 。 化 学 品 也 占 产 水 成 本 的 1 0 % 。在 反 渗 透 海 水 淡 化 中 ， 脱 盐 膜 组 件 的 价 格 只 略高 于 苦 咸 水 脱 盐 膜 组 件 ， 但 是 ， 海 水 淡 化 的 吨 水 成 本明 显 高 于 苦 咸 水 脱 盐 。 原 因 有 以 下 几 点 ： &海 水 提 取设 备 的 成 本 高 ， 需 采 用 耐 海 水
15、腐 蚀 的 贵 重 合 金 钢 ； 回 收 率 低 ， 预 处 理 量 大 ， 设 备 费 用 高 。 对 设 备 投 资 和操 作 费 用 影 响 最 大 的 工 艺 参 数 是 产 水 回 收 率 。反 渗 透 海 水 淡 化 过 程 中 所 有 设 备 大 小 随 产 水 回收 率 的 增 加 而 下 降 。 如 海 水 取 水 系 统 的 大 小 和 取 水泵 的 能 耗 ， 所 有 预 处 理 设 备 、 贮 水 槽 、 增 压 泵 ， 过 滤 设备 、 化 学 品 注 入 设 备 的 大 小 ， 浓 缩 海 水 排 放 管 的 粗 细及 排 放 设 施 的 大 小 ， 反 渗 透
16、膜 组 件 的 数 量 和 压 力 管的 数 目 ， 膜 橇 的 大 小 等 均 与 产 水 回 收 率 有 关 。采 用 R o d e r i c k J R a y 提 出 的 反 渗 透 投 资 成 本 的估 算 方 法 ， 对 不 同 生 产 容 量 的 海 水 反 渗 透 工 厂 投 资进 行 估 算 。 表 1 是 本 文 反 渗 透 海 水 淡 化 成 本 估 算 中采 用 的 基 本 值 。按 两 种 海 水 淡 化 方 式 进 行 分 别 测 算 ， 一 是 单 一目 的 的 海 水 淡 化 厂 ， 另 一 种 是 与 电 厂 共 建 的 双 目 的海 水 淡 化 厂 。 前 者 需 考 虑 取 水 、 排 水 、 场 地 开 发 等 费用 ， 后 者 这 部 份 费 用 在 测 算 时 暂 不 考 虑 。 反 渗 透 海 水淡 化 厂 的 投 资 费 用 见 表 2 。 水 、 电 共 建 厂 的 海 水 淡 化投 资 费 用 见 表 3 。增 加 海 岛 淡 水 资 源 总 量 可 以 有 以 下 三 种 途 径 ：从 岛 外 水 资 源 丰 富
