海水淡化

采用海水淡化的原因，地球表面的2/3被水覆盖，可谓水资源极为丰富，但地球上的总储量中97%是咸水（包括海水和苦咸水），在余下的3%的淡水中，又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%，而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。

我国海岸线的总长为32647公里，被列为海洋大国，而且沿海和中西部地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源，在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下，开发和利用海水和苦咸水资源，进行海水（苦咸水）淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。而且，发展海水（苦咸水）淡化技术，向大海要淡水也已经成为当今世界各国的共识。

海水淡化技术和发展，海水淡化，亦称海水脱盐，是通过装置和除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。海水淡化的蒸馏法主要有：多级闪蒸（MSF）、低温多效（LT-MED）和压汽蒸馏（MVC）三种技术。前两种技术采用蒸汽做汽源，多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是利用热泵蒸发技术，它仅使用电能，应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透（RO）技术，它利用半透膜，在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。

海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术，美、法、日、以色列等国的技术已经非常发达，而且已形成海水淡化产业。我国的海水淡化技术研究始于50年代，经过40多年的发展，锻炼了自己的海水淡化专门人才，组建了一些专门研究开发机构，在蒸馏淡化、反渗透两大技术领域，经过几个五年计划的攻关，多项工程的实践，已经具有丰富的经验。但由于人们对海水淡化技术的认识不完全，国家经费投入少，使这项技术不能得到很快地发展。

海水淡化的能耗与成本，在海水淡化技术已成熟的今天，经济性是决定其广泛应用的重要因素。在国内，“成本费用过高”一直被认为海水淡化的主要问题，但实际上这是一个“认识”问题。

目前世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、远程调水和海水（苦咸水）淡化三种。开采地下水作为一个重要的开源措施，工程量小、成本低，这是很吸引人的优点，但地下取水受资源条件限制很大，而且许多地区多年来由于过度开采地下水，已形成地下漏斗，造成房屋倾斜，远程调水，目前并没有把工程投资费用以及取水的间接经济损失计算在内，仅以日常运行费用、管理费计算其成本，这与真正成本相差很大。其实引水工程，除了巨额的投资外还要占用大量耕地，还存在被引水地区的环境危害等问题。如引黄济青（岛）工程，占地达6.2万亩，还会造成黄河断流、植被破坏等生态环境问题，而生态环境的破坏在经济上是难以估量的。80年代实施的引滦入津工程，时至今日每立方米仍达2.3元左右，距离天津市民的用水价1.4元有0.9元的政府补贴。专家预测，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，综合成本在5元/立方米以上，甚至有专家预测每立方米将达20元。美国有资料认为，远程调水40公里，成本将超过海水淡化。

对于海水淡化，能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来，随着技术的提高，海水淡化的能耗指标降低了90%左右（从26.4kWh/m3降到2.9kWh/m3），成本随之大为降低，目前我国海水淡化成本已经降至4-7 元/立方米，而苦咸水淡化成本降至2-4元/立方米，如天津大港电厂的海水淡化的成本为5元/立方米，如进一步综合利用，把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等，则其淡化成本还可大大降低。可见，如果抛开政府补贴等政策性因素而单从经济技术方面分析，海水淡化尤其苦咸水淡化的单位成本实际上是很有竞争力的。

污水处理与利用

地球上的水是处于不停的自然循环之中，城市用水、排水是干扰水自然循环的子循环。人们从自然水体取用的水是水质良好的自然水，还给水体的水也应该是水体自净所能允许的，经过污水再生处理后排放到水体以保障水环境不遭破坏和水资源的可持续利用。然而，我国城市污水基本未经处理就排到江湖之中，各地将生活和生产中产生的大量有机物、营养物、有毒物质源源不断地向江、河、湖、海中倾泻。破坏了天然水的良好循环，使水质遭到了污染。以致全国城市水源只有30%符合卫生标准，全国有65%以上的人饮用受污染的水，解决这种状况的可行途径就是在城市内修建污水处理厂，将污水处理到水环境自净要求的处理程度，然后才能排放，或者经深度处理后再生回收利用。

污水处理的方法，我国地域广阔各地之间差异极大，污水处理不宜采用同一类技术，更不宜推行一种工艺方法。污水处理方法主要为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类，同时在自然池沼、湿地发达的地方，也应有条件地采用自然净化污水的方法，采用科学有效的措施，即能保护生态环境不受污染又经济可行。

物理处理法即通过物理作用分离、回收废水中不溶解的悬浮状态污染物的方法；化学处理是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的方法；生物处理法即是通过微生物的代谢作用，使水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物转化为稳定、无害的物质的方法。缺水城市特别应注重污水再生的技术路线，发展污水回用技术，我市已为全国缺水城市做出了示范。

污水处理水的有效利用，污水处理水和深度净化水用于农田灌溉、工业用水、市政用水的技术已经解决，相应规范与水质标准已经建立。当前我国每天产生约1亿m3的污水，如果利用其20%-30%就可以解决近10年-20年的城市水资源的不足。污水处理水的有效利用，不但缓解水资源的不足，同时也减轻了环境污染。污水回用的经济效益还能带动污水处理事业的发展，取得更大的环境效益和社会效益，是保护环境、合理利用水资源的可行的战略方针，是一箭双雕之举。对于缺水城市污水经处理和深度净化供给工业用水，是解决水荒的可行方法，是势在必行之路。同时污水回用也远比远距离调水经济，可以节省水资源费、长距离输水管道建设费用和电费。我市目前用水量120×104m3/d，产生城市污水90×104m3/d。如果建设30×104m3/d以城市污水二级处理水为原水的工业净化水厂，比从碧流河水库取水建设自来水厂节省基建投资3亿元，年节省运行费用5500万元。经济效益是非常可观的，所以我市在马拦河污水厂规划建设了二期污水再生水厂。

结论

针对淡水资源危机和水资源可持续利用的对策主要有：采用海水和苦咸水淡化措施，向取之不尽、用之不绝的大海要淡水；大量对生活污水和工业废水进行处理及回收利用，加强对水的自然循环的调控，增加水资源的利用率。节水：尽量减少从天然水体的取水量，保持水循环的正常运行。而有效的节水方法就“开源节流”。

随着全球人口的迅速增加和人均收入水平的提高，全球淡水资源紧缺的局面正在逐渐显现。居住在气候干旱的美国凤凰城，很少看到洒水装置为草坪和高尔夫球场洒水。尽管凤凰城位于美国索诺兰沙漠（Sonoran Desert）腹地，他却享受到了真正无限制供水的快乐。当地政府允许将农场灌溉用水引入城市和郊区提供生活用水，并把再生水用作城市景观用水和其他非饮用水。

与新德里和凤凰城一样，在如何管理水资源方面，世界上任何一个地区的政策制定者都掌握着影响力巨大的决策权。如何明智地行使这项权力变得越来越重要，因为在全球许多地区，淡水资源的需求量正在增长，甚至超过了当地的淡水供给量，而且这种状况没有任何减缓的征兆。全世界每6个人中，就有一个因无法获得安全的淡水而饱受折磨，总人数超过了10亿！根据联合国提供的资料，到2025年，全球半数以上的国家将面临巨大的供水压力（即淡水供应量无法满足民众日益增长的用水需求），甚至出现供水不足。到21世纪中叶，世界上3/4的人口将面临严重的淡水资源短缺。

科学家估计，缺水问题会变得越来越普遍，主要原因是世界人口正在增长，很多人变得更加富有（因此用水需求也大大增长），全球气候变化也会导致许多地区干旱加剧、供水量减少。此外，许多水源还受到不恰当垃圾处理、工业废弃物排放、农业化肥污染和海水倒灌等的严重威胁，导致可利用的淡水资源进一步减少。淡水短缺能够导致饥饿、疾病、社会动乱甚至武装冲突，因此，一旦对这一问题处置失当，就会引发严重的危机。庆幸的是，已知的科学技术和政策措施能在很大范围内保护现有淡水资源，并且寻找到更多的水源。我会讨论几项看起来特别有效的技术和政策，但现在最紧迫的就是实际行动。各国政府和各级主管部门必须建立和实施具体计划，实施政治、经济和技术上的各项措施，确保现在和未来几十年内的用水安全。

许多地区淡水供不应求，一些河流甚至出现经常性断流，要解决世界水资源问题，首先必须了解每个人究竟需要多少淡水，以及世界不同地区影响淡水供需的不同因素。斯德哥尔摩国际水资源研究所（Stockholm International Water Institute）的马林·法尔肯马克（Malin Falkenmark）和其他专家估计，平均来说，地球上每人每年最少需要消耗1000立方米淡水——相当于奥运会标准游泳池蓄水量的2/5，以满足饮用、卫生及生产粮食用水。人们是否能够获得足够的淡水，在很大程度上取决于他们居住在哪里，因为全球水资源的分布差异巨大。

落在陆地上的雨水超过半数都不可能被收集或储存，因为它们直接被地面和植物吸收，并蒸发释放到了空气之中，这部分水被称为绿水；其余的雨水汇入了河流、湖泊、湿地和地下水，成为能被我们直接取用的水资源，这部分水被称为蓝水。在人口众多且干旱肆虐的不发达国家或发展中国家，供应充足淡水成了一项特别艰巨的挑战，因为这些地区水的需求量高而供给量低。尼罗河、约旦河、黄河、恒河等河流不但超负荷供水，近年来甚至出现了经常性长期断流。在新德里、北京和其他许多蓬勃兴起的大都市，地下水位也都明显下降。

即使在发达国家，淡水资源短缺问题也越来越普遍。以美国为例，最近发生的严重干旱，让佐治亚州北部和美国西南大片地区的许多城镇陷入了用水恐慌。米德湖（Mead）和鲍威尔湖（Powell）就是两个最明显的例子。这两个人工湖的湖水都引自早已超负荷供水的科罗拉多河。湖水中的碳酸盐会凝结在湖边峡谷两岸的山壁上，记录下每年的水位高度，就像用久的浴缸壁上会出现层层水垢痕迹。从这些记录中可以看出，两个湖的水位都在持续下降，当年的高水位如今已经高悬在峡谷山壁之上了。