利用反渗透、多级闪蒸等技术
去盐分除杂质 向大海要淡水
日前，我国北方最大的海水淡化项目在天津投产，日产淡化水15万吨。按照这一产能计算，每年可节约地表用水5000万吨。据了解，该项目将为天津市南港工业区内企业提供工业用水。
除了作为工业用水，海水淡化水也可作为生活用水。“在我国，天津、青岛等地的居民，已经在日常生活中用上了海水淡化水。”浙江大学能源工程学院研究员贺天彪在接受科技日报记者采访时介绍。
能达到国家相关标准
目前，全球有超过160个国家在使用海水淡化水，70%的海水淡化水用于居民生活用水。海水淡化水作为生活饮用水的安全性，已经得到广泛验证和认可。
“我国现行的生活饮用水国家标准是《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)。”天津大学化工学院研究员解利昕告诉科技日报记者。该国家标准规定了生活饮用水水质要求、生活饮用水水源水质要求、集中式供水单位卫生要求等内容，且适用于各类生活饮用水。因此，作为生活饮用水的海水淡化水，也应符合该国家标准的各项要求。
《生活饮用水卫生标准》明确规定了水中微生物、重金属、硝酸盐等的限值，比如硝酸盐检出量不应超过10毫克/升、任何大肠杆菌等致病菌不应检出等。此外，贺天彪介绍，海水淡化水的透明度、味道、颜色以及酸碱度等，都要达到适宜饮用的标准。
“目前，海水淡化水原则上都能够达到国家标准。”解利昕补充，除了国家标准，一些城市还发布了相关地方标准。这些地方标准与国家标准大致相同，仅个别指标有差别，但地方标准的要求只会比国家标准更严格。
比如，在最新的相关国家标准中，饮用水中硼元素的限值为1毫克/升。而在广东省深圳市现行的《生活饮用水水质标准》(DB4403/T 60-2020)中，硼元素的限值为0.5毫克/升。“按照这个标准，部分海水淡化水在经过一级淡化后，还需要经过二级淡化，以进一步降低水中硼元素的含量。”解利昕说。
海水淡化水接入居民用水系统的方式，因各地水质和政策不同而存在差异。贺天彪举例，在浙江省舟山市和山东省青岛市，海水淡化水经过全部处理流程后，会直接进入城市供水管网。而天津市要求，海水淡化水进入城市供水管网前，要和自来水进行一定比例的掺混，才能被输送给居民。
膜法与热法被广泛应用
要把海水淡化为生活用水，通常需经过预处理、淡化处理和后处理三个环节。
贺天彪介绍，在预处理阶段，一般采用混凝、沉淀、澄清等技术手段，去除海水中存在的泥沙颗粒、微生物以及其他杂质。
预处理后的淡化处理是整个海水淡化流程中最核心的环节。淡化海水最重要的，就是脱掉海水中的盐。
解利昕告诉记者，目前海水淡化技术总体上有两大类，分别是膜法和热法。这两类方法在国内外被广泛应用。
具体来说，海水淡化技术主要包括反渗透、多级闪蒸和低温多效蒸馏等。贺天彪介绍，其中反渗透技术属于膜法，通过施加高压让海水通过半透膜，从而去除海水中的盐分和其他杂质；多级闪蒸和低温多效蒸馏技术属于热法，让海水在蒸发室中多次蒸发和冷凝，以实现海水淡化的目的。
“不同的海水淡化技术，在处理流程、周期和成本等方面都有不同。”贺天彪介绍，应用反渗透技术，淡化周期短，整个过程仅需约20分钟至30分钟。相比之下，多级闪蒸和低温多效蒸馏技术因需将海水加热至一定温度，再将其引入蒸发室进行蒸发冷凝分离，所以淡化周期较长，通常要数小时。
在运营成本上，反渗透技术主要消耗电能，且设备成本低，适用于中小型项目；而多级闪蒸和低温多效蒸馏技术，以低压蒸汽或工厂余热为稳定热源，既消耗电能又消耗热能，适用于大型工业项目。就实际情况而言，采用膜法的成本总体上比热法低。贺天彪认为，这是反渗透技术成为海水淡化主流技术的原因之一。
“通常情况下，采用热法的项目，运营成本高一些。但在实际应用中，影响成本的因素是复杂的，需要根据实际情况具体评估。”解利昕举例，有些地区的工厂在生产过程中会产生大量废热，供热成本很低。如果把这些废热收集起来用于海水淡化，采用低温多效蒸馏技术的项目反而有成本优势。
利用膜法或热法处理过的海水，不可以直接进入城市供水管网。
贺天彪解释，这是因为海水在被淡化处理时，会去除海水中的金属离子，使海水淡化水pH值偏低。故在实际应用中，工作人员要对海水淡化水进行后处理，使其更好地满足居民饮用水要求。
就价格而言，贺天彪介绍，海水淡化水的价格会受海水淡化工艺以及电价等因素影响。一般来说，海水淡化水的成本要高于自来水。
不过，在我国，当前各地的海水淡化水仅作为补充水源进入城市供水管网，政府会对这部分海水淡化水进行价格补贴。因此，民用水价并不会受到海水淡化水成本的影响。(科技日报 记者 沈唯)