高效零排放海水淡化工藝

中國(guó)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，國(guó)民生產(chǎn)總值約占全國(guó)的60%，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一向占有舉足輕重的地位；但是沿海地區(qū)缺水形勢(shì)十分嚴(yán)峻，沿海城市人均水資源量大部分低于500立方米，其中大連、天津、青島、連云港、上海等地的人均水資源量低于200立方米，屬于嚴(yán)重缺水區(qū)；每年沿海地區(qū)因缺水而造成直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2000多億元人民幣。目前我國(guó)沿海地區(qū)可利用海水淡化水的人口至少有2億，按年人均生活用水100噸，年人均工業(yè)用水400噸計(jì)算，合計(jì)年人均用水500噸，年總需求量1000億噸。全面推廣應(yīng)用這項(xiàng)專利技術(shù)，可以從根本上徹底解決沿海地區(qū)缺水問(wèn)題，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

傳統(tǒng)的海水淡化工藝生產(chǎn)出來(lái)的淡水，口味略重。而據(jù)葛文宇介紹，采用他發(fā)明的海水淡化專利技術(shù)生產(chǎn)的淡水，先后經(jīng)過(guò)沉淀除濁、殺菌除藻、消除膠體、溶解氣體、軟化水質(zhì)，并經(jīng)過(guò)微濾、超濾、納濾和反滲透膜等嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝過(guò)程，各種細(xì)菌和雜質(zhì)均被處理的干干凈凈，不論是濁度、色度、大腸菌群、氯化物、氰化物、砷、汞、鉛等有害物質(zhì)的含量均可達(dá)到國(guó)家生活飲用水一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

面對(duì)嚴(yán)峻的缺水形勢(shì)，近幾年國(guó)內(nèi)各地大興土木開(kāi)山劈嶺，上馬了一系列長(zhǎng)距離、跨區(qū)域的引水工程。工程耗資巨大。葛文宇說(shuō)，在臨近缺水城市處建設(shè)淡化海水工程，不僅用水成本低，更主要是水源穩(wěn)定，可以安全無(wú)憂。

我國(guó)每年消耗食鹽約5000萬(wàn)噸。目前國(guó)內(nèi)年產(chǎn)海鹽3150萬(wàn)噸。以國(guó)內(nèi)每2畝海灘鹽田1年能曬1噸鹽計(jì)算，年產(chǎn)3150萬(wàn)噸海鹽最少也需要6300萬(wàn)畝海灘鹽田。

葛文宇說(shuō)，他的發(fā)明專利技術(shù)在淡化海水的過(guò)程中可以產(chǎn)生大量的優(yōu)質(zhì)食鹽；如果出口優(yōu)質(zhì)食鹽，國(guó)家每年至少可增加幾百億美元的外匯收入；尤為可貴的是把鹽田騰下來(lái)改做工業(yè)用地或農(nóng)業(yè)用地，按每畝土地最低1萬(wàn)元人民幣的價(jià)格匡算，國(guó)家大約也可以增添6300多億元人民幣的巨額土地資產(chǎn)儲(chǔ)備。

如果經(jīng)過(guò)科學(xué)論證，葛文宇的這項(xiàng)發(fā)明能夠得到實(shí)施，對(duì)于緩解我國(guó)水荒將大有裨益。

葛文宇說(shuō)，他的海水淡化新發(fā)明，與傳統(tǒng)工藝不同，是逆向思維的產(chǎn)物。

傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)，經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，其中被應(yīng)用較多比較成熟的淡化技術(shù)有多級(jí)閃蒸（MSF）、低溫多效（LT－MED）、反滲透（SWRO）RO膜、電滲析（ED）技術(shù)等四種；前三種方法是淡化法，是從海水中取水的，第四種方法是濃縮法，是從海水中取鹽的。

應(yīng)用上述四種海水淡化技術(shù)，目前世界上還存在兩個(gè)難以解決的問(wèn)題。一是海水淡化生產(chǎn)成本偏高，平均每獲取1噸淡化潔凈水需要人民幣6至10元；二是經(jīng)淡化后產(chǎn)生的大量濃鹽水（含鹽濃度高達(dá)4．5%至6%）又重新被排放回海里，造成局部海域范圍內(nèi)海水含鹽量增高，破壞了海域的生態(tài)平衡。

葛文宇說(shuō)，他的海水淡化專利技術(shù)發(fā)明，可圓滿地解決上述兩個(gè)難題。他的發(fā)明設(shè)計(jì)思維是：整合和運(yùn)用多專業(yè)已有的成熟技術(shù)，在提取加工多元素的海洋產(chǎn)品的前提下，兼得淡水。

傳統(tǒng)的海水淡化發(fā)明忽略了海水是“多元素液態(tài)礦”的本來(lái)面目，海水中富含氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、溴、碳、鍶、硼、硅、氟、鈾等物質(zhì)，還有各種有機(jī)生物如海藻等。葛文宇的海水淡化發(fā)明使海水淡化過(guò)程中形成的海洋高科技產(chǎn)品都是市場(chǎng)熱銷產(chǎn)品。如某種海洋生物提取物摻配到潔凈食鹽中，可生產(chǎn)出高檔次的保健營(yíng)養(yǎng)食鹽；在國(guó)外，這種食鹽的市場(chǎng)銷價(jià)達(dá)每公斤20元。

葛文宇透露，以日淡化1萬(wàn)噸淡水的產(chǎn)業(yè)規(guī)模算，每天綜合生產(chǎn)成本不超過(guò)10萬(wàn)元，收益可高達(dá)100萬(wàn)元。什么產(chǎn)業(yè)能獲取如此大的利潤(rùn)？這項(xiàng)技術(shù)發(fā)明可以利用飽和鹽水加工各種鹽化工產(chǎn)品，如氯化鉀、氯化鎂、硫酸鎂、硫酸鈉、碳酸鈉等；整個(gè)海水淡化工藝技術(shù)新發(fā)明體現(xiàn)了和諧產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，能夠最大限度地降低成本，全方位進(jìn)行能源、熱量循環(huán)回收。徹底消除了污染，又獲得了高額利潤(rùn)。先后系統(tǒng)的申報(bào)4項(xiàng)有關(guān)“海水淡化新工藝方法”的系列國(guó)家專利。有了此項(xiàng)發(fā)明，人類社會(huì)從此擁有了取之不盡用之不完的廉價(jià)而又穩(wěn)定的淡水資源。

零排放污水零排放

從20世紀(jì)70年代個(gè)別工業(yè)部門(mén)就開(kāi)始摸索“零排放”，那時(shí)主要指沒(méi)有廢水從工廠排出，所有廢水經(jīng)過(guò)二級(jí)或三級(jí)污水處理，除了回用就只剩下轉(zhuǎn)化為固體的廢渣。到1994年比利時(shí)的一位企業(yè)家Gunter Pauli 創(chuàng)辦“零排放研究創(chuàng)新基金會(huì)”ZERI(Zero Emissions Research Initiatives)，才把“零排放”從個(gè)別分散的活動(dòng)上升到一種理論體系。1998年聯(lián)合國(guó)正式承認(rèn)了“零排放”概念，并與ZERI基金會(huì)合作開(kāi)始進(jìn)行試點(diǎn)。1999年總部設(shè)立在日本的聯(lián)合國(guó)大學(xué)成立了“聯(lián)合國(guó)大學(xué)/零排放論壇”， 2007年這一論壇與我國(guó)發(fā)改委資源節(jié)約與環(huán)保司合作，在北京舉辦“發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),促進(jìn)廢物零排放”論壇。

鑒于當(dāng)前我國(guó)社會(huì)上談?wù)摰摹傲闩欧拧敝饕€是原始意義上的“廢水排放為零”，簡(jiǎn)稱ZLD(Zero Liquid Discharge)。

零排放零排放四合院

2011年8月底，北京首座“零排放”四合院在東城區(qū)大興社區(qū)居委會(huì)建成，作為北京文化的代表，四合院實(shí)現(xiàn)“零排放”，不僅是對(duì)四合院的保護(hù)和發(fā)展的有益實(shí)踐，也將為北京四合院的改造和保護(hù)提供一個(gè)范例。 四合院“零排放”要在承傳統(tǒng)文化、享受健康舒適現(xiàn)代生活方式、低碳節(jié)能等方面尋求最佳平衡點(diǎn)。之所以要打造“零排放”四合院，是因?yàn)樗暮显菏潜本┪幕拇?。四合院作為老北京特有的一種建筑形式，其布局設(shè)計(jì)歷經(jīng)了幾百年的淘煉，在適應(yīng)北京特有氣候條件方面表現(xiàn)出色，但滿足現(xiàn)代“宜居”的要求可能尚有差距。如果在保留和傳承的基礎(chǔ)上，并仍堅(jiān)持“小投入，大環(huán)保”的理念，通過(guò)合理應(yīng)用低碳技術(shù)達(dá)到降低能量消耗并能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代人舒適的生活方式，那么老北京的四合院也完全可以煥發(fā)“新綠色”。

廢水零排放是指工業(yè)水經(jīng)過(guò)重復(fù)使用后，將這部分含鹽量和污染物高濃縮成廢水全部（99%以上）回收再利用，或者使用壓濾機(jī)過(guò)濾出不溶于水的物質(zhì)后循環(huán)使用，無(wú)任何廢液排出工廠。水中的鹽類和污染物經(jīng)過(guò)濃縮結(jié)晶或壓濾廢渣以固體形式排出廠送垃圾處理廠填埋或?qū)⑵浠厥兆鳛橛杏玫幕ぴ稀?

所謂零排放，是指無(wú)限地減少污染物和能源排放直至到零的活動(dòng)。零排放，就其內(nèi)容而言，一是要控制生產(chǎn)過(guò)程中不得已產(chǎn)生的能源和資源排放，將其減少到零；另一含義是將那些不得已排放出的能源、資源充分利用，最終消滅不可再生資源和能源的存在。 廢水“零排放”是指工業(yè)水經(jīng)過(guò)重復(fù)使用后，將這部分含鹽量和污染物高濃縮成廢水全部（99%以上）回收再利用，無(wú)任何廢液排出工廠。水中的鹽類和污染物經(jīng)過(guò)濃縮結(jié)晶以固體形式排出廠送垃圾處理廠填埋或?qū)⑵浠厥兆鳛橛杏玫幕ぴ稀?100433B

零排放化是指無(wú)限地減少污染物和能源排放直至為零的活動(dòng):即利用清潔生產(chǎn)，3R(Reduce,Reuse,Recycle) 及生態(tài)產(chǎn)業(yè)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源的完全循環(huán)利用，從而不給大氣，水體和土壤遺留任何廢棄物。要控制生產(chǎn)過(guò)程中不得已產(chǎn)生的廢棄物排放，將其減少到零。

從技術(shù)角度講，在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，能量、能源、資源的轉(zhuǎn)化都遵循一定的自然規(guī)律，資源轉(zhuǎn)化為各種能量、各種能量相互轉(zhuǎn)化、原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，都不可能實(shí)現(xiàn)100%的轉(zhuǎn)化。根據(jù)能量守恒定律和物質(zhì)不滅定律，其損失的部分最終以水、氣、聲、渣、熱等形式排入環(huán)境。2100433B