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海水淡化工程对环境的影响及其应对

发布日期:2020-11-03 08:26

  北极星水处理网讯:摘要:近年来,随着社会经济的高速发展,水生态环境逐渐恶化,我国水资源供需矛盾将进一步加剧,海水、雨洪水、生活污水、矿井水等非常规水源的再利用逐渐引起政府和相关研究人员的重视。众所周知,地球上海水总量占全球各类总水量的97.5%,约为13.5亿立方米。我国拥有1.8万公里的海岸线,海洋资源丰富,进一步推进海水淡化产业发展,是解决沿海地区淡水资源短缺的现实选择。但是由于工艺技术的影响,导致我国的海水淡化过程中对于生态环境会造成一定不良影响,如何实现水资源利用与生态环境保护的协调发展是当前需要重点研究的课题。鉴于此,文章首先对海水淡化工程对环境的影响进行了分析,然后提出了具体的应对策略,以供参考。

  大洋中海水平均盐度为34.7,而排放浓盐水的盐度约为天然海水的两倍。由于蒸发速率高和淡水汇入量小,加之海水淡化厂的浓盐水排放,导致部分地区的海水盐度远远超出了平均值。且处于半封闭区域的海水更新速度慢,盐度呈现分布不均的态势,极有可能引起浮游生物分布紊乱。将浓盐水引入深海,与天然海水自然混合的方式是国外淡化工厂通常的排放处理方式。由于地势等原因等,我国目前仍大部分采用直接排海,这必将对海域生态环境产生一定影响。

  海水淡化装置排放的浓盐水中除了高浓度的盐份,还包括多种用于海水水处理药剂的化学品,如杀菌剂、混凝剂、阻垢剂、还原剂等。

  海水中大量细小胶体颗粒及藻类、细菌等很难自然沉淀,多数海水淡化厂采用混凝剂和助凝剂来降低原料水中悬浮物含量。混凝产物导致过滤器堵塞后,采用预处理后的海水反洗,每天反洗后的混合海水未经处理直接排放到海洋中去。这些物质虽毒性低,但是会使海水浊度升高、透光性降低,也会对海生物造成一定的影响。

  如反渗透淡化装置,每年要对反渗透膜进行清理,过程中要用到除垢剂和弱酸等。处理后的残留化学药剂随着浓盐水排放入海,日积月累便会对周围海洋生态环境和海洋物种产生潜在不利影响。

  以海水作为冷却水的工艺过程中,需要添加阻垢剂、缓蚀剂、微生物抑制剂等水处理药剂来缓解冷却水水质的变化,保证冷却过程的顺利进行,但是大量的长期排放仍可能给环境带来危害。如早期使用的含磷配方阻垢分散剂,长期使用会造成水体富营养化。传统的杀菌剂基于液氯和次氯酸钠等氧化物,长期使用排放易对环境产生危害。因此开发高生物降解性,对人类和鱼类低毒的环境友好型水处理化学品至关重要。

  除上述提到的环境影响因素外,海水利用过程中还存在其他一些影响,例如,海水淡化反渗透工程中高压泵和能量回收装置大约能产生90~100分贝的噪音,形成十分严重的噪场污染。

  海水淡化过程中,由于传热管中铝、铜、锌等金属材料产生的腐蚀产物会随着浓盐水一同排放,因此对海洋环境也会产生不利影响。同时,海水中过量重金属除直接对海洋生物造成毒害外,还可能由生物体富集和食物链传递,通过海产品进入人体并造成危害。

  自1984年,我国颁布了首部旨在保护海洋环境的法律:《中华人民共和国海洋环境保护法》以来,先后修订和实施了多部具有针对性的法律法规,如《中华人民共和国防治海岸工程建设项目污染损害海洋环境管理条例》等。

  然而,尽管这些规范对工程项目中固体废弃物、废液等向海洋的排放作出了规定,但是并没有针对海水淡化工程设施的具体内容。

  在2013年制定的《战略性新兴产业标准化发展规划》中,国家进一步重视海水利用标准制修订工作,将“海水淡化、海水直接利用”等纳入节能环保产业标准体系框架中。到2014年年底,我国已发布并实施的海水利用相关标准达89项。然而面对日益增长的海水淡化水需求,公众对于海水淡化的接受性却有限,相应的卫生标准及规范缺乏,更加明确的法规和标准亟待出台。

  近年来,国家层面高度重视海水利用的发展,各地方部门也相应将其作为重要内容列入循环经济、节能环保等重要规划。

  2005年10月,由国家发改委、国家海洋局和财政部联合颁布实施了我国首部《海水利用专项规划》,继而,国内各地方先后出台了本地区的海水利用规划,如《天津市加快发展节能环保产业的实施意见》(津政办发[2014]23号)、《深圳市海洋产业发展规划(2013~2020)》和《杭州市海洋特色产业基地建设实施方案》(杭政办函[2014]135号)等,提出未来加快各自海水利用,特别是淡化产业发展的战略目标、产业布局、主要任务等,为切实推进海水利用提供了政策基础,也为海水利用产业发展提供良好的外部环境和广阔的发展空间,配合相应鼓励政策,促进海水利用产业发展。

  在海水淡化工程勘察和设计阶段,应尽可能地远离医院、学校和居民区等人群聚集区,避开已规划或已运营的滨海旅游区和自然保护区等生态敏感区域。工程施工阶段产生的含油污水应收集后处理,禁止直接排放入海;采用沉井式取水方法,避免扰动水体;在反渗透海水淡化系统的高压泵和能量回收装置中安装消音器或声屏障等,减小噪音;海水输送管道避开地下蓄水层,并采用耐腐蚀的高性能材料和加强日常巡检,防止管道“跑冒滴漏”。对于工程运行阶段产生的固体废弃物,首先鉴定其危险性,如为危险废弃物则由专业机构处理,如为一般废弃物则按有关规定处理。

  根据工程所在地的具体情况,选择能耗较低的海水淡化技术,也可综合采用多种海水淡化技术,提高产淡水率和降低工程成本。新能源因其清洁无污染和可再生等特点,具有良好的发展前景,其中太阳能和风能海水淡化技术尤其适用于偏远海岛的中小型海水淡化工程。

  浓海水排放口应远离海湾和河口等生态敏感区域,尽可能地选择海洋水动力条件较好的开放性海域,避开由岬角等特定地形引起的涡流带和波浪破碎带。减缓排水流速,从而减小机械卷载效应。在浓海水排放管道末端50~100m处采用多端口扩散,扩散位置的水深至少为7m,起点距低潮线];排放口朝向海面,与大陆坡之间的角度为30°~45°,促进浓海水排放后迅速稀释和扩散。在排放前消除浓海水中的有害物质,或经污水处理装置与其他冷却水混合稀释后排放。为防止热污染,可采用冷却系统使浓海水充分散热或选择扩散条件较好的排放口。根据排放口附近海域的潮汐特点,在特定时间排放。

  综上所述,我国海水资源利用正处于发展阶段,加之区域水资源之间存在差异性,利用程度各不相同,同时海水的净化过程也会对生态环境造成一定的影响。在未来海水淡化产业化进程中,要着重突破海水淡化各个环节的核心技术,建立完善的政策、标准支持体系,在满足人们使用需求的同时,将其对环境的影响程度降到最低,实现人类与自然的和谐发展。

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