随着工业发展,对水资源的耗费和利用问题,越来越得到社会的关注。越来越多的人认为将出现“水危机”。甚至有专家预测,人类的下一场世界大战,会是由于争夺水资源引起的说法。
那么,我们该如何应对水危机,节约合理利用水资源呢?从理论上讲,在一般环境中,水不会消失也不会产生,它只是从一个地方转移到另外一个地方(如河流入海),从一种形态转变为另外一种形态(如冰川融化),以及其本身内含物变化(如水的污染)。水的总量没有变化,变化的是我们可以接触到、可以使用的水量。所以,我们并不缺水,缺少的是对使用水的正确方法。因此,在一个文明的社会,我们至少应拥有两个至关重要的能力——一是“技术开发”,二是“从经验中学习”。一方面我们可以通过技术进步将不可利用的水(咸水、污水)转化为可利用的水,也可以通过技术的、经济的、行政的措施来合理地减少目前的耗水量。另一方面可以开源和节流,任何一方面的成功经验,都可以大大地缓解水资源的紧张局面。
工业行业的节水
工业领域对水的使用基本上体现在冷却、加热、清洗(漂洗)、溶剂等。食品饮料行业是一个工业用水大户,因为在其生产过程需要大量的清洗、消毒、冷却、加热等操作,这些都有水的消耗。通过使用高技术的清洗剂、消毒剂,以及适当的水处理技术,或者改进工艺降低清洗频率,这些都可以大大降低每吨产品水的消耗量。例如,每生产1吨啤酒在上世纪90年代末可能需要30吨水,而如今平均耗水量可以降低到6~7吨。一些有环保意识和社会责任感的企业,通过增加重复利用水和进一步应用高科技,还能有很大的节水空间。在节水的同时,还可以为企业创造经济效益。
废水处理及中水回用
从“九五”规划到“十二五”规划,国家投入了大量资金用于废水处理的设施建设,仅在十一五规划期间,国家实际投入废水处理和再生水设施的资金达到3320亿元。
由于水资源的压力,当前国家和企业关注点不仅在废水处理后是否能达标排放,还在进一步关心,废水处理后是否能拿回来重新用在一些低要求的应用上。近5年来,因为这个原因,MBR技术,即生物膜技术,在中国得到了大量的应用。用传统方法进行废水处理使其达到可排放水准后,链接MBR继续进行深度处理,从而达到再生水甚至生活饮用水的标准,重复使用。由于再生水目的的不同,整体MBR处理工艺会有差别,可能会采用微滤、超滤、纳滤,甚至链接反渗透组件(以达到饮用水标准)。膜技术的发展,给我们提供了污水重复使用的可能。
关于污水处理,另一个需要强调的问题是污水处理后污泥的处理。以往的污泥处理往往是填埋,但是天长日久,污泥里的污染物还是会随着雨水重新污染自然水源,导致前面污水处理的效果化为乌有。目前政府倡导的是,污泥集中焚烧处理。焚烧处理中焚烧炉的温度非常重要,不当的焚烧温度会产生有害气体污染大气。另外,西方国家比较流行的方法是厌氧消化生产生物能源,随后还田处理,我们或许可以借鉴并进行实验推广。
海水淡化
大海拥有无限的水量,不用担心水供给的问题,我们有很多大城市靠近海边,取得海水也不是困难的事。反渗透膜技术和低温蒸馏技术是淡化海水的成熟方法,以后甚至将会发展成一个成熟的工业。惟独有一个问题,无论是反渗透还是低温蒸馏,都是要耗费能源的,实际上海水淡化是一个能源换取水的技术。这就是为什么海水淡化在能源丰富但水源短缺的中东国家最为流行的原因。
新技术的不断研发,使我们可以不断地降低生产每吨淡水的能源消耗;另外,一些研究也在考虑使用替代能源(例如太阳能、风能)或者将废热用于海水淡化;同时也有全新技术的出现。所以,我们有理由相信,技术进步会使无限量地从海水中提取淡水成为可能。综上所述,尽管我们在水资源方面面临着严重挑战,但也有多种应对之策。(康 文)
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