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今年1月以來環(huán)渤海地區(qū)的海冰成災(zāi)讓人記憶猶新，而如今我國西南地區(qū)正在大面積蔓延的旱災(zāi)令人扼腕。如果能讓有害的冰變成有用的水？……聽上去這似乎是個笑談。然而，最新的研究表明，經(jīng)過近10年的努力，我國開展的海冰淡化技術(shù)研究已取得重大突破，居世界領(lǐng)先水平。這一重大突破在當(dāng)今世界水資源日益緊缺的背景下，顯得尤為引人注目。海冰淡化技術(shù)，不僅可以讓海冰變害為利，而且有望使我國環(huán)渤海地區(qū)變?yōu)榫薮蟮摹八搿薄?/STRONG>
海冰淡化：渤海灣有望成北方淡水庫
北京師范大學(xué)教授顧衛(wèi)和國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心海洋環(huán)境動力研究室主任陳偉斌等專家告訴《經(jīng)濟(jì)參考報》記者，海冰淡化技術(shù)目前已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵設(shè)備研制和綜合實驗階段，盡管離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已為時不遠(yuǎn)，但仍面臨重重困難，亟待政府和企業(yè)支持。相關(guān)人士呼吁，應(yīng)盡快推動渤海海冰淡化的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使海冰資源真正成為環(huán)渤海地區(qū)的巨大“水碗”。
渤海污染不影響海冰淡化水質(zhì)
陳偉斌、顧衛(wèi)等專家認(rèn)為，環(huán)渤海地區(qū)儲存的海冰正常年份平均可開采量100億立方米，資源豐富。而科學(xué)實驗證明，海冰脫鹽后可達(dá)到水庫、河流等地表水一類水標(biāo)準(zhǔn)，這表明渤海污染不會影響海冰淡化后的水質(zhì)。
海冰淡化有很重要的現(xiàn)實需求
“隨著我國南、北各地用水量的不斷增加，最終將可能會出現(xiàn)調(diào)到渤海周圍地區(qū)的淡水分配量很難得到保證的情況。因此，如何在環(huán)渤海地區(qū)開發(fā)新的淡水資源，不僅是非常重要的科學(xué)研究，更有非常重要的現(xiàn)實需求。”
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海冰淡化水用途甚廣
海冰淡化水開采前景廣闊，其應(yīng)用前景更是被專家看好。據(jù)介紹，海冰淡化水可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域。
目前的研究結(jié)果表明，海冰水在灘涂鹽堿地改良工程中有著非常廣泛的應(yīng)用前景。在渤海灣沿岸，有著廣闊的沖積平原，這里地下水埋藏淺、鹽度高，土壤鹽堿化嚴(yán)重，大部分土地是只能生長蘆葦和鹽生植物的鹽堿灘，土地利用率低、農(nóng)業(yè)產(chǎn)出少、農(nóng)民生活比較困難。研究團(tuán)隊在河北黃驊基地開展的海冰水農(nóng)業(yè)利用研究中，提出了挖淺池、筑臺田、覆海冰、洗鹽堿的海冰水利用及鹽堿地改良模式，可以在兩年左右時間里，將鹽堿地改造為宜農(nóng)、宜牧、宜林的良田，使種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)與旅游業(yè)有機結(jié)合，既可以增加我國耕地資源的戰(zhàn)略儲備，又可以為環(huán)渤海沿岸地區(qū)的發(fā)展建設(shè)大面積城郊服務(wù)型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，還可以為營造海岸防護(hù)林或濱海生態(tài)林提供林業(yè)用地。
海冰淡化工藝流程
海冰淡化從工藝上來說，包括采集、輸送、脫鹽、存儲等四大流程。海冰采集分為岸邊采集和海上采集兩種形式，海冰輸送分為傳動輸送和氣動輸送兩種形式。
目前研究人員根據(jù)海冰微結(jié)構(gòu)特點，利用離心原理對冰體內(nèi)的鹵水胞進(jìn)行分離，利用控溫方法擴(kuò)充冰內(nèi)的鹽水通道，攻克了海冰固態(tài)淡化的關(guān)鍵技術(shù)，自主研制出了海冰離心脫鹽機、海冰控溫凍融脫鹽裝置、海冰重力脫鹽裝置、海冰融水反滲透脫鹽設(shè)備，完成了從海冰采集、輸送到脫鹽、存儲的完整工藝過程，獲得的海冰淡水鹽度為2‰以下，達(dá)到國家水源地的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
海冰由固體淡水冰晶與液體鹽水鹵胞所構(gòu)成，是固、液兩相共存的復(fù)合體。海冰淡化其實就是實現(xiàn)淡水冰晶與鹽水鹵胞的分離過程。研究人員根據(jù)海冰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，先后提出了微波法、混合法、擠壓法、重力法、離心法等海冰脫鹽方法。經(jīng)反復(fù)實驗，專家認(rèn)為按現(xiàn)有技術(shù)水平和能力，可用于大規(guī)模海冰淡化工程的脫鹽方法是海冰重力脫鹽和海冰離心脫鹽方法。
海冰重力脫鹽是利用海冰內(nèi)部存在的鹵管，經(jīng)過自然升溫過程使?jié)恹u水沿重力方向自然排出，從而實現(xiàn)淡水冰晶與鹵水的分離。這種基于自然能源利用的脫鹽方法，能耗較少、成本低廉、環(huán)境友好，脫鹽率可達(dá)到85%以上，便于沿岸大規(guī)模海冰淡化工程使用。
海冰離心脫鹽是利用海冰內(nèi)部固體淡水冰晶與液體濃鹵水相間分布的特點，通過剖分過程和旋轉(zhuǎn)過程，使?jié)恹u水沿離心力方向被強制排出，從而實現(xiàn)淡水冰晶與濃鹵水胞的分離。海冰離心脫鹽雖然需消耗電能，但設(shè)備移動性強，脫鹽率可達(dá)到95%以上，便于工廠化大規(guī)模海冰淡化。目前研制的海冰離心脫鹽設(shè)備每小時可處理5噸海冰，脫鹽后的海冰鹽度為1.5‰左右，效果顯著。 |