海水淡化处理技术的方法及成本探讨

沈万中 徐丽娟 谢瑞忠 王维清 唐晓华

摘要：随着水资源短缺问题的日益凸现，海水淡化处理成为了目前受到广泛关注的重要解决手段，通过海水淡化产业的大力发展，能够使水环境恶化、水资源不均衡、水土流失等问题得到有效缓解。因此不少地区，特别是沿海城市，对海水淡化技术加大了研究和应用力度，推进了反渗透海水淡化项目的实施，其中也涉及到项目投次及运行成本等影响因素，其对项目的顺利开展造成一定的影响和制约。本文就水资源利用现状，以及造成海水淡化处理成本及投资较高的原因进行分析，并根据海水淡化项目案例，对其成本进行分析，进一步对海水淡化模式的经济性和可行性进行探讨。

关键词：海水淡化;处理技术;成本计算

一、海水淡化及水资源利用现状分析

目前为了满足各地用水需求，同时还要确保水源水质达标，主要采用的是来自于湖泊、河流以及湿地的地表水，以及贮存于地下岩石孔隙、溶洞等的地下水，另外就是采用特殊工艺进行淡水化处理的海水。

在进行地下水开发利用中，其处理方式相对较为简单，具有工程量小、费用低、工艺成熟等优势，但需要对地下水进行合理开发利用，一旦出现过度使用和开采的情况，将导致局部坍塌、地下水位下降、水井枯竭，以及海水或咸水倒灌的现象，甚至会严重破坏当地建筑物，给城市发展造成巨大的经济损失[1]。

采用远程调水的方式通常利用长距离管道进行水资源输送，从工程成本进行核算时，往往只包含了工程以及运行维护费用，未将管道铺设造成的苗木补偿、占地、移民安置以及环境恶化等间接性费用纳入其中，一旦出现生态环境破坏的情况，其造成的经济损失往往是难以估量的。因此面对水资源的日益匮乏，以及其他水資源开发利用方式存在的弊端，对海水淡化产业进行大力发展势在必行，能够使环境恶化、水资源不均衡、水土流失等问题得以有效缓解。

二、海水淡化成本偏高的影响因素分析

（一）成本影响因素

目前海水淡化处理技术应用中，其成本直接关系着应用推广范围及程度，也直接关系着群众的日常生活，只有其成本与自来水价值接近时，才能真正投入开发和利用。海水淡化处理项目投入成本与其他供水工程相同，其包括了建设成本和运行管理成本等，同时对其造成影响的因素包括了技术工艺、规模、资金来源、电费、税收以及利润率等[2]。

海水淡化成本主要包括了设备投入、材料成本以及运行能耗等，提高海水渗透压需要提高高压泵的压力，同时电价较为昂贵，因此导致运行能耗在成本中占比较大，同时也难以下调。针对投入的设备和材料部分，因所采用的技术工艺不同，海水淡化处理技术所采用的设备也有所差异，随着国内制造技术的不断发展，其处理设备只有极少数需要进品，大多都已实现国产化，但同时进口设备价值较高，也是导致成本增加的原因之一。另外因海水具有一定的腐蚀性，在处理过程中所采用的过流部件都需要进行抗腐蚀处理，并且反渗透膜材料价值较高，在使用过程中极容易被污染，通常三至五年需要进行更换，这也是导致是成本增加的重要原因。

（二）影响投资的主要因素

与其他水资源开发利用方式相比，海水淡化处理项目工程的投资较大，也导致了海水淡化处理技术普及较慢。随着相关淡化处理技术的不断研发和实践应用，反渗透海水淡化技术的出现使海水淡化成本明显下降[3]。在处理项目中所采用的海水淡化处理工艺参数和方法对项目投资额产生直接影响，比如采用蒸馏法，需要对海水中含有的大量氯、微生物、藻类以及各种无机盐等进行处理，因此预处理工艺较为复杂，通常采的沙池过滤后再通过各种絮凝剂的添加，对其进行沉淀处理，之后再进行蒸馏，在进行蒸馏时，其工艺也有较高的要求，通常需要在低压环境中进行，同时需要要求材料具有较高的抗污染、抗腐蚀的能力，为了使能耗降低，需要对提高效数或级数，使“造水比”提高，因此需要增加投资额，实现能耗降低的目标。为了降低费用，就需要对投资额与“造水比”之间平衡和优化，对“造水比”的最佳范围进行设计，目前此类淡化技术逐渐被反渗透技术所取代。而反渗透淡化处理技术也需要利用压力交换器或能量回器等设置，回收浓盐水的能量，从而使能耗降低，也会导致投资额的增加。不过与其他处理工艺相比，反渗透淡化处理技术所增加的投资额相对较少。

三、海水淡化成本计算及可行性结论

对常用的反渗透海水淡化处理技术运用进行成本构成的详细分析，其中总成本费用包括了运营期内提供服务所产生的全部费用或当期为生产产品所发生的全部费用，其可以利用生产成本加生产要素法或加期间费用估算法进行估算[4]。本文结合目前缺水严重的天津市地区海水淡化工程项目的具体建设情况，其建设内容主要包括海水提升泵站、海水淡化厂、输水管网、浓盐水输送管网以及变电站等，并对海水淡化厂建设的工程投资和成本进行分析可以看出，目前海水淡化技术日趋成熟，随着成本和投资费用逐步降低，使海水淡化处理技术得到广泛重视。与一般饮用水标准相比较，经过淡化处理的海水水质标准较高，并与桶装水或直饮水之间无实质性差别，不再需要经过任何处理，便可直接通过城市自来水管道或直饮水管道进行输送，另外与长距离调水和再处理相比，两者综合成本相接近。但与调水工程相比，海水淡化处理中，水源地建设不会对土地造成影响，并产生移民等问题问题，建设成本的高度具有可控性，同时建设周期较短，并且其建设可根据具体情况和需求采用分段建设的方式。最后通过对比几种供水方式的供水价格，并结合近几年来供水价格趋势可以看出，海水淡化价格正逐年下降，而其他供水方式的水价呈逐年上升的态势，所以从发展的眼光来看，随着海水淡化技术的不断发展，其成本会随着规模的不断扩大持续下降。

四、结束语

目前国内淡水资源日益匮乏，可用水量不断减少，近年来各地开始实施阶梯水价以及自来水限量使用等措施，同时对海水淡化处理技术的研发力度也在不断加大，技术也日趋成熟，随着海水淡化规模的不断扩大，其单位成本也将逐步下降。

参考文献：

[1] 杜鹏，李琳，王金成.海水淡化处理技术的方法及成本分析[J].工程造价管理，2018，000（002）：64-69.

[2] 陈栋，张朝升，荣宏伟.低成本冷冻法海水淡化技术[J].净水技术，2019，38（1）.

[3] 张明宇，凌长明，李儒松，等.海水淡化成本与效益分析[J].净水技术，2019，038（003）：113-118.

[4] 邓自强.反渗透海水淡化处理工艺分析与研究[J].建筑工程技术与设计，2018，000（014）：5621.