關于海水淡化水進入市政管網存在的問題及解決方法

摘 要：近幾年來海水淡化發展較快，逐漸從工業用水擴大到市政供水。這意味著海水淡化水進入市政管網將會受到越來越多的重視。從飲水安全和管網保護等方面說明海水淡化水與傳統水資源的差異，在此基礎上初步提出海水淡化水的后處理應考慮的問題很解決的方法。

關鍵詞：海水淡化水 市政管網 再礦化

1.海水淡化進入市政管網的現狀及必要性

在地球所含有的水資源中，淡水所占的比重非常小，絕大部分都是海水。海水占到了總量的97.47%，淡水僅占2.53%。然而在這部分淡水中，又有69.5%的淡水資源是難以利用的冰川水。只有剩余的30.5%的淡水在永久凍土層和地下含水層，這都是不可再生的資源。河流、土壤和湖泊所容納的水資源只有0.3%。所以，淡水資源十分緊缺。隨著人口的快速增長，社會經濟快速發展，淡水資源的污染問題也是日趨嚴重。

近年來，水資源短缺的危機已成為繼全球氣候變暖之后的第二大世界性的環境問題。世界上很多地區都出現了嚴重缺水的情況，這一的現象使得海水淡化技術漸漸出現并逐漸發展。

海水淡化在我國已有幾十年的發展歷史，最早用于向海島供水，近幾年由于淡水資源短缺，海水淡化得到快速發展，海水淡化水正在工業上加快推廣應用。隨著缺水的形勢日益嚴峻， 國家發展改革委、國家海洋局和財政部聯合發布的《海水利用專項規劃》提出，到2010年，我國海水淡化能力達到日產80萬～100 萬立方米，每年海水直接利用能力達到 550 億立方米，海水利用對解決沿海地區缺水問題的貢獻率達到 16%—24%。加快海水利用是解決沿海地區淡水資源不足、促進經濟社會可持續發展的重要措施。“十五”期間，我國海水利用產業化發展取得了重大進展，規模不斷擴大，成本大幅度降低。

2.海水淡化進入市政管網存在的問題

進管網前需要解決的問題是海水淡化水對市政供水管網的影響， 只有針對這個問題對海水淡化水進行適當的后處理 ， 才能保證與管網良好地兼容。這方面的工作也被越來越多的人關注。本文將從以下幾方面討論海水淡化進入市政管網存在的問題。

2.1海水淡化水對管網影響

與傳統水資源不同的是，海水淡化水作為高純度、高品質的非常規水源，具有硬度較低、堿度低、水質偏酸性，緩沖能力低的特點，在進入市政管網后可能會改變管網中的平衡，會加速管道內水垢的溶解，造成“紅水”和“黃水”現象。

不同管材、不同使用年限的管網中，淡化水在其中運行條件不同，會導致腐蝕程度有所差異，尤其是鐵制管材。管網內水的流速會影響溶解氧的擴散速度以及擴散層的厚度，間接影響了鐵質管網內壁的腐蝕速度與程度。除此之外，隨著淡化水在管道中滯留時間的延長，管材的腐蝕程度加劇，水質逐漸變差。

2.2海水淡化水飲用安全問題

水質指標是判定飲用水安全性的重要指標，從海水淡化水在工業上的應用可以看出，海水淡化水的品質極高，但由于它對水中雜質和絕大多數離子的脫除率較高，使其脫除了許多對人體健康有益的成分（如硬度和氟化物等）。另外，由于反滲透膜對硼的脫除率相對較低， 淡化水中硼的含量相對偏高。因此，與海水淡化水飲用安全緊密聯系的淡化水水質指標主要有硬度、氟化物和硼等。

（1）硬度

采用不同方法生產的淡化水含鹽量也不同：蒸餾法的含鹽量很低，一般為 1 ～ 20 mg/L；膜法由于受進水的含鹽量以及滲透膜脫鹽率的影響 ， 一般為 10 ～500 mg/L。盡管膜法淡化水的含鹽量不是很低，但由于膜對二價離子脫除率很高，所以海水淡化水中的鈣、鎂離子含量很低，而使用蒸餾法得到的海水淡化水中各種離子含量都非常低。WHO研究認為，飲用硬水有可能會降低患某種心血管病的概率，但是，飲用硬度過高的水也會增加患膽囊炎、結石和關節等疾病的幾率。

（2）氟化物

WHO研究表明，氟含量過低會增加患齲齒病的幾率，但海水中氟化物含量偏低 ， 一般約為1.3mg/L，經淡化后含量更低，蒸餾法產水中幾乎不含氟，不利于人體健康。

（3）硼

海水中硼含量較高，標準海水中硼含量約為4.6mg/L，最高可達6mg/L。蒸餾淡化水的硼含量很低（<0.02 mg/L）。但是膜對硼的脫除率較低，所以一級海水反滲透產水的硼含量較高，約為 1.0 mg/L。中國以及WHO對飲用水中硼的限值規定為 0.5 mg/L。硼在低劑量 （1 mg/L）時對人體健康沒有不良影響。含硼較高的水不利于部分農作物的灌溉，所以硼的含量更多是農業方面的影響因素。

3.針對問題提出的解決方法

3.1保護市政供水管網

淡化水的硬度、堿度、pH都較低，緩沖能力較差，會溶解管道內壁的保護性垢層。我國給水管網多為鑄鐵管和鋼管，進入管網前需對淡化水進行水質穩定處理，以控制水的腐蝕性，使之與管網兼容。不過，腐蝕性并非淡化水所獨有，由于給水腐蝕管網而導致供水水質污染，色度、鐵含量增加的現象在自來水中也較常見。穩定淡化水水質可以通過調節 pH和提高堿度、硬度達到所需要求，這個過程為再礦化。再礦化可以增加水的緩沖能力，改善碳酸鹽平衡，增大保護性碳酸鈣垢層在管道內壁沉積和壓縮的傾向，有效減小水的腐蝕性，減小金屬離子的釋放，達到穩定水質的目的。再礦化的方法有四種：與其他源水互摻、投加NaOH等化學藥劑、石灰法、石灰石溶解法。也可以通過投加緩蝕劑，降低淡化水的腐蝕性。

除此之外，要根據實際需求來確定最合理的流速及停留時間，讓處理后的淡化水水質更穩定。

3.2改善水中含鹽量

由于淡化水的硬度較低，不利于人體的身體健康，所以要適當增加水的硬度。最簡單的方法是與當地硬度偏高的水混合，在增加淡化水硬度的同時適當降低當地水的硬度；針對海水中氟化物含量偏低的現象，因此在海水淡化水用于飲用時可適當增加氟含量，與當地自來水水平相平；海水中硼含量較高，而硼的含量是影響農業種植的一個重要因素，所以可以用絮凝、氧化物吸附、陰離子交換樹脂、萃取等方法來降低硼的濃度。

參考文獻：

[1] 田一梅，劉揚，趙鵬，等.海水淡化水在既有管網輸配的鐵釋放控制研究[J].環境科學，2012，33（4）：1216-1220.

作者簡介：趙晗彬（1997.11.07—），女，漢族，籍貫：浙江諸暨，學歷：本科在讀，研究方向：海水淡化水。