核能海水淡化

                           中国原子能科学研究院　李兆桓

　　我国约有6至7亿人口生活在缺乏天然淡水资源的地区，是一个缺水的国家。缺水地区主要分布于长江以北的沿近海各省市、内蒙古和西北各省区。需要开源节流。一方面要节约用水，减少水资源消耗量。另一方面要开辟人工水源，增加水资源量。海水资源无限，海水淡化是极好的、又是切实可行的办法。

　　全世界约有88个国家缺乏天然淡水资源，缺水是一个世界性普遍存在的问题。

　　中东是世界上缺水最严重的地区，那里的人均年拥有天然淡水资源量小于500吨。因此，早在上世纪五十年代，那里就开始发展海水淡化业。经过了几十年的努力，己取得可喜的成绩。人均日用水量大小是直接指示人民生活水平高低的。要提高我国人民的生活水平，急切需要发展海水淡化业。

　　常用的海水淡化方法有二种。一种称为反渗透法。通常，浓溶液能吸收外部稀溶液中的水分，如植物根部能吸取土壤中水那样。反过来，要想把浓溶液中的水分渗透出来，必须外加高压。这种在外高压作用下，从海水里渗透出淡水来的方法，就是反渗透法。外加高压与海水的含盐量成正比。一般反渗透法海水淡化要加到80大气压。因此，反渗透的容器尺寸不能太大，不然，反渗透膜和容器的强度均成问题。所以，反渗透法仅适用于海岛小规模海水淡化和内陆地区的苦咸水淡化，因为苦咸水的含盐量远比海水的低。另一种称为蒸馏法。这种方法的原理十分类似于家庭里的烧开水。把海水放在水壶里烧开，壶盖上就会有凝结下来蒸馏水，这就是淡化水。不过，当海水淡化时，为了节约能源，把第一壶烧出来蒸汽用于烧第二壶的蒸汽又烧第三壶，如此等等，然后把所有的冷凝水都收集起来，就是生产的淡化水。

　　蒸馏法海水淡化生产的淡化水实际上就是蒸馏水，水质很好、纯净，无菌。适合于工业锅炉和核反应堆用水，但不宜作饮食用水，因为水中的矿物质含量过低。经过矿化后，不论是达到美国、日本等的国家卫生标准，每升水中含矿物质500毫克，或者是达到我国的国家卫生标准和国际卫生组织的参考值，每升水中含矿物质1000毫克后，就可供作自来水，也可供作直接饮用水。所谓矿化就是向淡化水中加入矿物质。有的用回参部分海水的办法。生命起源于海洋，海水中的矿物质十分丰富、全面。所以，饮食用淡化水极适合于人类健康。

　　蒸馏法海水淡化生产过程中消耗初级能源。常用的初级能源有煤、石油／天然气和核能。其中核能的价格最低，而且还可以逐步恢复碧水蓝天。所以，核能海水淡化特别适合于我国人口多、供水量大的特点。

　　家庭用的烧水壶底部常结了一层水垢，严重影响传热速率。海水具有很强的腐蚀性，也易结垢。海水淡化装置内与海水接触部分不能用普通钢材，而要用昂贵的金属材料，同时，也要限制海水最高工作温度。因此，海水淡化装置的建造费用比核反应堆的还大二、三倍，而且海水淡化过程的热利用效率也很低，导致淡化水的生产成本很高。我国在准备大力发展海水淡化业的同时，应努力设法改进技术，降低海水淡化的生产成本，以适应我国居民的收入水平。