全球水體面積超過70%,但只有不到0.5%的淡水可飲用。作為可持續性經濟增長的必需,水資源仍是現今最便宜的商品,如果有一天這0.5%用盡了,則無論提供多高的價錢都找不到可替代品。在需求方面,同樣不能指望水資源需求增長和人口增長同步,過去100年間地球人口翻了一番,但水的需求則增加了5倍,水處理的壓力也隨之劇增。
如果想使全球水系統在未來20年實現現代化,預計需要投入1萬億元的資金。此外,更新和維護水基礎設施也是一筆巨大的潛在資本支出,僅靠政府鞏固和改善供水服務恐難以支撐,需要企業界對水資源匱乏提高認識,加快應對技術的革新。此前,通用電氣公司投入部分經費,研發污水處理系統的過濾器設備,但這項投入只占其收入的不足2%。
目前,工業用水市場對水的需求越來越大,據統計,用于日常飲用的水消耗只占3%至5%,其余全部為工業、洗滌以及其他應用領域。專家稱,世界范圍內水資源處理技術普遍不合時宜,跟不上水資源需求的極大變化。
充分利用海水淡化技術,也許能有效地解決水需求的緊張。反滲透方法是目前海水和苦咸水淡化的最經濟手段。反滲透脫鹽分法利用高壓使含鹽或污染物的水流向半透膜,膜上的小孔讓水分子穿過,留下鹽分和雜質,從而達到海水淡化或污水凈化的目的。這是中東、沙漠地區和島嶼地區飲用水及工業用水的主要生命線。全球利用反滲透法淡化的水日產量現在已達1000萬噸,預計到2015年,這個數字還能再翻一倍。但是,此過程中也伴隨著大量的能源被浪費,目前最先進的反滲透膜脫鹽率為99.8%,僅是脫鹽一步就有近一半的水流入了排水系統。
另一個問題則是膜污染。膜污染產生的原因是反滲透系統的傳統預處理方法無法提供可靠的入水水質,這使很多淡化設備在遠遠低于其設計出水量的情況下工作。納米反滲透膜則是針對以上問題開發的新技術,它將允許水溶液中的水分子在相對低的壓力下通過,排斥雜質不讓其吸附在膜表面,從而節省能源和開支。但該技術目前仍處于實驗室階段,商品化的道路遙遙無期。
排水管材料也同樣影響水處理的效果。專家表示,在水利行業,基本上是“管道越小,利潤越大”。城市市政的排水管道大利潤也小,如何縮減排水管成本的同時加大過水率,就成了亟待革新的關鍵性技術。而水處理行業不存在“萬能工藝”,在制藥、半導體等專門行業,需水量雖小,對純度要求卻很高,因此必須將矛頭對準過濾設備,用比常規超濾膜方法更有效的技術來減少管道污垢。
水資源的末端處理還要結合源頭控制,不能因為水處理標準的提高,而使水體污染程度加劇。水體指標的提升,既可減輕集中處理的負擔,又可保證集中處理的水質。目前各國都存在排放標準和污染物減排之間的搏弈,真正實現清潔生產尚需努力。
水資源問題無論在技術還是經濟領域都應提上議事日程,對此,人類期待著科技革新可以改變水的命運,或者可以說改變人類自身的命運。
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