新加坡正在研究用類似人類腎臟的生物膜技術淡化海水
2014-04-21 21:01:43
admin
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據北青網2013年12月11日訊 對于新加坡這樣全球人口密度居前的國家來說，確保充足的水源從古至今就是個大問題。在上世紀的1942年，日軍進攻新加坡時，駐守在新加坡的十余萬英國軍隊在彈藥和糧食充足的情況下被迫投降的原因之一就是日軍占領了海峽對岸馬來西亞柔佛州的蓄水池，而這處水源對當時缺乏淡水資源的新加坡來說就是一條生命線。
時至今日，來自馬來西亞的淡水仍是新加坡的四大國家“水龍頭”之一。這個水源雖然自1961和1962年新加坡和馬來西亞之間簽署供水協議以來運轉穩定，但出于對生命線為人掌握的戰略擔憂，新加坡一直在主動降低進口水的比例。另外，新加坡同馬來西亞所簽署的兩個進口水協議中，一個在2011年已經到期，另一個在2061年也會到期，留給新加坡建立自主性水源的時間并不多。所以，新加坡加緊設立雨水收集、新生水和淡化水這三大“水龍頭”。
目前，三分之二的新加坡國陸地面積上已經全設置了雨水收集設施。由于國土面積狹小，新加坡對雨水收集的方式幾乎是處處要達到極致。《第一財經日報》記者在新加坡看到，新建的住宅區所在地域一般都處于高地，形成一定的坡面，居民小區的綠地也有坡度，都有利于雨水自然下流。連市內高架路路面下面都設置了雨水收集管道，防止任何雨水被浪費。
除了雨水集用，新加坡還設置了兩類集水區，一個是受保護的集水區，一個是河道的蓄水池。比如，新加坡在橫貫新加坡市內的濱海水道入海口處建立了攔水壩，將濱海堤壩內的水凈化并由咸轉淡，形成了10000公頃的水域面積。由于濱海蓄水池要流經牛車水、烏節路等老城區，實際上解決了老城區雨水收集的難題。像這樣河道和湖面改造來的蓄水池在新加坡總共有17個。如今，進口水和雨水收集這兩大“水龍頭”所提供的水量占新加坡年供水總量的45%左右。
新加坡公共事業局署長喬治馬特文（George Madhavan）介紹說，新加坡的遠期雨水收集目標是，雨水集水區的面積要占到新加坡陸地面積的90%。
但隨著新加坡的人口逐漸增加，依靠進口和降水這樣總量有限或者靠天吃飯的水源還難以解決新加坡的用水難題，另兩大“水龍頭”——新生水和淡化海水則承擔了新加坡水源長遠使用的希望。
新生水*初被引入到新加坡是2003年，主要是通過反滲透技術將生活和生產污水實施凈化處理后補給水源使用。新生水來源就是生活和工業用的污水。在馬特文看來，新生水工廠就像一個洗衣房，將污水像臟衣服一樣收進來，將干凈的水作為新衣服送出去。
盡管新生水已經非常潔凈，但目前在新加坡主要用作工業、城市園林景觀灌溉和工商業的空調冷卻用水。但到了旱季雨水減少的時候，也有一部分新生水被注入到水庫中作為淡水儲存。事實上，新加坡所謂的新生水同中國城市中已經采用的再生水為同一事物，但潔凈處理程度要更高。截至2010年底，中國的城市再生水平均利用率也早就攀升至8.5%。比如，在較為缺水的北京，再生水已經成為北京的第二水源，占全市水資源使用總量的21%。遠期來看，按照環保部發布的《重點流域水污染防治規劃(2011－2015年)》，到2015年我國再生水利用率力爭提高到15%。
不過，同中國一樣，新加坡在實施再生水方面也面臨成本的挑戰。新生水在新加坡的處理成本平均約為每噸0.4～0.5新加坡元，相當于人民幣2～2.5元，和中國國內工業污水再生的成本有相似的可比性。但新加坡政府所確定的水價從2010年以來就沒有變更過，所以主管新加坡水務的公共事務局也面臨很大的成本管控壓力。
在設計中提升水處理集成度和管控投資成本是其中一個有效的降成本方式。在新加坡地下，新加坡公共事務局建設了橫貫國土的巨型污水管道。其全部建成后，將減少50%的地表污水運輸管道占地面積，減少了土地占用成本。而樟宜水回收廠就建設在管道上方，通過提升污水收集和輸送的便利性降低了整體的水處理成本。
當然，更為有效的方式是在水處理技術上的創新。馬特文表示，新加坡政府正在研究用類似人類腎臟功能的生物膜技術進行淡化海水處理。
據記者了解，國內對生物膜技術的成本展望中，生產成本有望降到每噸1元人民幣，約相當于0.2新加坡元。
現在，新生水和海水淡化水在新加坡年供水量中的占比分別為30%和25%。新加坡政府計劃在2030年將兩者比例分別提升到50%和20%，到2060年提升到55%和25%。
如果按照這樣的方式，兩大自給水源至少解決了新加坡八成的水源需求，但新加坡島內也出現了一種擔心，即這兩大水源都是耗能水源。
未來新加坡在用水方面恐怕對進口能源會越來越依賴。
馬特文對本報記者說，未來節能也要靠技術提升，比如淡化水上，如果按照如今使用的反滲透電化學淡化技術，每立方米水的耗能在1.5千瓦時（kWh）左右，而如果未來采用生物膜技術，每立方米的耗能有望降到0.75千瓦時（kWh）以下。
“其實我認為，水源對于人類使用來說應該是足夠的，我們只是要對水進行更好的處理而已。”馬特文說。