新加坡正在研究用类似人类肾脏的生物膜技术淡化海水
2014-04-21 21:01:43
admin
272
据北青网2013年12月11日讯 对于新加坡这样全球人口密度居前的国家来说，确保充足的水源从古至今就是个大问题。在上世纪的1942年，日军进攻新加坡时，驻守在新加坡的十余万英国军队在弹药和粮食充足的情况下被迫投降的原因之一就是日军占领了海峡对岸马来西亚柔佛州的蓄水池，而这处水源对当时缺乏淡水资源的新加坡来说就是一条生命线。
时至今日，来自马来西亚的淡水仍是新加坡的四大国家“水龙头”之一。这个水源虽然自1961和1962年新加坡和马来西亚之间签署供水协议以来运转稳定，但出于对生命线为人掌握的战略担忧，新加坡一直在主动降低进口水的比例。另外，新加坡同马来西亚所签署的两个进口水协议中，一个在2011年已经到期，另一个在2061年也会到期，留给新加坡建立自主性水源的时间并不多。所以，新加坡加紧设立雨水收集、新生水和淡化水这三大“水龙头”。
目前，三分之二的新加坡国陆地面积上已经全设置了雨水收集设施。由于国土面积狭小，新加坡对雨水收集的方式几乎是处处要达到极致。《第一财经日报》记者在新加坡看到，新建的住宅区所在地域一般都处于高地，形成一定的坡面，居民小区的绿地也有坡度，都有利于雨水自然下流。连市内高架路路面下面都设置了雨水收集管道，防止任何雨水被浪费。
除了雨水集用，新加坡还设置了两类集水区，一个是受保护的集水区，一个是河道的蓄水池。比如，新加坡在横贯新加坡市内的滨海水道入海口处建立了拦水坝，将滨海堤坝内的水净化并由咸转淡，形成了10000公顷的水域面积。由于滨海蓄水池要流经牛车水、乌节路等老城区，实际上解决了老城区雨水收集的难题。像这样河道和湖面改造来的蓄水池在新加坡总共有17个。如今，进口水和雨水收集这两大“水龙头”所提供的水量占新加坡年供水总量的45%左右。
新加坡公共事业局署长乔治马特文（George Madhavan）介绍说，新加坡的远期雨水收集目标是，雨水集水区的面积要占到新加坡陆地面积的90%。
但随着新加坡的人口逐渐增加，依靠进口和降水这样总量有限或者靠天吃饭的水源还难以解决新加坡的用水难题，另两大“水龙头”——新生水和淡化海水则承担了新加坡水源长远使用的希望。
新生水*初被引入到新加坡是2003年，主要是通过反渗透技术将生活和生产污水实施净化处理后补给水源使用。新生水来源就是生活和工业用的污水。在马特文看来，新生水工厂就像一个洗衣房，将污水像脏衣服一样收进来，将干净的水作为新衣服送出去。
尽管新生水已经非常洁净，但目前在新加坡主要用作工业、城市园林景观灌溉和工商业的空调冷却用水。但到了旱季雨水减少的时候，也有一部分新生水被注入到水库中作为淡水储存。事实上，新加坡所谓的新生水同中国城市中已经采用的再生水为同一事物，但洁净处理程度要更高。截至2010年底，中国的城市再生水平均利用率也早就攀升至8.5%。比如，在较为缺水的北京，再生水已经成为北京的第二水源，占全市水资源使用总量的21%。远期来看，按照环保部发布的《重点流域水污染防治规划(2011－2015年)》，到2015年我国再生水利用率力争提高到15%。
不过，同中国一样，新加坡在实施再生水方面也面临成本的挑战。新生水在新加坡的处理成本平均约为每吨0.4～0.5新加坡元，相当于人民币2～2.5元，和中国国内工业污水再生的成本有相似的可比性。但新加坡政府所确定的水价从2010年以来就没有变更过，所以主管新加坡水务的公共事务局也面临很大的成本管控压力。
在设计中提升水处理集成度和管控投资成本是其中一个有效的降成本方式。在新加坡地下，新加坡公共事务局建设了横贯国土的巨型污水管道。其全部建成后，将减少50%的地表污水运输管道占地面积，减少了土地占用成本。而樟宜水回收厂就建设在管道上方，通过提升污水收集和输送的便利性降低了整体的水处理成本。
当然，更为有效的方式是在水处理技术上的创新。马特文表示，新加坡政府正在研究用类似人类肾脏功能的生物膜技术进行淡化海水处理。
据记者了解，国内对生物膜技术的成本展望中，生产成本有望降到每吨1元人民币，约相当于0.2新加坡元。
现在，新生水和海水淡化水在新加坡年供水量中的占比分别为30%和25%。新加坡政府计划在2030年将两者比例分别提升到50%和20%，到2060年提升到55%和25%。
如果按照这样的方式，两大自给水源至少解决了新加坡八成的水源需求，但新加坡岛内也出现了一种担心，即这两大水源都是耗能水源。
未来新加坡在用水方面恐怕对进口能源会越来越依赖。
马特文对本报记者说，未来节能也要靠技术提升，比如淡化水上，如果按照如今使用的反渗透电化学淡化技术，每立方米水的耗能在1.5千瓦时（kWh）左右，而如果未来采用生物膜技术，每立方米的耗能有望降到0.75千瓦时（kWh）以下。
“其实我认为，水源对于人类使用来说应该是足够的，我们只是要对水进行更好的处理而已。”马特文说。