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以色列的咸水海水淡化
1. 以色列咸水海水淡化概况
以色列是一个水资源十分缺乏的国家,而且其水资源尤其是地下水普遍存在盐度高的问题。一个有趣的现象是虽然以色列国土面积不大,但其境内分布着不同浓度的咸水资源。盐度最高的是死海水(Brine),是一般海水浓度的近十倍。其次是海水,并且南部埃拉特所在的红海海水盐度又高于西部的地中海海水。浓度低于海水,高于淡水的咸水称为Brackish water,类似于国内水资源界中常用的微咸水概念,但以色列水资源委员会(Israel mission)对Brackish water的定义是指溶解总固体(TDS, total dissolved solids)大于1000ppm而小于10000ppm的咸水,比我们所用的微咸水范围和浓度都大一些,这也是以色列南部阿亚拉山谷的地下水盐度范围。其沿海地下含水层的由于海水入侵也导致了一部分地下水盐度增加,而北部地区的部分地下含水层包括加利利湖(the Sea of Galilee)由于所在地区岩层的化学成分不同,虽然没有达到Brackish的范围,但氯化物浓度也高于饮用水标准。
由于水资源缺乏而且咸水比例较大的自然状况,促使以色列加大了对非常规水源的利用,并在这方面走在了世界前列,所以对咸水和海水不同方式利用的研究一直就没有停止过。虽然在工业和农业方面利用海水和咸水已经取得了很大成就,但以色列水资源委员会认为解决以色列乃至整个中东地区水资源问题的根本出路只能靠淡化海水。所以自60年代起以色列的科技人员就一直致力于咸水淡化技术的研究,实际生产量也逐年增加。尤其最近几年由于技术成熟和成本降低,海水淡化生产量增长非常快。根据以色列水资源委员会的“以色列水资源供需预测(1998-2020)”(表1),到2020年以色列的咸水和海水淡化都要有显著增加,其中海水淡化量相对1998年水平更是增加20倍,达到年产淡水2亿吨的水平,占总供水能力的近8%[1]。按照以色列学者Nessim Moatty对1995和1998年以色列的水资源总体规划结果的分析,在加大废水利用、进口水资源和海水淡化三种解决水资源短缺的主要措施中,海水淡化是消除未来用水“赤字”的唯一途径[2]。
表1 以色列水资源供需预测(1998-2020) 单位:百万m3
供水预测
 
水资源
年份
人口(百万)
地表水
地下水
地下咸水
污水处理再利用
海水淡化
合计
1998

640
1050
140
260
10
2100
2010

645
1050
165
470
100
2430
2020

660
1075
180
565
200
2680
来源: 以色列水资源委员会, 1998
按照以色列水资源委员会的定义,淡化水的范围不仅包括天然咸水和海水的淡化,同时也包括部分人为污染了的地下水净化。所以该委员会将以色列的咸水淡化分为三类。[1]
第一类是针对污染了的地下水井的治理,其主要目的是去除其中的硝酸盐以及重金属和有机物。其去除硝酸盐技术主要是电透析,去除重金属和有机物采用活性炭和离子交换,处理后的水重新不用作饮用水。按照水资源委员会的计划,该类淡化水到2010年需要达到5000万m3。-1.