【中國(guó)環(huán)保在線(xiàn) 名家論談】海水淡化水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)，2018年8月公布，10月1日開(kāi)始實(shí)施，涉及到了哪些數(shù)據(jù)和項(xiàng)目，又起到了什么作用，有什么樣的影響呢？滄州工業(yè)園區(qū)海水淡化技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)交流會(huì)邀請(qǐng)了國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所趙河立教授詳細(xì)解答。

　　主持人：我們請(qǐng)國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所趙河立教授，他的報(bào)告題目是《“海水淡化水水質(zhì)要求”標(biāo)準(zhǔn)解讀》，大家歡迎。
 

　　趙河立：大家好。非常感謝有這個(gè)機(jī)會(huì)給大家介紹一下關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的事，其實(shí)標(biāo)準(zhǔn)從某種意義上講不是大事。咱們國(guó)家海水淡化的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的數(shù)有100多項(xiàng)，放在上相比，中國(guó)是能出海水淡化標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家于任何一個(gè)國(guó)家。因?yàn)橹袊?guó)是把海水淡化當(dāng)成了一個(gè)行業(yè)，咱們有行業(yè)組織、有專(zhuān)門(mén)的管理機(jī)構(gòu)，所以這標(biāo)準(zhǔn)咱們得把攏的更細(xì)一點(diǎn)，其他的國(guó)家或邊緣化組織沒(méi)有把它當(dāng)成單獨(dú)的一個(gè)選項(xiàng)。海水淡化水水質(zhì)要求的標(biāo)準(zhǔn)不是大標(biāo)準(zhǔn)只是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是今年(2018年)8月份公布，10月1日開(kāi)始實(shí)施，目前還是海洋行業(yè)推薦的標(biāo)準(zhǔn)(HY/T-247-2018)。從標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別上講，不是國(guó)標(biāo)也不是強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，從行業(yè)來(lái)講卻是開(kāi)了個(gè)好頭。海水淡化的水從上講大家都清楚，大概60%以上是作為市政(用)的，在咱們國(guó)家非常有限。按照工程來(lái)講，可能某些項(xiàng)目(咱們市政的工程)大概每天淡化水進(jìn)入市政管網(wǎng)的水量不足10萬(wàn)噸(勉強(qiáng)10%的樣子)，有些工程，比如北京煉廠20萬(wàn)噸是市政的，但進(jìn)入市政的水遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到這產(chǎn)能的能力。
 

　　對(duì)于海水淡化水質(zhì)要求，今天主要講市政方面的問(wèn)題跟大家做個(gè)探討。海水淡化水質(zhì)的特點(diǎn)，不管是什么淡化工業(yè)，都是把水中的離子大部分給脫除，剩的離子非常有限，而且這種脫除沒(méi)有太多的選擇性，不管是二價(jià)的鈣鎂硫酸根，還是一價(jià)的鋁鈉離子都要脫除，其實(shí)對(duì)于這種膜法可能二價(jià)離子脫除更徹底些，甚至講到鈉鋁、鈉濾可能針對(duì)脫除二價(jià)，一價(jià)反倒脫除率會(huì)低些。因?yàn)榈须x子脫除的比較多，而且是沒(méi)有太多的二價(jià)離子，所以造成水有一定的腐蝕性，也可以跟自來(lái)水相比，尤其是碳酸氫根、鈣離子、硫酸根、鎂離子濃度比較低，這水進(jìn)入市政管道會(huì)引起市政管道里(尤其是鋼管)的腐蝕，比較直觀的就是水會(huì)變紅。尤其是淡化水進(jìn)入管網(wǎng)之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)早上自來(lái)水打開(kāi)水是紅色的，流一會(huì)兒之后水才是正常的顏色。如果它進(jìn)入一個(gè)老的管網(wǎng)，咱市政老的管網(wǎng)其實(shí)管道里都附著塵垢層，其實(shí)對(duì)水管是一種保護(hù)。自來(lái)水不是跟管道的金屬直接接觸，它在管道內(nèi)壁上有一層塵垢層，這層塵垢層其實(shí)是保護(hù)了水不受腐蝕，因?yàn)樽詠?lái)水里邊天然的存在著碳酸根和鈣離子，還有天然的平衡，在輸送過(guò)程中有輕微的結(jié)垢趨勢(shì)，保證垢層會(huì)穩(wěn)定的存在，而且不會(huì)腐蝕到管道。這是海水淡化水的主要特點(diǎn)。我們也是從一些測(cè)量和調(diào)研找出典型的數(shù)據(jù)，不管是對(duì)于熱法、膜法、閃蒸，它的水里面不管含氧量，還有硬度、濃度都比較低，尤其是熱法，熱法幾乎沒(méi)什么離子；膜法多少殘留些；一級(jí)反滲透一般會(huì)有兩三百毫克升的含氧量，但硬度也非常低，它的含氧量其實(shí)主要是氯離子和鈉離子。這種水如果進(jìn)入管道之后就會(huì)造成明顯的腐蝕，讓管道中已有的垢層被溶解掉，另外就是管道中的金屬會(huì)被腐蝕到水里面，水里面除了鐵離子的融入之外，還有鉛、鋅、銅這些離子都有可能進(jìn)入管道，比較直觀的問(wèn)題是管道水質(zhì)會(huì)有影響，比較嚴(yán)重的問(wèn)題是管道會(huì)穿孔，甚至破壞，影響管道的安全性。
 

　　自來(lái)水水質(zhì)穩(wěn)定性不是海水淡化特有的問(wèn)題。咱們國(guó)家對(duì)不同的城市、不同的水源，自來(lái)水穩(wěn)定性一直是行業(yè)的重要問(wèn)題，不同季節(jié)不同城市這種差異很大，比如說(shuō)在北方(北京、天津)南水北調(diào)過(guò)來(lái)之后，它的水進(jìn)入市政管網(wǎng)之后，南水北調(diào)中的水跟之前的水有明顯的差異，這里邊其實(shí)就要有解決穩(wěn)定性的問(wèn)題。海水淡化處理穩(wěn)定性問(wèn)題其實(shí)跟現(xiàn)有自來(lái)水穩(wěn)定性問(wèn)題本質(zhì)上一樣的，可能措施略有差異。這是我們找到不同城市自來(lái)水LSI值(取樣)，其實(shí)一個(gè)城市不同季節(jié)不同年份，LSI值差的是很多的，LSI值在缺水、干旱地區(qū)相對(duì)要高點(diǎn)，因?yàn)樗Y(jié)塵垢的傾向更嚴(yán)重些，更不容易腐蝕管道。對(duì)于南方多雨的地區(qū)，包括東南地區(qū)，甚至包括東北地區(qū)，水中侵蝕性相對(duì)強(qiáng)些。大家可以看出LSI值是衡量水質(zhì)穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)于不同的城市它有一個(gè)天然的范圍，對(duì)于這些城市，雖然有一些波動(dòng)，這些城市都沒(méi)有出現(xiàn)管道穩(wěn)定性問(wèn)題，水質(zhì)問(wèn)題。這些市政管道對(duì)于水的水質(zhì)它有天然的承受能力，其實(shí)淡化后處理只要滿(mǎn)足市政管道需求就可以了，所以為什么這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特別難以編制出來(lái)，作為一個(gè)國(guó)家，不同氣候帶、不同地方這種水質(zhì)差異性，管網(wǎng)的承受能力差異是很大的。
 

　　標(biāo)準(zhǔn)核心還是飲水標(biāo)準(zhǔn)，飲水標(biāo)準(zhǔn)目前全國(guó)只有一個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)是12年前發(fā)布的《GB-5749-2006》，飲水標(biāo)準(zhǔn)里面大部分指標(biāo)可能都是上限的要求，沒(méi)有下限，PH值是個(gè)特例，是個(gè)區(qū)間。就是說(shuō)你的水可以很純，但對(duì)某些溶解的物質(zhì)，你可以沒(méi)有，但不能太多，這是當(dāng)時(shí)定標(biāo)準(zhǔn)的原則。對(duì)于海水淡化的水可以輕易達(dá)到生活飲水的標(biāo)準(zhǔn)，但這種水對(duì)于自來(lái)水管道，客觀的講確實(shí)是不安全的，合格的水，對(duì)于管道還需要額外的處理，目前發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題。
 

　　對(duì)于后處理其實(shí)一般來(lái)講大家公認(rèn)的要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：一個(gè)方面就是感官的問(wèn)題，它有合適的鹽度(就是水不能太咸)，飲水標(biāo)準(zhǔn)有要求，含鹽不能超過(guò)1000；還有合適的一價(jià)/二價(jià)離子的比例，飲水標(biāo)準(zhǔn)是沒(méi)有要求；還有有害物質(zhì)的濃度低，飲水標(biāo)準(zhǔn)106項(xiàng)主要是針對(duì)有害物質(zhì)(重金屬、農(nóng)藥殘留等)。還有腐蝕的狀況，飲水標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)提。還有衛(wèi)生的狀況，飲水標(biāo)準(zhǔn)是有的，對(duì)于微生物的含量、比對(duì)樣都是有要求的。對(duì)于這種腐蝕特性就是往里面添加適當(dāng)?shù)拟}離子、碳酸氫根、硫酸根一些相關(guān)的離子，另外把PH值調(diào)到合適的范圍。
 

　　對(duì)于后處理的要求，不同的組織還有國(guó)家也都提出了一些可以參考的數(shù)值(社會(huì)組織在2007年一份報(bào)告中提出來(lái)的)堿度大于40，CCPP要在4—10之間，拉森(Larson)指數(shù)小于5，LSI是0.5—1.0，硬度要大于50，這塊也是很有參考價(jià)值的。另外就是美國(guó)的軍方、沙特這些組織或國(guó)家都提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這些要求其實(shí)我們感覺(jué)略有差異，但是大同小異。另外還有一個(gè)特點(diǎn)，這些數(shù)值都喜歡湊個(gè)5、10、100的數(shù)，什么意思？大家定的標(biāo)準(zhǔn)也是先這么用著，到底什么是優(yōu)的，其實(shí)都沒(méi)有一個(gè)的答案。
 

　　以色列在2007年也給出了相關(guān)的建議值：堿度大于80，鈣區(qū)間80—120，CCPP在3—10，PH值小于8.5，它給的范圍是比較窄的，可能跟以色列對(duì)淡化水的依賴(lài)性也是有很大的關(guān)系。另外一些國(guó)家(抽樣值)對(duì)水質(zhì)情況也是參考的數(shù)據(jù)，對(duì)于一些主要指標(biāo)，比如說(shuō)TDS目前是在100左右的范圍，硬度、堿度、鈣鎂都有一個(gè)范圍，也就是說(shuō)在市政范圍內(nèi)，根據(jù)這些國(guó)家的實(shí)際運(yùn)行認(rèn)為淡化水可能是安全的。
 

　　這是沙特案例的具體工程要求，對(duì)各種指標(biāo)提的要求，這里面主要是對(duì)鈣硬度、總堿度范圍會(huì)有很窄的區(qū)間；對(duì)于某些溶解物質(zhì)，比如氯離子、鐵、銅會(huì)有大值要求；總固溶物有建議的范圍；LSI值是0.1—0.3，這也是一個(gè)比較窄的區(qū)間。
 

　　今天要說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)是我們所組織起草的，其實(shí)在座的很多專(zhuān)家也都參與了，在起草階段還有征求意見(jiàn)階段大家也貢獻(xiàn)了很多意見(jiàn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是2018年7月9日發(fā)布，并于2018年10月1日開(kāi)始實(shí)施。這里核心的就是三條要求：鈣離子的濃度50—450mg/L(以碳酸鈣計(jì))；總堿度大于50mg/L(以碳酸鈣計(jì))；LSI在±0.5。前提是飲水同時(shí)滿(mǎn)足GB-5749的要求，額外再加了這么幾個(gè)指標(biāo)，其他的指標(biāo)還是要按飲用水來(lái)執(zhí)行。
 

　　具體的理由大致給大家介紹下，里面還有附帶的對(duì)不同淡化工藝的出水給出的低值，對(duì)于非市政用途的單級(jí)和兩級(jí)反滲透淡化，單級(jí)反滲透法小于500，兩級(jí)反滲透法小于50，蒸餾法小于50，蒸餾和單級(jí)反滲透混合要小于500，蒸餾和兩級(jí)反滲透混合要小于50，之所以定這個(gè)指標(biāo)，覺(jué)得這個(gè)指標(biāo)大家非常的輕松達(dá)到，也是為商業(yè)合同做個(gè)參考。比如說(shuō)要求你滿(mǎn)足兩級(jí)反滲透水沒(méi)有特指的話(huà)小于50就可以，單級(jí)反滲透水沒(méi)有特指的話(huà)就小于500，如果商業(yè)上有額外的要求，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為參考可以定具體的要求，這只是低的一個(gè)值，根據(jù)很多項(xiàng)目(就是一些合同數(shù)的要求，一些用戶(hù)的要求)到底你的水低是個(gè)什么值，給出一個(gè)參考。
 

　　另外對(duì)市政剛有提到的指標(biāo)，我后面把這個(gè)指標(biāo)特別的給大家介紹下，關(guān)于TDS，給出的值(行業(yè)內(nèi)可以達(dá)到的參照值)，對(duì)于硬度這塊，幾個(gè)組織還有國(guó)家的參考值，有要求是在40的，有要求50 的，也有其他要求的，我們也參考了一些大家通用的一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大概認(rèn)為這個(gè)值要求在50，應(yīng)該相對(duì)是一個(gè)平均值，而且我們實(shí)驗(yàn)的結(jié)論也只是個(gè)指標(biāo)。另外我們國(guó)家在1992年有個(gè)軍用的標(biāo)準(zhǔn)中提到，鈣的硬度要定在50，終標(biāo)準(zhǔn)確定在50。另外對(duì)于50這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于咱后處理相對(duì)也是比較容易實(shí)現(xiàn)的。在堿度方面，在不同的標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)于堿度的意見(jiàn)其實(shí)不是很統(tǒng)一，比如社會(huì)組織可能不小于40作為初級(jí)指標(biāo)是不是合適的，可能也不是特別肯定，另外其他國(guó)家或者組織比如加拿大還有中東都有相關(guān)的要求，大多都還是在40—50之間，咱們1992年的軍用標(biāo)準(zhǔn)提出重碳酸鹽的濃度是50，換算成堿度大約是40。美國(guó)軍方也提出參考值，建議是不要小于50，好是在50—100之間。其他國(guó)家大概也支持這樣的結(jié)論，所以終結(jié)合其他國(guó)家和組織的經(jīng)驗(yàn)以及我們的測(cè)試結(jié)果大概定在50這個(gè)指標(biāo)。
 

　　另外LSI指數(shù)也是我們非常糾結(jié)的數(shù)，對(duì)于判斷穩(wěn)定性的指數(shù)，其實(shí)通用的就那么幾個(gè)指標(biāo)，LSI、RSI、碳酸鈣沉淀勢(shì)(CCPP)、侵蝕指數(shù)和Larson指數(shù)這幾個(gè)指數(shù)。不同的文獻(xiàn)不同的國(guó)家或組織采用的指數(shù)差異是比較大的，終我們確定用LSI這個(gè)值，其實(shí)業(yè)內(nèi)大家對(duì)LSI的有效性是有爭(zhēng)議的，但是對(duì)目前的階段來(lái)講，為了跟其他標(biāo)準(zhǔn)的吻合以及這個(gè)數(shù)值的容易測(cè)量性還是決定用這個(gè)值，這個(gè)數(shù)值是非常容易測(cè)量的，而且相對(duì)的參考值比較多。在以后是不是要換用其他的指數(shù)還有綜合的指數(shù)，也希望各位專(zhuān)家在標(biāo)準(zhǔn)使用當(dāng)中給出指導(dǎo)性的意見(jiàn)，暫時(shí)我們是按照這個(gè)值去界定。
 

　　不同的組織對(duì)這個(gè)值認(rèn)為的安全范圍差異是很大的，社會(huì)組織認(rèn)為的是偏保守0.5—1.0；咱們國(guó)家供水管網(wǎng)大概是在±0.5范圍內(nèi)；美國(guó)大概跟咱們觀點(diǎn)差不多，±0.5可以了；西班牙的項(xiàng)目大致也在±0.5；以色列也差不多是這個(gè)范圍，但是我們對(duì)它的一些數(shù)值做過(guò)調(diào)研，一些范圍控制地更窄一些；新加坡公用事業(yè)局把這個(gè)值定在0.2—0.5，還有荷蘭也有相關(guān)的一些數(shù)值，咱們國(guó)家也有相關(guān)的一些經(jīng)驗(yàn)。另外我們也參考了一些河流LSI的現(xiàn)狀，大概認(rèn)為就是在±0.5這個(gè)數(shù)值內(nèi)可能滿(mǎn)足咱們國(guó)家的現(xiàn)狀，咱們現(xiàn)在的原水、自來(lái)水大概在這個(gè)范圍內(nèi)，在±0.1可能是把咱們現(xiàn)狀都給涵蓋了，之所以把數(shù)值定的可能比現(xiàn)狀更嚴(yán)格點(diǎn)也是給出一個(gè)結(jié)合目前后處理的工藝，在工藝內(nèi)把它控制在±0.5這是容易而且可行的，而且這個(gè)水對(duì)于現(xiàn)有沿海地區(qū)大部分的自來(lái)水廠的水是偏安全的，所以這個(gè)值我們把它定到±0.5。
 

　　當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)公布的時(shí)候同時(shí)跟淡化相關(guān)的還有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是海水淡化裝置能耗消耗測(cè)量方法，剛才也提到了，能耗消耗各說(shuō)各的數(shù)，沒(méi)有基準(zhǔn)，這也是給出了一個(gè)測(cè)量的基準(zhǔn)。但是因?yàn)闇y(cè)量偏差非常大，這只是給出建議的方式。如果在實(shí)施過(guò)程中大家有更好的方法，在修正的時(shí)候可以再完善。另外我們還受?chē)?guó)標(biāo)委的委托，我們正在編制標(biāo)準(zhǔn)——《反滲透膜法海水淡化產(chǎn)品水質(zhì)要求》。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也是基于行標(biāo)的頒布，我們希望在國(guó)標(biāo)出來(lái)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)通用性會(huì)強(qiáng)些，目前也是正在起草。另外是ISO的情況，ISO組織里有一個(gè)海洋與船舶委員會(huì)分支是專(zhuān)門(mén)針對(duì)海水淡化的。目前海水淡化在ISO里只有這一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)——《反滲透海水淡化產(chǎn)品水》這個(gè)要求，其他的淡化標(biāo)準(zhǔn)都是空缺的。在ISO里淡化行業(yè)的聲音其實(shí)不是很大，希望在ISO組織里面咱們?cè)谛袠I(yè)內(nèi)能帶頭把事做起來(lái)。
 

　　常用的后處理工藝簡(jiǎn)單做個(gè)介紹。后處理工藝主要核心就是礦化、脫氣、調(diào)節(jié)、消毒。礦化里面可能對(duì)一些小的項(xiàng)目就是直接加藥，加藥里面可能常用的就是表里面左側(cè)列的一些藥劑(對(duì)于小項(xiàng)目可能加些藥劑就可以了)。常規(guī)的方式可能是種加點(diǎn)氯化鈣、碳酸氫鈉，這里加完之后鈣也有了，碳酸氫根也有了，問(wèn)題是你的氯化鈉也帶進(jìn)去了，會(huì)引起水里面的含氧量，也就是不需要離子的升高。優(yōu)點(diǎn)是，有兩個(gè)加油泵，這事就解決了，非常簡(jiǎn)便。另外是第二種先加二氧化碳再加一些石灰，這樣也是可以的，不少的淡化工程也都是采用這種方式。還有直觀的方式就是摻混，淡化水可能腐蝕性略強(qiáng)，穩(wěn)定性不好，跟現(xiàn)有的自來(lái)水去混合，咱們國(guó)內(nèi)目前大的市政工程的項(xiàng)目都是選擇這種方案。通用的就是石灰石溶解法，水里面先融進(jìn)二氧化碳，讓融二氧化碳的水通過(guò)水質(zhì)的顆粒，把石灰石里面的鈣離子給腐蝕下來(lái)，對(duì)于大工程是通用的。這種方式簡(jiǎn)單容易的就是直接加藥，它成本也低也方便，小型工程比較常用。對(duì)于大型工程目前可行的方式先充二氧化碳再把碳酸鈣的顆粒，或者石灰石里面的離子給腐蝕下來(lái)。這種不同礦化方式它的效果其實(shí)是略有差異的，公認(rèn)的可能優(yōu)的就是石灰石溶解法，也是可靠的。從靈活性上講，不同方式也有所差異，目前還沒(méi)有一種能兼顧所有需求的方式，對(duì)于不同的項(xiàng)目要做靈活的選擇。咱們國(guó)家某些淡化廠已經(jīng)開(kāi)始做后處理方面的工作了，某個(gè)10萬(wàn)噸淡化廠就是拿二氧化碳加石灰石，另外還有一個(gè)5萬(wàn)噸淡化廠也是用二氧化碳加石灰石，其實(shí)出產(chǎn)效果還都是不錯(cuò)的。
 

　　謝謝大家。
 

　　注：本文根據(jù)國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所趙河立教授在滄州工業(yè)園區(qū)海水淡化技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)交流會(huì)題為《“海水淡化水水質(zhì)要求”標(biāo)準(zhǔn)解讀》的演講整理而成。