地球上絕大部分淡水都凍結在南極洲和格陵蘭等北極島嶼的冰蓋裏,冰蓋邊緣不斷斷裂成冰山後漂流出來。全球冰蓋的淡水量等於地表水和地下水總量的3.35倍。能不能把冰山用拖船拖運到缺水的沿海港口,融化成淡水使用呢?有人曾做過這種試驗,把南極洲附近的冰山拖到南美洲。人們發現利用冰山淡水有很多困難:形狀不規則的冰山在拖運時阻力很大,費力拖到目的地後,很難把它融化,也不容易把融化後的水收集起來,融化時吸收大量的熱,會使氣候變化,破壞當地的生態環境。
雖然已經有這麼多的辦法和設想向海洋要淡水,可是仍然沒有找到一個十全十美,既有效又經濟可行的辦法。這個問題隻有留待今後去解決了。
海水也是工農業的血液
海水冷卻塔分析一下世界上淡水的耗用情況,人們發現在工業中,冷卻水是最大的用戶,而在冷卻水中,發電廠的冷卻水用量又是最大的。一座180萬千瓦的大型火力發電廠需要的冷卻水達66立方米每秒,相當於黃河平均流量的1/25。核電廠需要的冷卻水比火電廠還多,在內陸上哪兒去找這麼大的水源!出路隻有一條,就是直接用海水當冷卻水。難怪近些年來新建的大型火力發電廠和核電廠都在海邊。一般將廠址設在取海水方便的地方,取水口選在波浪打不到的隱蔽處,或者修築防波堤保護取水口,用很大的泵從海麵下把海水抽上來,用管子通到電機的換熱裝置中。海水把電機發出的熱量吸收,使電機冷卻,海水的溫度升高。用過的海水在排到海裏之前最好先利用它的餘熱,例如用來淡化海水,化害為利,排出的海水比周圍的海水溫度就不會高得太多了。冷卻電機後排出的海水裏可能帶有冷卻係統中的有毒物質,排海前得處理一下,把毒物去掉。這種直排式的冷卻法用水較多,如果循環使用冷卻海水,把用過的海水經過處理再用,用水就少多了。
除了發電廠以外,純堿生產、石油精煉、煉鋼和動力設備的冷卻也可以用海水。上麵說的冷卻過程都是間接冷卻,海水從冷卻換熱器裏通過,不接觸物料。有些生產過程可以用海水直接噴淋,達到降溫的效果。
大亞灣核電廠日本是個島國,大部分工業都建在海邊,工業用海水的數量已經占了總用水量的60%,1995年僅發電產業就使用海水1,200億立方米。如果不使用海水,日本哪裏找得到那麼多的淡水!美國在20世紀70年代末每年就利用了海水720億立方米。我國沿海工業城市如大連、青島等早就用海水直接作為冷卻水,用於發電和製堿。青島電廠每天耗海水70萬立方米。秦山、大亞灣核電廠和即將興建的山東、江蘇和廣東的核電廠都位於海邊。新建的大火電廠,如在秦皇島、黃驊、漳州、江蘇北部和深圳等地新建的大火電廠,無不把廠址選在有取海水條件的沿海地區,用海水作為冷卻水。
使用海水會出現管道腐蝕、生物附著和結垢等問題,因此這些問題在設計海水冷卻係統時必須考慮到。取水口最好建在較深的海域,如果沒有條件,在淺海中取水時,應該建造海水池,把海水先抽上來存在池裏,否則落潮時就無水可抽了。有些地方可以打井取海水。
淡化海水的裝置建造冷卻塔既可以有效地使用海水,又可以在塔內加進殺生劑,像氯氣,把海水中的生物殺死,避免它們附著,堵塞管道,使冷卻的效率降低。冷卻塔的溫度不能過高,否則生物附著和腐蝕都比較嚴重。對於換熱器,得用電化學方法防止海水腐蝕。在管道內壁塗上各種樹脂塗料、噴鋁、貼橡膠或聚乙烯等塑料襯裏,或者用纖維強化樹脂、鋼化塑料、球墨鑄鐵、混凝土等耐腐蝕的材料製造。在管道內塗的塗料中摻入含毒物(銅或錫的化合物)的防汙漆,也可以防止生物附著。管道裏還可以裝上能自動在裏麵刷洗的裝置,清除結的垢和附著的生物。
海水用於紡織印染廠是我國的創舉。海水中的許多天然物質對染整工藝不但沒有壞處,反而有很大的好處。比如氯化鈉對海水中的染料有排斥作用,能促使染料盡快地染到織物上。用海水染的料子帶有負離子,排斥大氣中的灰塵,所以這種料子有防塵作用。海水中的另一些鹽類還能提高染色質量。這一來,每年全國又可以省掉幾億噸的淡水消耗。