当今水资源短缺已成为人类最大挑战之一。作为全球水资源最匮乏的区域之一，亚太地区正面临一场持续升级的危机。根据2023年联合国粮食及农业组织（FAO）的统计数据，该地区目前已有超过26亿人难以获取饮用水源——这一数字较1975年增长了一倍多。随着需求攀升、资源减少及气候波动加剧，可持续海水淡化已不再是备选方案，而是水资源安全的关键组成部分。
在这场水资源革命的前沿，威立雅作为领先的海水淡化服务提供商，通过先进的膜技术，每天可在全球范围内产出675万m3淡化水。该公司的创新技术正改变人们对海水淡化“高能耗、高环境负担”的固有认知，并证明大规模推广可持续、低成本的替代方案已成为可能。
目前，威立雅可设计、建造并运营单位能耗低于3kW·h/m3的海水反渗透工厂。威立雅如何应对环境与经济挑战，推动海水淡化解决方案向更环保、更经济的方向突破呢？
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以最小环境影响为设计核心
环境保护始于全面的环境影响评估（EIA），这是威立雅可持续海水淡化方案的基础。EIA流程通过评估生态系统影响，确保生物多样性与自然资源得到保护，同时在发展决策中保持透明度与公众参与度，以避免不可逆转的环境破坏与社会冲突。这种环境承诺体现在创新的地下取水系统中——该系统采用工程筛网与清洁技术，最大化提高海水采集效率，如同天然过滤器，既能阻止大型漂浮物进入，又能将海洋生物死亡率降至接近100%。
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每一滴水都追求能效提升
能源优化是实现海水淡化可持续性与经济性的核心。行业数据显示，在淡化水生产中，能源成本通常占运营成本的45%左右。这一显著成本因素使得能源效率优化对生态与财务可持续性而言都至关重要。
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更智能的膜技术，更低的成本
我们知道，能源效率仅是方程式的一部分，膜本身对降低成本与能耗同样关键。最新膜技术通过多种机制助力成本削减：高通量设计减少水通过所需能量，优化的表面特性减少结垢，提升的耐用性延长使用寿命。与传统膜相比，这些先进膜可实现节能10%~15%。
通过威立雅专属的薄膜技术专家中心ARAMIS，公司对现有膜技术进行全面评估，确保根据特定地理条件选择最优膜产品，且不依赖特定制造商。这种战略方法将尖端膜创新与智能监控系统相结合，实现成本效率最大化。
威立雅通过Hubgrade平台整合数字解决方案，将膜优化提升至新高度。人工智能驱动的监控系统提供实时状态更新与预测性维护洞察，使操作员能基于数据制定设备更换与维护计划。这种智能膜管理方式不仅能延长膜寿命，还能确保最佳性能，同时降低能耗与运营成本（减少清洗需求）。
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回收能源以降低成本与排放
能源回收系统是实现更可持续海水淡化运营的关键。在预处理阶段，海水通过威立雅的常规薄膜过滤技术进行澄清与过滤，去除悬浮固体、沉积物及其他颗粒。这些系统与能源回收装置相结合，降低整体能耗及对传统化学品的需求。
经过预处理过滤后的海水以高压进入膜处理过程——通常采用海水反渗透（SWRO）、苦咸水反渗透（BWRO），或根据现场需求组合使用。能源回收在SWRO阶段发挥着最重要作用。
压力交换器从高压浓盐水流中捕获能源，并将其转移至进水，大幅降低能源需求。这种方法已被证明极为有效，例如威立雅在澳大利亚管理的海水淡化厂，从浓盐水流中实现了高达97%的能源回收率。
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图1 威立雅技术人员检查安装在撬装压力容器中的反渗透膜
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稳定水质以保障安全使用
在能源回收阶段实现效率提升的基础上，有效的后处理对确保淡化水的安全性与可用性同样关键。通过调节pH值与添加矿物质，使淡化水达到稳定状态且无腐蚀性，改善朗格利尔饱和指数（LSI），以满足工业和/或饮用水需求。再矿化工艺与余氯维持方式因客户要求及当地化学品供应情况全球各异。常见方法包括注入二氧化碳，以及使用石灰或方解石等钙基盐，这些物质可中和pH值并增加水的硬度，从而最大限度地降低腐蚀性。
凭借在大规模海水淡化（涵盖预处理与后处理阶段）的丰富经验，威立雅在短短10年内将反渗透能耗降低了35%。
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融合人工智能与可再生能源，打造下一代海水淡化技术
海水淡化技术正在不断演进，而威立雅正引领这一变革。人工智能与可再生能源技术的融合，正将海水淡化从高能耗过程转变为更可持续、更经济的解决方案。
通过人工智能实现的数字化带来三大关键改进：通过先进传感器与分析软件适应海水条件变化的可扩展系统；在潜在问题导致非计划停机前进行识别的预测性维护能力。这种技术融合已展现出切实成效——例如威立雅的黄金海岸海水反渗透工厂，其能效较基准运营水平提升了1.1%（有记录可查）。
可再生能源整合在现代海水淡化运营中同样至关重要，它通过摆脱对化石燃料的依赖，显著降低碳足迹。一个典型案例是威立雅的库内尔海水反渗透工厂，该工厂100%使用可再生电力，在太阳能发电高峰时段实现了近乎零碳排放。人工智能优化与可再生能源整合的结合，不仅提高了运营效率，还使可持续海水淡化在全球不同市场更易获取且经济可行。
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图2 威立雅运营的位于库内尔的悉尼海水淡化厂，也是新南威尔士州长期水安全战略的重要资产
数据表明：能耗降低、运营成本减少、环境影响最小化，正使海水淡化成为全球水资源紧张地区日益青睐的解决方案。这场技术革新不仅优化了运营，更在普及淡水获取权，为人类寻求可持续水资源解决方案谱写新篇章。
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塑造可持续用水的未来
随着全球水资源短缺加剧，海水淡化技术的可持续创新被证明对确保长期饮用水安全至关重要。这些进步在帮助社区更好地应对水资源短缺与极端气候事件方面尤为关键。可再生能源、人工智能驱动运营与先进膜技术的融合，正将海水淡化从高能耗过程转变为具有环境意识的水资源安全解决方案。
在这一转变的前沿，威立雅正证明环境可持续性与商业可行性可以成功共存。通过将技术创新与环境管理相结合，该公司正为社区贡献将惠及几代人的长期解决方案。
关于威立雅（www.veolia.com）
威立雅集团致力于成为全球生态转型的标杆企业。集团在全球拥有近21.5万名员工，在水、废弃物及能源管理三个领域定制与实施切实有效的解决方案，凭借三个互补的业务领域，威立雅实现获得资源、保护资源并补充资源的愿景。2024年，威立雅集团为1.11亿居民提供饮用水，为9800万居民提供污水处理服务，生产能源近4200万MW·h，回收再利用废弃物6500万吨。威立雅环境集团（巴黎泛欧交易所：VIE）2024年合并收入达447亿欧元。