在我们这个星球的所有资源中，水可以说是最关键的，但同时也是最受威胁的一种资源。全世界的食物供应都离不开水：事实上，农业消耗的淡水占总消耗量的72%。将来当地球变得极度干旱时，水资源保护、循环利用、废水-饮用水转化和海水淡化技术都将是不可或缺的应对措施。而对于上述每种措施，阀门都是相关产业不可缺少的元素。
作者：James Chater
水之殇
水，尤其是缺水，会从多重角度影响人的生活。它已经成了很多政治冲突和社会矛盾的诱发因素——甚至还涉及了军事行动。乌克兰的卡霍夫卡大坝被炸毁后，整个相关地区都遭灭顶之灾。福岛核电站将处理过的核废水排放入海，给邻国造成了严重担忧。英国政府将一艘名为毕比斯德哥尔摩号的驳船用作临时住所，供寻求庇护者居住，但是该船的供水系统中发现有军团病菌（嗜肺军团菌）。波兰的热舒夫市（Rzeszow）曾爆发过这种疾病，并夺去了5人的生命。由于一场强暴风雨的袭击，八名被困在莫斯科下水道系统内的游客不幸丧生。由于水厂的泵机故障，密西西比州杰克逊市居民的供水被中断了连续数周。脱离欧盟后，英国政府允许水务企业将废水排海，导致法国政客向欧洲议会提出了抗议。而在非洲，干旱始终是各种矛盾的主要根源，甚至引起人口迁移。
上述种种问题，都是对水务基础设施的投资严重不力造成的后果。近年来，专业人士不断发出警示称，随着全球变暖和人口增长，地球的水资源供应已经无法满足需求——尤其是在农村地区——我们正在为此付出代价。正如联合国粮食与农业组织（FAO）所言：“人均淡水资源在过去几十年里减少了20%；由于使用不当和管理不善、过度取用地表水体、污染和气候变化，可用水资源数量和质量正在迅速恶化。我们有可能将这一宝贵资源消耗到无法挽回的地步。”（1）
发生在乌克兰的战事和谷物市场的供不应求，共同导致了食品价格上涨。而这样的局面还将在厄尔尼诺现象的影响下进一步加剧，因为厄尔尼诺可能导致高强度的干旱和暴风雨。
项目
虽说投资滞后于需求，那目前进行中的项目有哪些？在几个饱受干旱困扰的国家，的确有若干雄心勃勃的项目。今年4月，世界银行批准了1亿美元贷款给萨尔瓦多，用于改善水利基础设施。西班牙将投入22亿欧元用于缓解严峻的干旱状况。但是显然规模最宏大的基建项目是在印度（见下文）和中国。2022年，中国将水利投资提高了22%，涉及的项目包括新建运河、水库和蓄水设施，旨在促进灌溉，调控旱涝灾害。然而其中有若干项目面临着不同的声音，包括河流改道计划。有观点认为部分项目没有关注到循环利用、海水淡化和削减需求。
针对水务的技术和方案并非寥寥，但其中多数都需要规模化应用，才能有效地缓解世界性的水资源危机。目前的项目和技术包括：
• 防止/缓解洪灾。密西西比州将投入8亿美元用于缓解洪灾、沿海暴风雨防护措施，以及提高供应链的灵活性。联合国粮食与农业组织（FAO）正在帮助索马里应对厄尔尼诺造成的洪灾损失。
• 雨水收集和灰水利用也都是被人们严重忽视的手段。如果得以加大应用，将成为不锈钢的巨大市场。
• 去中心化的体系。包括湿地、生物过滤、厌氧消化，在缺乏成熟卫生防疫设施的偏远地区具有积极意义。
• 污水处理。合理而充足的污水处理设施，是解决水资源短缺的重要手段。涉及的领域包括污水和饮用水分离；防洪水污染水源；实时传感器监控；和污水循环处理成为饮用水。威立雅环境集团（Veolia）承诺将投资15亿美元，用于提高水循环利用的效率和规模。为此，集团正和道达尔能源（TotalEnergies）合作研究水环循利用技术。加利福尼亚州的橙县地表水补充系统能将废水净化到特定程度，使其可以被注入地表水体，补充饮用水供应量。该系统的规模目前为止全球排名第一。
• 海水淡化。目前为止，这种技术比将污水转化成饮用水的技术更为激进。淡化厂采用的技术可以分为两类，加热法或反渗透法（RO）。RO技术的能耗密度较低，目前比较主流。位于阿布扎比的Mirfa 2项目就是RO技术的应用范例，它采用了威立雅集团的低碳型RO技术。布廷恩（Butting）近期向以色列特拉维夫附近的一座反渗透淡化厂提供了一批超级双相钢管道部件。
• 北非和中东的在建项目数量远高于其它地区。埃及宣布了一期建设方案，其中有至少21座淡化厂。摩洛哥阿加迪尔市的首座大型淡化厂去年已经投产，该国计划在2035年前再建12座。美国加利福尼亚州也是严重干旱地区，继否定了一个大型淡化项目后，现已批准了多埃尼海水淡化项目。西班牙大约共有800座淡化厂，在连续多年干旱后，这些厂近期实现了满负荷运行。位于东南部的阿利坎特省正在进行一轮产能扩建，建设周期是2020至2027年。
• 智能系统/AI。实时智能计量和监测有助于追踪消耗量、探查泄漏和促进节约水资源。2021年，英国泰晤士水务公司启动了“智能计量项目”，但截至23年尚未安装任何新的计量仪器。
水的种类
自来水（饮用水）。指的是能够安全饮用或用于食物加工的水。自来水的质量没有统一的标准。每个国家或地区，都各自规定了各种杂质含量的上限，包括矿物质、细菌和杀虫剂的含量。
淡水。指自然界中天然存在的水，含有低浓度溶解状态的盐（0-500ppm，百万分之0-500）或其它溶解物质。淡水不一定可以饮用。它在地球水资源总量中的占比还不到3%，而且仅有1%可以随时取用。淡水存在于池塘、湖泊、河流、溪流和地下蓄水层中。
含盐水。含盐量在500-30,000ppm（百万分之500-30,000）之间。存在于江河入海口、海洋、湖泊和沼泽中。
盐水（咸水）。含盐量在30,000和50,000ppm（百万分之30,000-50,000）之间。存在于海洋和盐湖中。
卤水（盐卤）。 含盐量超过50,000ppm（百万分之50,000）。存在于盐卤池中，除上述以外，还有灰水（生活污水）和黑水（厕所污水）。灰水可以用于非饮用场合，例如冲洗厕所和灌溉。
总结
现在我们并不缺乏解决水资源短缺的思路，或可能的解决方案。真正缺乏的是紧迫感和政治层面的决心。
参考资料
(1) https://www.fao.org/world-food-day/about/en
(2) https://www.reuters.com/sustainability/land-use-biodiversity/wanted-investorsprepared-take-plunge-into -watertech-2023-07-04/.
(3) https://timesofindia.indiatimes.com/blogs/voices/making-india-watersecuresolutions-for-the-future
印度
尽管全国人口占世界人口总数的17%，印度的淡水资源仅占全球的4%。为了满足对水的需求，已有若干社区服务项目和投资方案正在报批，涉及了水资源保护、雨水采集（如印度总理莫迪发起的“Jal Shakti Abhiyan：抓住雨水”节水运动）、政府倡导的行动、数字技术运用，以及遏制地表水体枯竭等（3）。“清洁恒河”计划的目标是改善和增加恒河沿岸的污水处理设施，保护地方农业并注入活力。最近，瓦巴格水处理技术有限公司（WABAG）和Metito公司签订了合同，将在南清奈建造一座海水淡化厂。
阀门
在水处理和污水处理设施中，阀门是不可或缺的设备。而且水务产业需要用到许多种阀门，例如闸、蝶、球、止回、截止、旋塞、减压、排气、控制，以及隔膜阀。
去年，德国舒伯特萨茨尔公司（Schubert & Salzer control systems）宣布其滑动闸阀产品应用在了一座超级现代化的饮用水厂。该厂建于比利时奥斯坦德市，运营方是威立雅水务技术（Veolia Water Technologies）。这些闸阀的功能是在反渗透、活性炭过滤和再矿化工艺中，调节水压和流速。
美国沃伦控制公司（Warren Controls）的1800N系列重载荷截止阀，在许多应用场合都能达到MIL-V-18030标准，包括腐蚀性介质、高压差等。适合的介质包括液体、气体、蒸汽和海水。
为水处理或污水处理设施选择阀门时，需要考虑到以下各个方面：用途、材质、尺寸、压力、温度和维护需求。此外，成本、用途和对阀门的具体要求，都是选择阀门的决定性因素。通常，水和污水处理系统都会采用各种不同类型的阀门，以便使整个系统更高效和可靠。只有在了解每种阀门的功能和局限性的前提下，才有可能针对具体应用，做出有据可依的选择。
