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為緩解水資源短缺問(wèn)題,促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展,山東省近日印發(fā)《關(guān)于加快發(fā)展海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)》,明確在青島等沿海7市布局海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè),計(jì)劃到2022年,全省海水淡化產(chǎn)能超過(guò)100萬(wàn)噸/日。
青島是全國(guó)嚴(yán)重缺水城市之一,人均淡水資源占有量?jī)H為247立方米,僅為全國(guó)平均水平的11%,城市用水主要依靠跨流域調(diào)水。為了從根本上改變?nèi)彼木置?span>,青島市在國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展海水淡化與綜合利用。資料顯示,山東現(xiàn)有規(guī)模最大的2個(gè)海水淡化工程,分別為青島百發(fā)海水淡化工程和青島董家口海水淡化工程,產(chǎn)能均達(dá)到10萬(wàn)噸/日。目前,青島已建成海水淡化產(chǎn)能22.37萬(wàn)噸/日,占全國(guó)已建成規(guī)模的近1/5、占全省60%。
那么,苦咸的海水究竟是怎么變成淡水的?海水淡化后都用到哪里去了?青島海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景怎么樣?半島記者帶您一探究竟。
青島百發(fā)海水淡化公司生產(chǎn)車間里,通過(guò)電腦程序自動(dòng)控制運(yùn)行,幾乎不需要人工干預(yù)。
海水變淡水 仨人“搞定”
“向浩瀚的海洋要水”,走進(jìn)位于李滄區(qū)印江路的青島百發(fā)海水淡化有限公司,隨處可見(jiàn)這條標(biāo)語(yǔ)。來(lái)自膠州灣的海水,在這里源源不斷地變成淡水。
“海水淡化的主要工藝流程,包括取水工程、預(yù)處理、反滲透和后處理等?！鼻鄭u百發(fā)海水淡化公司生產(chǎn)部運(yùn)營(yíng)科主任李珂說(shuō),該公司采用先進(jìn)的“超濾+反滲透”雙膜法海水淡化技術(shù),具有運(yùn)行成本低、水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。
借助靠近膠州灣的區(qū)位優(yōu)勢(shì),百發(fā)海水淡化公司從膠州灣取得優(yōu)質(zhì)底層海水,引入煙墩山西側(cè)的海水湖里暫存。隨后,海水湖里的海水經(jīng)取水泵站加壓,通過(guò)埋藏在地下的1.3公里長(zhǎng)玻璃鋼管道輸送到廠區(qū),在超濾車間進(jìn)行預(yù)處理。“海水透過(guò)超濾膜,可以去除95%以上的懸浮物,變成只含有鹽分的潔凈海水。”李珂介紹道。
接下來(lái),要進(jìn)行反滲透處理,這是海水淡化的核心工藝,投資占比最大、生產(chǎn)能耗最高,與水質(zhì)關(guān)系也最大。反滲透系統(tǒng)由兩級(jí)組成,一級(jí)反滲透主要脫除海水中的鹽分,二級(jí)反滲透進(jìn)一步脫除鹽分和硼元素,以提升水質(zhì)。“反滲透膜的脫鹽率可達(dá)99.3%,能夠截留糖類、氨基酸、細(xì)菌、病毒等物質(zhì),產(chǎn)品水質(zhì)優(yōu)良且穩(wěn)定?！崩铉嬲f(shuō)。
海水脫鹽之后產(chǎn)生的淡化水,還要進(jìn)行礦化處理,通過(guò)投加礦物質(zhì)、二氧化碳、次氯酸鈉等,增強(qiáng)產(chǎn)品水的穩(wěn)定性,提高飲用舒適度。
有五六個(gè)籃球場(chǎng)面積大小的車間里,機(jī)器轟鳴為何卻不見(jiàn)有工作人員現(xiàn)場(chǎng)操作?“超濾膜組和反滲透膜組等關(guān)鍵設(shè)備均從國(guó)外進(jìn)口,主要生產(chǎn)系統(tǒng)通過(guò)電腦程序自動(dòng)控制運(yùn)行,幾乎不需要人工干預(yù)。”李珂說(shuō),一個(gè)生產(chǎn)班組只有3個(gè)人,負(fù)責(zé)全廠設(shè)備的運(yùn)行和操作。其中,一位生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)班長(zhǎng)在中控室通過(guò)電腦對(duì)全廠設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,另外兩位操作人員在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)巡檢和設(shè)備的基礎(chǔ)維護(hù)。
作為一家專業(yè)從事海水淡化處理的高科技企業(yè),青島百發(fā)海水淡化公司設(shè)計(jì)產(chǎn)能10萬(wàn)噸/日,2013年1月投產(chǎn)運(yùn)營(yíng),最高日供水量達(dá)10.5萬(wàn)噸,是全國(guó)首個(gè)主要用于市政供水的日產(chǎn)10萬(wàn)噸級(jí)海水淡化項(xiàng)目。青島百發(fā)海水淡化有限公司前身是中外合資企業(yè),2014年青島水務(wù)集團(tuán)收購(gòu)?fù)夥饺抗煞?span>,該公司實(shí)現(xiàn)由中外合資企業(yè)到國(guó)有企業(yè)的轉(zhuǎn)身,現(xiàn)由青島水務(wù)集團(tuán)、青島堿業(yè)和青島市海潤(rùn)自來(lái)水集團(tuán)共同出資經(jīng)營(yíng)。
成本降一半 不輸自來(lái)水
成本是制約海水淡化規(guī)?；玫闹匾蛩?。目前,國(guó)內(nèi)海水淡化成本與國(guó)際水平基本持平,在4～8元/噸。隨著新工藝、新材料、新裝備的涌現(xiàn),海水成本有望進(jìn)一步下降。
近幾年,青島百發(fā)海水淡化有限公司通過(guò)改進(jìn)工藝技術(shù)和設(shè)備,海水淡化成本大幅降低。自2014年底,青島水務(wù)集團(tuán)收購(gòu)?fù)夥饺抗煞莺?span>,百發(fā)海水淡化公司技術(shù)人員克服重重困難,根據(jù)外文工藝流程圖,逐一梳理每一個(gè)閥門、水泵乃至細(xì)小接口等節(jié)點(diǎn)位置,分析研究并制定運(yùn)營(yíng)管控體系,掌握并形成了自己的核心技術(shù)。
通過(guò)膜組容量等技術(shù)改造,提高運(yùn)行負(fù)荷,百發(fā)海水淡化公司提升海水淡化產(chǎn)能,降低邊際成本?！霸诜礉B透環(huán)節(jié),100噸海水可以淡化出44噸淡水,剩下56噸濃鹽水進(jìn)行能量回收,為系統(tǒng)進(jìn)水提供壓力?！睋?jù)李珂介紹,5套反滲透膜組高負(fù)荷模式下,可實(shí)現(xiàn)全廠產(chǎn)能增加約0.5萬(wàn)立方米/天。
此外,百發(fā)海水淡化公司還對(duì)高壓給水泵進(jìn)行改造?！巴瑯舆\(yùn)行條件下,單泵運(yùn)行功耗降低一半,整體日節(jié)電量可達(dá)1萬(wàn)千瓦時(shí),每年可節(jié)約用電成本費(fèi)用200萬(wàn)元左右?！崩铉嬲f(shuō)。
通過(guò)多種節(jié)能技改措施,百發(fā)海水淡化公司生產(chǎn)噸水能耗由4.18千瓦時(shí)/立方米降至3.4千瓦時(shí)/立方米,降幅高達(dá)19%,噸水單位電耗居全國(guó)領(lǐng)先水平。
近年來(lái),自來(lái)水的成本在不斷提高,而海水淡化成本從2016年的10元/噸,到目前降了近一半,具備一定價(jià)格優(yōu)勢(shì)?！巴ㄟ^(guò)節(jié)能技術(shù)和反滲透膜的改造、提升泵站效率,海水淡化成本還會(huì)進(jìn)一步降低。”李珂透露,這對(duì)海水淡化廣泛應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用。
主要供市政 口感還不錯(cuò)
百發(fā)海水淡化公司生產(chǎn)的淡化水,大部分供給和保障市政供水,剩下的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”直供給重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)。2019年,該公司供市政用水1679萬(wàn)噸、工業(yè)用水440萬(wàn)噸、農(nóng)業(yè)用水2.8萬(wàn)噸。
在青島百發(fā)海水淡化有限公司會(huì)議室的桌子上,擺放著“內(nèi)部專供”的瓶裝海水淡化飲用水。半島記者品嘗后發(fā)現(xiàn),這種水喝起來(lái)比普通自來(lái)水要清甜一些。
“海水淡化水硬度比較低,而且比較純凈,水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的106項(xiàng)指標(biāo)要求,可以改善自來(lái)水水質(zhì)和口感?！崩铉嬲f(shuō),青島百發(fā)海水淡化有限公司于2014年成為全國(guó)首家獲得衛(wèi)生許可證的海水淡化企業(yè),自2015年至2019年底,累計(jì)供水近7000萬(wàn)立方米。
據(jù)了解,2017年,青島市在省內(nèi)率先頒布《海水淡化生活飲用水集中式供水單位衛(wèi)生管理規(guī)范》,根據(jù)海水淡化工藝特點(diǎn),對(duì)海水取水水質(zhì)、濾后水水質(zhì)、出廠水調(diào)質(zhì)后水質(zhì)的特征指標(biāo)規(guī)定了明確限值,一些指標(biāo)限值嚴(yán)于國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。
除了市政供水,百發(fā)公司生產(chǎn)的海水淡化水還“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”直供給重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)。電力、石化等行業(yè)工藝用水、鍋爐用水,一般要求水質(zhì)比較高的純凈水,普通的自來(lái)水需要凈化后才能用。水費(fèi)成本加上凈化處理等相關(guān)費(fèi)用,每噸純凈水的綜合成本在10元左右。
“海水淡化水硬度低,水中的鈣、鎂、硫酸根等離子極少,企業(yè)使用后可大幅降低水處理的成本?！崩铉嬲f(shuō),用海水淡化水替代自來(lái)水,還可以節(jié)約緊缺的淡水資源,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。
目前,百發(fā)海水淡化公司已為華電青島發(fā)電有限公司、中石化青島石化公司、滄海新城熱力公司等周邊大型企業(yè)直供淡化水。近期,還將為泰能熱電、后海熱電等企業(yè)供水。
“相對(duì)其他水源,海水淡化水比較適合我們的制水設(shè)備運(yùn)行,目前我們每天使用400多噸海水淡化水?！比A電青島發(fā)電有限公司化水車間運(yùn)行專工張瑩瑩說(shuō),就總成本而言,用海水淡化水比用自來(lái)水每噸省三四毛錢,職工工作量也要小一些。據(jù)了解,華電青島發(fā)電有限公司分兩個(gè)系統(tǒng)使用海水淡化水,其中,熱網(wǎng)系統(tǒng)可以直接用,機(jī)組用水需要進(jìn)一步處理后再用。
據(jù)記者了解,為了進(jìn)一步提高海水淡化功能,百發(fā)海水淡化公司還研發(fā)設(shè)計(jì)小型海水淡化設(shè)備,用于海島、船舶及陸地供水。青島大公島海水淡化項(xiàng)目產(chǎn)水20立方米/日,所用設(shè)備即為百發(fā)海水淡化公司生產(chǎn)。
>>>現(xiàn)狀
島城年海水淡化利用量3500萬(wàn)立方米
作為全國(guó)嚴(yán)重缺水的城市之一,為改善淡水資源嚴(yán)重不足、客水依賴度高的狀況,青島市在大力倡導(dǎo)節(jié)約用水的同時(shí),通過(guò)多種渠道合理開(kāi)發(fā)水資源。2019年,青島市城市再生水(中水)利用率達(dá)到45%以上,被廣泛用于工業(yè)冷卻、工藝、綠化、保潔、沖廁、基建、河道景觀、水源熱泵等方面。
青島市充分利用近岸海域水質(zhì)優(yōu)良的優(yōu)勢(shì),在國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展海水綜合利用。目前,青島市建成海水直接利用裝置2套,年海水直接利用總量約14億立方米,居全國(guó)前列。除了作為工業(yè)冷卻水外,還用于做溶劑、還原劑、化鹽、化灰、除塵、沖渣、沖洗、水產(chǎn)品加工、沖廁、熱泵等方面。
此外,青島市早在2005年就制定了海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,在海水淡化技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化方面取得較快發(fā)展,涌現(xiàn)了一批在海水淡化領(lǐng)域擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)企業(yè)。
2013年,青島市成立建設(shè)全域統(tǒng)籌水務(wù)體系的平臺(tái)公司——青島水務(wù)集團(tuán),負(fù)責(zé)城鎮(zhèn)供水、排水、污水處理、海水淡化等相關(guān)業(yè)務(wù)。
目前,青島市已建成海水淡化裝置5套,設(shè)計(jì)海水淡化能力達(dá)到22.37萬(wàn)噸/日,占全國(guó)已建成規(guī)模的近1/5,占全省的60%。其中,青島水務(wù)集團(tuán)運(yùn)營(yíng)管理的百發(fā)海水淡化公司和董家口海水淡化廠設(shè)計(jì)規(guī)模均為10萬(wàn)噸/日。
青島百發(fā)海水淡化公司設(shè)計(jì)日產(chǎn)能為10萬(wàn)噸,每天生產(chǎn)的淡水相當(dāng)于整個(gè)青島市用水高峰時(shí)日供水總量的1/8左右。截至2020年6月,該公司已產(chǎn)8500萬(wàn)噸淡化水,相當(dāng)于6個(gè)西湖的容量,極大緩解了青島市緊張的供水形勢(shì)。
2016年建成通水的董家口10萬(wàn)噸/日海水淡化項(xiàng)目,是我國(guó)首個(gè)自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)及自主運(yùn)營(yíng)的大型海水淡化工程。由于關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,打破了長(zhǎng)期以來(lái)海水淡化膜技術(shù)的國(guó)際壟斷,該項(xiàng)目淡化水成本僅為4.25元/噸,低于國(guó)內(nèi)外同類項(xiàng)目30%～50%,被國(guó)家發(fā)改委確定為“反滲透膜材料研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用示范項(xiàng)目”。董家口海水淡化項(xiàng)目2016年10月起向董家口港區(qū)大工業(yè)用戶穩(wěn)定供水,有效解決了青島西海岸新區(qū)和董家口區(qū)域水資源短缺問(wèn)題。
目前,青島市年海水淡化利用量3500萬(wàn)立方米。根據(jù)《青島市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2017～2030年)》,到2020年,全市海水淡化產(chǎn)能達(dá)到50萬(wàn)立方米/日以上,海水淡化對(duì)保障全市供水的貢獻(xiàn)率達(dá)到15％以上。據(jù)了解,今年青島計(jì)劃實(shí)施百發(fā)海水淡化公司二期擴(kuò)建工程,再造一個(gè)10萬(wàn)噸/日的海水淡化項(xiàng)目。
青島市擁有海水綜合利用技術(shù)研發(fā)及人才培養(yǎng)機(jī)構(gòu)30余家,擁有學(xué)科領(lǐng)軍人物和工程技術(shù)人員組成的綜合人才梯隊(duì)。眾多海內(nèi)外海水淡化相關(guān)企業(yè)及技術(shù)裝備研發(fā)機(jī)構(gòu)擬投資青島,如以色列國(guó)家水務(wù)集團(tuán)、西班牙水務(wù)公司、合肥通用技術(shù)研究院、天津膜天膜科技、巴安水務(wù)、魯信集團(tuán)和中信環(huán)境等企業(yè)與青島保持密切溝通銜接。
>>>前景
潛藏巨大產(chǎn)業(yè)鏈條,爭(zhēng)相打造產(chǎn)業(yè)集群
海水淡化不僅可以增加本地水源供給,緩解本地淡水資源嚴(yán)重不足的問(wèn)題,背后還潛藏著一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條。海水淡化產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),是海洋經(jīng)濟(jì)的重要引擎。
“推動(dòng)海水淡化規(guī)?；瘧?yīng)用,一方面可以保障戰(zhàn)略水源,應(yīng)對(duì)極端干旱天氣、原水資源不足、供水能力告急等狀況,確保把水杯牢牢端在自己手里。另一方面,對(duì)企業(yè)直供可以降低生產(chǎn)成本,節(jié)約淡水資源。”李珂說(shuō),圍繞海水淡化還可以發(fā)展高端裝備制造等上下游產(chǎn)業(yè)。
根據(jù)《青島市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2017～2030年)》,青島市將確立海水淡化穩(wěn)定水源及戰(zhàn)略保障地位,逐步將海水淡化水并入市政供水管網(wǎng),納入全市水資源平衡供需管理,統(tǒng)一調(diào)配使用。為推動(dòng)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展,青島市規(guī)劃了以“一谷一區(qū)一帶”為支撐的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間布局體系,近期重點(diǎn)擴(kuò)大海水淡化規(guī)模,中期重點(diǎn)發(fā)展海水淡化關(guān)鍵裝備研發(fā)制造,遠(yuǎn)期重點(diǎn)構(gòu)建科技引領(lǐng)的海水淡化全產(chǎn)業(yè)鏈條。
青島水務(wù)集團(tuán)是國(guó)內(nèi)最大的海水淡化設(shè)施運(yùn)營(yíng)企業(yè),已完成海水淡化產(chǎn)業(yè)基本布局:與魯信集團(tuán)合作成立50億元規(guī)模的海洋產(chǎn)業(yè)基金,以延伸海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈；與天津膜天膜科技、上海聯(lián)和科海材料科技、美國(guó)馬文集團(tuán)合資成立青島青水津膜高新科技有限公司,擬在中德生態(tài)園建設(shè)超/微濾膜生產(chǎn)基地；今年3月,專門成立了海水淡化科技公司,統(tǒng)籌管理青島百發(fā)和董家口兩個(gè)產(chǎn)能10萬(wàn)噸/日海水淡化項(xiàng)目、1個(gè)污水處理項(xiàng)目和1個(gè)海水淡化膜裝備制造基地……
海洋是高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略要地,青島發(fā)展的最大優(yōu)勢(shì)在海洋,推動(dòng)山東海洋強(qiáng)省建設(shè),必須把青島這個(gè)龍頭昂起來(lái)?！渡綎|海洋強(qiáng)省建設(shè)行動(dòng)方案》將海水淡化及綜合利用列為重點(diǎn)推動(dòng)發(fā)展的海洋新興產(chǎn)業(yè),并明確提出“支持青島建設(shè)國(guó)家海水淡化與綜合利用示范城市”。
放眼全國(guó),在打造國(guó)家級(jí)海水淡化產(chǎn)業(yè)集群方面,青島不乏競(jìng)爭(zhēng)者。據(jù)報(bào)道,天津?yàn)I海新區(qū)海水淡化能力全國(guó)第一,擁有4家海水淡化及綜合利用企業(yè),總設(shè)計(jì)規(guī)模31.6萬(wàn)噸/日,占全國(guó)的26.3%。濱海新區(qū)將海水淡化產(chǎn)業(yè)作為“十四五”時(shí)期重點(diǎn)產(chǎn)業(yè),于8月2日成立天津海水淡化產(chǎn)業(yè)(人才)聯(lián)盟,將全國(guó)海水淡化技術(shù)研發(fā)、裝備制造、產(chǎn)品生產(chǎn)、工程建設(shè)及場(chǎng)景應(yīng)用等優(yōu)勢(shì)資源匯聚津門。
8月4日,膠東經(jīng)濟(jì)圈海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在青島成立,50多家設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、配套服務(wù)企業(yè)及有關(guān)科研機(jī)構(gòu)成為首批會(huì)員,致力于打造海水淡化與綜合利用領(lǐng)域“政產(chǎn)學(xué)研金服用”的一體化創(chuàng)新平臺(tái),推動(dòng)海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。未來(lái)幾年,海水淡化產(chǎn)業(yè)在缺水的膠東半島地區(qū)或?qū)?shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,成為帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
