半島全媒體記者 孫桂東
海水淡化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化超過(guò)70%，成本逐年下降，董家口項(xiàng)目的制水成本低于5元，已接近青島引用客水來(lái)源的制水成本……
近年來(lái)，隨著技術(shù)的升級(jí)以及國(guó)產(chǎn)自研設(shè)備的提升，青島的海水淡化駛?cè)肓丝燔?chē)道。2020年底開(kāi)工建設(shè)的百發(fā)海水淡化廠擴(kuò)建工程（10萬(wàn)立方米/日）已經(jīng)完成土建施工，正在進(jìn)行設(shè)備安裝調(diào)試工作，今年即將投入運(yùn)行。運(yùn)行后青島的海水淡化能力也將達(dá)到32.4萬(wàn)立方米/日，占全國(guó)海水淡化產(chǎn)能約六分之一。到2025年，海水淡化規(guī)模爭(zhēng)取達(dá)到70萬(wàn)立方米/日。不僅如此，海水淡化的產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷延伸，利用原來(lái)的濃鹽水制鹽、提取鋰、溴等元素，更可進(jìn)一步增加經(jīng)濟(jì)收益，讓淡化海水成為青島重要的供水來(lái)源。
百發(fā)廠區(qū)
探秘海水淡化過(guò)程：
利用潮汐取水 100畝“海水湖”能裝30萬(wàn)噸
青島是一個(gè)極度缺水的城市，城市用水主要依賴南水北調(diào)以及引黃濟(jì)青的水源，高峰時(shí)期90%以上的需要依賴客水。這些年來(lái)，青島也一直在尋找第二水源。青島海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展走在全國(guó)前列，是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展海水綜合利用、最早制定海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的城市之一，早在2006年即發(fā)布實(shí)施了全國(guó)首個(gè)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已被列為國(guó)家海水淡化與綜合利用城市和產(chǎn)業(yè)化基地、國(guó)家海水淡化試點(diǎn)城市。
2014年4月，能量回收裝置 百發(fā)海水淡化公司供圖
咸咸的海水如何變成清甜可口的飲用水？海水淡化又要經(jīng)過(guò)那些步驟？近日，記者就專(zhuān)訪了青島海水淡化有限公司的專(zhuān)家，進(jìn)行了深度揭秘。
青島海水淡化一期工程位于李滄區(qū)印江路2號(hào)，隔著環(huán)灣大道與白泥濕地公園相望。在環(huán)灣大道東側(cè)，就是取水口。
為了保障用水，工廠建設(shè)了一個(gè)面積100畝的“海水湖”，在近海的一側(cè)有一道閘門(mén)。漲潮的時(shí)候，海水涌進(jìn)“海水湖里”，如果開(kāi)始落潮，閘門(mén)就會(huì)緩緩關(guān)閉。整個(gè)海水湖蓄滿，能達(dá)到30萬(wàn)噸。
今年即將啟用的百發(fā)二期工程
青島水務(wù)海淡科技百發(fā)公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部部長(zhǎng)李珂介紹，根據(jù)青島的潮汐規(guī)律，一天會(huì)漲跌潮兩次，基本上都能保障海水湖能喝飽。同時(shí)，為了保障海水淡化用水，他們還在閘門(mén)出設(shè)置了泵站，通過(guò)管道將取水口往膠州灣深處延伸。遇到天文大潮，海水后退比較大的時(shí)候，就會(huì)利用提升泵緊急抽水向湖內(nèi)補(bǔ)充，從而保障有足夠的水源可以使用。
據(jù)介紹，目前青島百發(fā)海水淡化廠一期工程每天的處理能力10萬(wàn)噸，2020年底開(kāi)工建設(shè)的百發(fā)海水淡化廠擴(kuò)建工程（10萬(wàn)立方米/日）已經(jīng)完成土建施工，正在進(jìn)行設(shè)備安裝調(diào)試工作。
今年即將啟用的百發(fā)二期工程
3噸海水生產(chǎn)1噸淡水 鹽、水分離先要除雜質(zhì)
海水湖中，通過(guò)泵站利用地下管道輸送進(jìn)廠區(qū)內(nèi)，然后進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理的難度，取決于海水的水質(zhì)。海水水質(zhì)越好，凈化的效果也相對(duì)較好，產(chǎn)出也更大。以青島水務(wù)海淡科技公司百發(fā)項(xiàng)目一期工程而言，一般3噸海水能產(chǎn)出1噸左右的淡水。
李珂介紹，青島水務(wù)海淡科技公司采用的是主流的反滲透膜法，首先要進(jìn)行預(yù)處理，盡可能的去除雜質(zhì)，為后續(xù)的反滲透膜脫鹽處理提供條件。
“超濾膜跟反滲透膜是核心部件，可謂非常嬌貴，使用壽命直接決定了成本，”李珂說(shuō)，首先讓海水經(jīng)過(guò)自清洗過(guò)濾器，去除海水中的泥沙，藻類(lèi)、貝類(lèi)、懸浮物等等，保證后續(xù)膜的安全運(yùn)行。
在百發(fā)項(xiàng)目二期工程中，預(yù)處理系統(tǒng)則新增了氣浮工藝，對(duì)海水進(jìn)行更加精細(xì)的過(guò)濾，將有效去除海水中的懸浮物、油脂和藻類(lèi)等。有效減少了后續(xù)膜的處理負(fù)荷，延長(zhǎng)了膜組件的使用壽命。
進(jìn)過(guò)預(yù)處理的海水，已經(jīng)干凈了許多，之后就要經(jīng)過(guò)超濾膜。超濾膜的孔徑在30納米左右，這層超濾膜將包括更小的細(xì)菌等雜質(zhì)都給隔離出去。剩下的只有水分子和各種鹽離子能通過(guò)超濾膜。
今年即將啟用的百發(fā)二期工程
出廠水口感更“軟”
通過(guò)超濾膜以后，就進(jìn)入到海水淡化的最核心環(huán)節(jié)——將水鹽徹底分離開(kāi)來(lái)。這是利用的反滲透膜法。工作人員介紹，這個(gè)過(guò)程跟普通市民家里安裝的凈化水設(shè)備，工作原理是相似的。
但是，想讓海水通過(guò)反滲透膜，需要施加水體一個(gè)50公斤左右的壓力。反滲透膜的孔徑更小，只有0.1納米左右，幾乎只有水分子能通過(guò)，鹽分就被隔離了出來(lái)。不僅如此，原水中的金屬離子、鈣等元素，也會(huì)被隔離出來(lái)。因此，海水淡化出廠的水，口感跟純凈水類(lèi)似，嘗起來(lái)比普通的自來(lái)水更“軟”。隨后，這些接近于純凈水的淡化水，再進(jìn)入后處理礦化車(chē)間，投加礦物質(zhì)，增加水中鈣離子。
百發(fā)公司儲(chǔ)水罐
百發(fā)二期投產(chǎn)后，全市海水淡化設(shè)施日產(chǎn)能力達(dá)到32.4萬(wàn)立方米，其中青島水務(wù)集團(tuán)擁有百發(fā)、董家口產(chǎn)能共30萬(wàn)立方米的兩座海水淡化廠，運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)規(guī)模全國(guó)領(lǐng)先，海水淡化供水量累計(jì)超過(guò)1.7億立方米，主要用于沿海發(fā)電、鋼鐵、化工、熱電等企業(yè)工業(yè)用水，以及作為市政補(bǔ)充用水和戰(zhàn)略儲(chǔ)備用水，為青島市城市供水安全發(fā)揮了重要作用。
國(guó)產(chǎn)化率超70% 海水淡化水制水成本越來(lái)越低
近幾年，青島的海水淡化發(fā)展駛?cè)肟燔?chē)道，這其中離不開(kāi)技術(shù)進(jìn)步以及設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率提高。最直接的結(jié)果就是，海水淡化制水成本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)海水淡化項(xiàng)目制水成本約5-7元/立方米，先進(jìn)的大型海水淡化項(xiàng)目制水成本低于5元/立方米。
制約海水淡化制水成本的關(guān)鍵因素主要有電費(fèi)、折舊及攤銷(xiāo)成本等。其中，最主要的還是前期投入的建設(shè)成本，包括超濾膜、反滲透膜、能量回收裝置等。此前，很多關(guān)鍵設(shè)備都需要進(jìn)口，價(jià)格昂貴，這也導(dǎo)致海水淡化的成本居高不下。隨著國(guó)內(nèi)的科研攻關(guān)，許多關(guān)鍵設(shè)備都已經(jīng)可以使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備來(lái)進(jìn)行替代。
其中，董家口、百發(fā)二期是自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)和自主運(yùn)行的十萬(wàn)噸級(jí)海水淡化項(xiàng)目，除了反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置等核心技術(shù)仍依賴進(jìn)口之外，主要設(shè)備設(shè)施基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，百發(fā)二期海水淡化項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到70%以上。
百發(fā)海水淡化項(xiàng)目反滲透車(chē)間
李珂介紹說(shuō)，以超濾膜為例，常規(guī)的設(shè)計(jì)使用年限為5年。董家口海水淡化項(xiàng)目采用的就是國(guó)產(chǎn)超濾膜，成本直接下降了40%。同時(shí)，在運(yùn)行的過(guò)程中，工作人員也不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)改造，延長(zhǎng)“膜”的使用壽命，目前，董家口項(xiàng)目的海水淡化售水價(jià)格為4.25元，成本進(jìn)一步降低。
不僅如此，青島市積極推動(dòng)搭建海水淡化新技術(shù)、新材料、新裝備中試和應(yīng)用示范基地，助力加速關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
今年即將啟用的百發(fā)二期工程
2022年2月22日，全國(guó)首家海淡設(shè)計(jì)研究院——青島水務(wù)海水淡化設(shè)計(jì)研究院有限公司在青島市德縣路23號(hào)掛牌成立。該研究院是國(guó)內(nèi)海水淡化領(lǐng)域首家專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)研究院，以推動(dòng)我國(guó)海水淡化設(shè)施設(shè)計(jì)、集成能力為目標(biāo)，通過(guò)吸收、引進(jìn)、利用海水淡化產(chǎn)業(yè)先進(jìn)技術(shù)和科研成果，為推動(dòng)海水淡化規(guī)模化發(fā)展提供工程技術(shù)支撐。研究院將深度參與國(guó)內(nèi)外大型海水淡化項(xiàng)目，助力青島市在海水淡化領(lǐng)域的應(yīng)用研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)化、學(xué)術(shù)交流、規(guī)劃設(shè)計(jì)、項(xiàng)目建設(shè)、設(shè)備集成和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)。
打造三大海淡規(guī)?；瘧?yīng)用基地 產(chǎn)業(yè)化不斷延伸
除了在設(shè)備上進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代來(lái)降低成本，青島也在積極拓展產(chǎn)業(yè)鏈，通過(guò)下游附加產(chǎn)品來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益。
青島水務(wù)海淡科技公司規(guī)劃發(fā)展部負(fù)責(zé)人楊鑫介紹，目前海水淡化濃鹽水可以用于制鹽、提取溴、鎂等有價(jià)值元素，技術(shù)已經(jīng)成熟，在國(guó)內(nèi)各地市多有工程應(yīng)用實(shí)例，但受用地、環(huán)保要求等限制因素，在青島尚未得到大規(guī)模應(yīng)用。
不過(guò)，他們規(guī)劃在平度新河打造海水淡化規(guī)?；瘧?yīng)用基地，從濃鹽水提取溴等有價(jià)值元素，通過(guò)延伸下游產(chǎn)業(yè)鏈條，海水淡化的成本將會(huì)進(jìn)一步降低。
“隨著價(jià)格越來(lái)越經(jīng)濟(jì)，海水淡化將在城市供水中承擔(dān)更重要的角色。”楊鑫介紹。青島作為一個(gè)缺水的城市，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展用水量也會(huì)更大，青島也將加快海水淡化項(xiàng)目的建設(shè)速度。
今年即將啟用的百發(fā)二期工程
2020年底開(kāi)工建設(shè)的百發(fā)海水淡化廠擴(kuò)建工程（10萬(wàn)立方米/日）已經(jīng)完成土建施工，正在進(jìn)行設(shè)備安裝調(diào)試工作，今年就將投入運(yùn)行。不僅如此，百發(fā)三期項(xiàng)目和董家口二期項(xiàng)目也列入了規(guī)劃中。
此外，青島水務(wù)集團(tuán)將有序?qū)嵤┮慌杏绊懥Φ囊?guī)模化海水淡化應(yīng)用項(xiàng)目，規(guī)劃建設(shè)百發(fā)、董家口、新河三個(gè)規(guī)?；瘧?yīng)用基地，通過(guò)規(guī)模效應(yīng)降低投資成本、建設(shè)自備電廠降低制水成本、建設(shè)濃鹽水綜合利用項(xiàng)目增加經(jīng)濟(jì)收益。預(yù)計(jì)到2025年，這三個(gè)海水淡化基地總規(guī)模爭(zhēng)取達(dá)到70萬(wàn)立方米/日。
鏈接：青島6家單位被評(píng)為全省節(jié)水標(biāo)桿單位
3月22日“世界水日”之際，在山東省水利廳組織的 “節(jié)水山東 你我同行”主題宣傳活動(dòng)啟動(dòng)儀式上，公布了2021年山東省節(jié)水標(biāo)桿單位名單，青島市山東中煙工業(yè)有限公司（青島卷煙廠）、青島海灣化學(xué)有限公司、新希望琴牌乳業(yè)有限公司、中國(guó)石化青島石油化工有限責(zé)任公司和青島啤酒股份有限公司青島啤酒二廠5個(gè)企業(yè)，以及位于西海岸新區(qū)的山東科技大學(xué)1個(gè)公共機(jī)構(gòu)，共6家單位被表彰為節(jié)水標(biāo)桿單位。
近年來(lái)，為破解水問(wèn)題，保障水安全，青島市積極踐行“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，把堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先、強(qiáng)化水資源集約節(jié)約利用，貫穿于節(jié)水全過(guò)程，堅(jiān)持“四水四定”，以水資源的可持續(xù)利用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。青島市水務(wù)管理局積極發(fā)揮行業(yè)指導(dǎo)作用，2021年來(lái)，會(huì)同市工信局等部門(mén)，在工業(yè)用水領(lǐng)域開(kāi)展了節(jié)水標(biāo)桿單位培育遴選工作，引導(dǎo)和鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)積極適應(yīng)新發(fā)展理念，大抓節(jié)約用水，抑制不合理用水需求，倒逼發(fā)展規(guī)模、發(fā)展結(jié)構(gòu)、發(fā)展布局優(yōu)化，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量5.59立方米，全市萬(wàn)元GDP用水量下降至7.51m3/萬(wàn)元，水資源集約節(jié)約利用走在了全國(guó)前列。
