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平臺推進,領先一步,海水淡化的青島“打法”
發布時間:2020/8/19  瀏覽次數:3452次  字號:   雙擊自動滾屏

大眾報業·半島新聞

為緩解水資源短缺問題,促進海洋經濟高質量發展,山東省近日印發《關于加快發展海水淡化與綜合利用產業的意見》,明確在青島等沿海7市布局海水淡化與綜合利用產業,計劃到2022,全省海水淡化產能超過100萬噸/日。

青島是全國嚴重缺水城市之一,人均淡水資源占有量僅為247立方米,僅為全國平均水平的11%,城市用水主要依靠跨流域調水。為了從根本上改變缺水的局面,青島市在國內最早開展海水淡化與綜合利用。資料顯示,山東現有規模最大的2個海水淡化工程,分別為青島百發海水淡化工程和青島董家口海水淡化工程,產能均達到10萬噸/日。目前,青島已建成海水淡化產能22.37萬噸/,占全國已建成規模的近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?青島海水淡化產業發展現狀及前景怎么樣?半島記者帶您一探究竟。

青島百發海水淡化公司生產車間里,通過電腦程序自動控制運行,幾乎不需要人工干預。

海水變淡水 仨人“搞定”

“向浩瀚的海洋要水”,走進位于李滄區印江路的青島百發海水淡化有限公司,隨處可見這條標語。來自膠州灣的海水,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、預處理、反滲透和后處理等?!鼻鄭u百發海水淡化公司生產部運營科主任李珂說,該公司采用先進的“超濾+反滲透”雙膜法海水淡化技術,具有運行成本低、水質優良、穩定性強的特點。

借助靠近膠州灣的區位優勢,百發海水淡化公司從膠州灣取得優質底層海水,引入煙墩山西側的海水湖里暫存。隨后,海水湖里的海水經取水泵站加壓,通過埋藏在地下的1.3公里長玻璃鋼管道輸送到廠區,在超濾車間進行預處理?!昂K高^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?!崩铉娼榻B道。

接下來,要進行反滲透處理,這是海水淡化的核心工藝,投資占比最大、生產能耗最高,與水質關系也最大。反滲透系統由兩級組成,一級反滲透主要脫除海水中的鹽分,二級反滲透進一步脫除鹽分和硼元素,以提升水質?!胺礉B透膜的脫鹽率可達99.3%,能夠截留糖類、氨基酸、細菌、病毒等物質,產品水質優良且穩定?!崩铉嬲f。

海水脫鹽之后產生的淡化水,還要進行礦化處理,通過投加礦物質、二氧化碳、次氯酸鈉等,增強產品水的穩定性,提高飲用舒適度。

有五六個籃球場面積大小的車間里,機器轟鳴為何卻不見有工作人員現場操作?“超濾膜組和反滲透膜組等關鍵設備均從國外進口,主要生產系統通過電腦程序自動控制運行,幾乎不需要人工干預?!崩铉嬲f,一個生產班組只有3個人,負責全廠設備的運行和操作。其中,一位生產運營班長在中控室通過電腦對全廠設備進行監控,另外兩位操作人員在現場負責巡檢和設備的基礎維護。

作為一家專業從事海水淡化處理的高科技企業,青島百發海水淡化公司設計產能10萬噸/,20131月投產運營,最高日供水量達10.5萬噸,是全國首個主要用于市政供水的日產10萬噸級海水淡化項目。青島百發海水淡化有限公司前身是中外合資企業,2014年青島水務集團收購外方全部股份,該公司實現由中外合資企業到國有企業的轉身,現由青島水務集團、青島堿業和青島市海潤自來水集團共同出資經營。

成本降一半 不輸自來水

成本是制約海水淡化規?;玫闹匾蛩?。目前,國內海水淡化成本與國際水平基本持平,48/噸。隨著新工藝、新材料、新裝備的涌現,海水成本有望進一步下降。

近幾年,青島百發海水淡化有限公司通過改進工藝技術和設備,海水淡化成本大幅降低。自2014年底,青島水務集團收購外方全部股份后,百發海水淡化公司技術人員克服重重困難,根據外文工藝流程圖,逐一梳理每一個閥門、水泵乃至細小接口等節點位置,分析研究并制定運營管控體系,掌握并形成了自己的核心技術。

通過膜組容量等技術改造,提高運行負荷,百發海水淡化公司提升海水淡化產能,降低邊際成本?!霸诜礉B透環節,100噸海水可以淡化出44噸淡水,剩下56噸濃鹽水進行能量回收,為系統進水提供壓力?!睋铉娼榻B,5套反滲透膜組高負荷模式下,可實現全廠產能增加約0.5萬立方米/天。

此外,百發海水淡化公司還對高壓給水泵進行改造?!巴瑯舆\行條件下,單泵運行功耗降低一半,整體日節電量可達1萬千瓦時,每年可節約用電成本費用200萬元左右?!崩铉嬲f。

通過多種節能技改措施,百發海水淡化公司生產噸水能耗由4.18千瓦時/立方米降至3.4千瓦時/立方米,降幅高達19%,噸水單位電耗居全國領先水平。

近年來,自來水的成本在不斷提高,而海水淡化成本從2016年的10/,到目前降了近一半,具備一定價格優勢?!巴ㄟ^節能技術和反滲透膜的改造、提升泵站效率,海水淡化成本還會進一步降低?!崩铉嫱嘎?span>,這對海水淡化廣泛應用及產業化進程將產生極大的促進作用。

主要供市政 口感還不錯

百發海水淡化公司生產的淡化水,大部分供給和保障市政供水,剩下的“點對點”直供給重點工業企業。2019,該公司供市政用水1679萬噸、工業用水440萬噸、農業用水2.8萬噸。

在青島百發海水淡化有限公司會議室的桌子上,擺放著“內部專供”的瓶裝海水淡化飲用水。半島記者品嘗后發現,這種水喝起來比普通自來水要清甜一些。

 “海水淡化水硬度比較低,而且比較純凈,水質遠遠優于我國《生活飲用水衛生標準》的106項指標要求,可以改善自來水水質和口感?!崩铉嬲f,青島百發海水淡化有限公司于2014年成為全國首家獲得衛生許可證的海水淡化企業,2015年至2019年底,累計供水近7000萬立方米。

據了解,2017,青島市在省內率先頒布《海水淡化生活飲用水集中式供水單位衛生管理規范》,根據海水淡化工藝特點,對海水取水水質、濾后水水質、出廠水調質后水質的特征指標規定了明確限值,一些指標限值嚴于國家《生活飲用水衛生標準》要求。

除了市政供水,百發公司生產的海水淡化水還“點對點”直供給重點工業企業。電力、石化等行業工藝用水、鍋爐用水,一般要求水質比較高的純凈水,普通的自來水需要凈化后才能用。水費成本加上凈化處理等相關費用,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,企業使用后可大幅降低水處理的成本?!崩铉嬲f,用海水淡化水替代自來水,還可以節約緊缺的淡水資源,實現經濟效益和社會效益雙豐收。

目前,百發海水淡化公司已為華電青島發電有限公司、中石化青島石化公司、滄海新城熱力公司等周邊大型企業直供淡化水。近期,還將為泰能熱電、后海熱電等企業供水。

“相對其他水源,海水淡化水比較適合我們的制水設備運行,目前我們每天使用400多噸海水淡化水?!比A電青島發電有限公司化水車間運行專工張瑩瑩說,就總成本而言,用海水淡化水比用自來水每噸省三四毛錢,職工工作量也要小一些。據了解,華電青島發電有限公司分兩個系統使用海水淡化水,其中,熱網系統可以直接用,機組用水需要進一步處理后再用。

據記者了解,為了進一步提高海水淡化功能,百發海水淡化公司還研發設計小型海水淡化設備,用于海島、船舶及陸地供水。青島大公島海水淡化項目產水20立方米/,所用設備即為百發海水淡化公司生產。

>>>現狀

島城年海水淡化利用量3500萬立方米

作為全國嚴重缺水的城市之一,為改善淡水資源嚴重不足、客水依賴度高的狀況,青島市在大力倡導節約用水的同時,通過多種渠道合理開發水資源。2019,青島市城市再生水(中水)利用率達到45%以上,被廣泛用于工業冷卻、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優良的優勢,在國內最早開展海水綜合利用。目前,青島市建成海水直接利用裝置2,年海水直接利用總量約14億立方米,居全國前列。除了作為工業冷卻水外,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業發展規劃,在海水淡化技術研究和產業化方面取得較快發展,涌現了一批在海水淡化領域擁有自主知識產權的生產企業。

2013,青島市成立建設全域統籌水務體系的平臺公司——青島水務集團,負責城鎮供水、排水、污水處理、海水淡化等相關業務。

目前,青島市已建成海水淡化裝置5,設計海水淡化能力達到22.37萬噸/,占全國已建成規模的近1/5,占全省的60%。其中,青島水務集團運營管理的百發海水淡化公司和董家口海水淡化廠設計規模均為10萬噸/日。

青島百發海水淡化公司設計日產能為10萬噸,每天生產的淡水相當于整個青島市用水高峰時日供水總量的1/8左右。截至20206,該公司已產8500萬噸淡化水,相當于6個西湖的容量,極大緩解了青島市緊張的供水形勢。

2016年建成通水的董家口10萬噸/日海水淡化項目,是我國首個自主研發、自主設計、自主建設及自主運營的大型海水淡化工程。由于關鍵技術和設備實現了國產化,打破了長期以來海水淡化膜技術的國際壟斷,該項目淡化水成本僅為4.25/,低于國內外同類項目30%50%,被國家發改委確定為“反滲透膜材料研發與產業化及應用示范項目”。董家口海水淡化項目201610月起向董家口港區大工業用戶穩定供水,有效解決了青島西海岸新區和董家口區域水資源短缺問題。

目前,青島市年海水淡化利用量3500萬立方米。根據《青島市海水淡化產業發展規劃(20172030),2020,全市海水淡化產能達到50萬立方米/日以上,海水淡化對保障全市供水的貢獻率達到15%以上。據了解,今年青島計劃實施百發海水淡化公司二期擴建工程,再造一個10萬噸/日的海水淡化項目。

青島市擁有海水綜合利用技術研發及人才培養機構30余家,擁有學科領軍人物和工程技術人員組成的綜合人才梯隊。眾多海內外海水淡化相關企業及技術裝備研發機構擬投資青島,如以色列國家水務集團、西班牙水務公司、合肥通用技術研究院、天津膜天膜科技、巴安水務、魯信集團和中信環境等企業與青島保持密切溝通銜接。

>>>前景

潛藏巨大產業鏈條,爭相打造產業集群

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重不足的問題,背后還潛藏著一個巨大的產業鏈條。海水淡化產業作為戰略性新興產業,是海洋經濟的重要引擎。

“推動海水淡化規?;瘧?span>,一方面可以保障戰略水源,應對極端干旱天氣、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,對企業直供可以降低生產成本,節約淡水資源?!崩铉嬲f,圍繞海水淡化還可以發展高端裝備制造等上下游產業。

根據《青島市海水淡化產業發展規劃(20172030),青島市將確立海水淡化穩定水源及戰略保障地位,逐步將海水淡化水并入市政供水管網,納入全市水資源平衡供需管理,統一調配使用。為推動海水淡化產業發展,青島市規劃了以“一谷一區一帶”為支撐的產業發展空間布局體系,近期重點擴大海水淡化規模,中期重點發展海水淡化關鍵裝備研發制造,遠期重點構建科技引領的海水淡化全產業鏈條。

青島水務集團是國內最大的海水淡化設施運營企業,已完成海水淡化產業基本布局:與魯信集團合作成立50億元規模的海洋產業基金,以延伸海水淡化產業鏈;與天津膜天膜科技、上海聯和科海材料科技、美國馬文集團合資成立青島青水津膜高新科技有限公司,擬在中德生態園建設超/微濾膜生產基地;今年3,專門成立了海水淡化科技公司,統籌管理青島百發和董家口兩個產能10萬噸/日海水淡化項目、1個污水處理項目和1個海水淡化膜裝備制造基地……

海洋是高質量發展的戰略要地,青島發展的最大優勢在海洋,推動山東海洋強省建設,必須把青島這個龍頭昂起來?!渡綎|海洋強省建設行動方案》將海水淡化及綜合利用列為重點推動發展的海洋新興產業,并明確提出“支持青島建設國家海水淡化與綜合利用示范城市”。

放眼全國,在打造國家級海水淡化產業集群方面,青島不乏競爭者。據報道,天津濱海新區海水淡化能力全國第一,擁有4家海水淡化及綜合利用企業,總設計規模31.6萬噸/,占全國的26.3%。濱海新區將海水淡化產業作為“十四五”時期重點產業,82日成立天津海水淡化產業(人才)聯盟,將全國海水淡化技術研發、裝備制造、產品生產、工程建設及場景應用等優勢資源匯聚津門。

84,膠東經濟圈海水淡化與綜合利用產業聯盟在青島成立,50多家設計研發、生產制造、配套服務企業及有關科研機構成為首批會員,致力于打造海水淡化與綜合利用領域“政產學研金服用”的一體化創新平臺,推動海水淡化與綜合利用產業加快發展。未來幾年,海水淡化產業在缺水的膠東半島地區或將實現規?;瘧?span>,成為帶動區域經濟發展新的增長點。

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