经略海洋看新区|向海取水,肚量几许?西海岸海水淡化规模化利用步入快车道

青岛西海岸报/西海岸新闻网 记者 董梅雪 李涛
2021年06月11日 09:36 标签: 海水淡化

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编者按

日前,国家发改委、自然资源部联合印发《海水淡化利用发展行动计划(2021—2025年)》,提出到2025年,全国海水淡化总规模达到290万吨/日以上,新增海水淡化规模125万吨/日以上;海水淡化关键核心技术装备自主可控,产业链供应链现代化水平进一步提高。

水是生命之源、生产之要、生态之基。青岛虽三面环海,但却属于资源性缺水城市,水资源短缺成为制约经济社会发展的瓶颈,“向大海要水”成为破局的必由之路。

早在2004年,西海岸就开始勾勒海水淡化发展蓝图,布局海水淡化项目。建成全国首座自主研发、自主设计、自主建设的海水淡化工程,打破海水淡化膜技术国际垄断……如今,海水淡化产业步入快车道。今年,新区将加快推进海洋海水淡化工程装备制造平台项目建设,必将为海水淡化产业赋予更大发展空间。近日,本报记者实地探访西海岸投产最早和打破国际垄断的两个海水淡化项目,重温西海岸的向海取水路。

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董家口经济区>>青岛水务碧水源海水淡化有限公司海水淡化项目

日产淡水10万吨,打破海水淡化膜技术国际垄断

关键技术设备是咱“中国造”

2016年9月份,位于董家口经济区的青岛水务碧水源海水淡化有限公司海水淡化项目建成通水,这个日产淡水10万吨的项目可满足董家口经济区内的工业用水需求,是全国首座自主研发、自主设计、自主建设的大型海水淡化工程,实现了关键技术和设备的国产化,打破了长期以来海水淡化膜技术的国际垄断。近日,记者来到这座走在全国前列的海水淡化工厂,揭开海水“变身”工业用水的神秘面纱。

▲海水经过粗过滤及超滤后,进入反渗透环节。记者 董梅雪 摄

小身材大能量>> 5组设备日产淡水10万吨

走进青岛水务碧水源海水淡化有限公司,记者站在海水淡化车间东侧门口,能清楚地看见两根约2米粗的管子从厂区的取水泵房延伸至不远处的海里。

“管子伸进海里的位置,就是取水口,离厂区不到800米。”青岛水务碧水源海水淡化有限公司总经理冯历向记者介绍说,“取水口的选址要经过多方考量,不能选择入海河口或排污口,需避开藻类、菌类、贝类的繁殖区,附近的水文、水质情况要合格,这样才能保证原水稳定、干净。”

站在海水淡化车间外,透过紧闭的大门,耳畔传来设备轰鸣的运转声。推门而入,迎面而来的是矗立在走廊两侧的一组组蓝色细管与白色粗管组成的设备,蓝白相间的色彩搭配让人有一种置身海边的感觉。冯历说,海水通过这些设备的粗过滤后能将比较大的颗粒杂质去除,其中的污染物会被专用机械捞走,清水则通过管道自流到清水池。

继续向前走,记者不禁打了个冷颤,看到记者的反应,冯历解释说:“海水具有吸收热量的特性,这个季节海水温度低于气温,所以就吸收空气中的热量,周围气温下降,冬天海水则可散发热量,使周围气温上升。”

在车间中间位置,竖立放置着一组组灰色的管子。“这些灰色的管子是超滤膜组,能截留住海水中的小颗粒、细菌和病毒。”冯历介绍说,超滤膜就像一根根吸管紧密簇拥,管壁上布满了肉眼不可见的小孔,水从各个细小的管内进入后,经过超滤后从管壁上的小孔中出来,集中到膜正中间的收集管中,再经管道进入下一道流程。

到了车间最西侧,“嗡嗡”的轰鸣声变得更大,记者搜寻声音来源,只见数百个白色管横着放置在一组设备上。冯历说,轰鸣声与除盐的核心工艺——高压泵工作有关。“高压泵会对海水施加50多公斤的压力,进入到反渗透膜组,反渗透膜只让水分子通过,而把盐分统统截留住,形成淡水。”

整个车间一组组不同的设备通过统一接口连接,经过粗过滤、超滤、反渗透三道工序“变”出淡水。串联起来的设备整体虽然“身板”不大,但能量够大,每一组设备每天能生产2万吨淡水,车间共5组设备,同时运转每天能产淡水10万吨。

“在世界范围内同级别的海水淡化工程中,我们的设备最精细、布局最合理、占地面积最小。在未来的二期工程中,还能更加优化,节约更多空间。”冯历说。

打破国际垄断>> 关键设备技术国产化

“近年来,全球海水淡化正向高效化、低能耗和规模化的目标发展,但是我国在反渗透膜方面自主知识产权较少,在材料上还需要依靠国外的技术支持,提高海水淡化装备的国产化和技术水平成为我国海水淡化产业发展的重中之重。”冯历说。

青岛水务碧水源海水淡化有限公司海水淡化项目便是在这样的大环境下孕育而生的。它是全国首个自主研发、自主设计、自主建设和自主运营的大型海水淡化工程,采用自主设计的双膜法先进工艺,关键技术和设备实现国产化,打破了长期以来海水淡化反渗透膜技术的国际垄断。

采访中记者发现,偌大的车间内,除了听到各种泵产生的噪音外,看不到现场操作的工人。冯历告诉记者,车间自动化程度非常高,每个班只有3名运行操作人员负责设备的生产运行和操作。这3个人中有一位是操作主管,通过电脑对全厂的设备进行监控,而另外两位在现场主要负责简单的巡检工作。

“目前,国产海水淡化的设备和世界先进水平还存在一定差距,主要表现在耐腐蚀性、材料、工艺等方面。进口设备在关键的配件上会出现卡脖子的现象,这激励我们在关键设备的研发和维护上投入更多财力和精力,以更好的解决方案、更低的成本替代进口设备。”冯历说。

下一步,青岛水务碧水源海水淡化有限公司将继续在耐腐蚀材料、核心设备制造、自动化仪表和计算机局部网络控制方面攻关,争取实现自主知识产权的突破,推动海水淡化产业低成本、规模化发展。

10个月建成通水>> 解决企业用水难题

如今,在海水淡化领域,青岛水务碧水源海水淡化有限公司是青岛市相关项目中当之无愧的“领头羊”,同时也是关键时刻彰显责任与担当、解决用水短缺的“救兵”。

2015年,董家口经济区招标引进青岛水务碧水源海水淡化有限公司建设海水淡化项目,以此来缓解经济区企业工业用水问题,仅用10个月,项目就建成通水,创造了同等规模海水淡化工程建设的最快速度。由于可充分利用华能热电产出的“冷却用海水”,项目减少了淡化过程中的部分成本支出,使得海水淡化成本从7-10元/吨降至为4.25元/吨。工程一期项目建成至今,系统运行稳定、出水水质优良,有效解决了董家口区域的水资源短缺问题。

“这个新水源的诞生,不仅解决了董家口经济区用水难的局面,也为下一步更好地开展‘双招双引’,使更多企业向董家口集聚提供了战略保障。”董家口经济区海水淡化专项办公室主任杨磊说。

2020年,青岛市提出要“扩大海水综合利用产业规模,积极争取国家海水淡化规模化示范试点落地青岛”,到2030年海水淡化日产能90万立方米。之所以敢有如此大手笔的产业规划,自然有硬朗的底气。其中,董家口海水淡化工程已投产的一期工程及待建的日产能达30万吨的二期工程,便是最大的保障及依托。(本报记者 董梅雪)

黄岛街道>>大唐黄岛发电有限责任公司海水淡化项目

机组发电全部用上淡化水

日产淡水18000吨,3人就能完成生产操作,大大降低运营成本

海水淡化作为战略性新兴产业,未来发展空间巨大。近年来,西海岸新区着力加强海水淡化产业发展,新技术、新材料和新工艺不断取得突破,以海水淡化相关技术为核心的海水淡化产业链渐入画来。一路走来,新区海水淡化如何从无到有,进而逐步壮大?近日,记者来到新区投产最早的大唐黄岛发电有限责任公司海水淡化项目,进行了实地探访。

▲工作人员查看海水淡化V型滤池。记者 李涛 摄

高产能>> 最高日产淡水18000吨

走进大唐黄岛发电有限责任公司5000吨海水淡化车间,记者看到左侧竖立放置着一组组灰色的管子,“这是海水淡化超滤装置,这些灰色的管子是超滤膜组。”大唐黄岛发电有限责任公司发电部副书记兼主任助理郑娜告诉记者,获取海水后,会先进入到V型滤池进行前过滤,随后经过超滤装置。“经过超滤系统,可以将海水中的颗粒杂质去除,只剩下水和盐分。”

如何去除海水中的盐分?车间右侧的海水淡化反渗透装置是除盐的核心关键。“经过超滤处理的海水再经过高压泵加压后,会进入到反渗透膜组,反渗透膜只会让水分子通过,而把盐分统统截留住。”郑娜说,反渗透技术是海水淡化的核心工艺,反渗透膜有极高的脱盐率,单支膜可达到99.6%以上,海水回收率高达40~45%。

当天,记者见到的是该公司2018年10月投入运行的日产5000吨海水淡化设备。除此之外,还有日产3000吨与日产10000吨反渗透海水淡化装置正在运行,万吨海水淡化装置成为当时我国首台单体容量最大、占地面积最小的反渗透海水淡化装置。

“目前,我们公司正在运行的海水淡化装置最高日产淡水18000吨,机组发电、供热用水全部使用海水淡化水,真正实现了向大海要水发电、让水于民。”郑娜介绍。

更智慧>> 3人就能完成生产操作

探访中,记者发现,整个海水淡化车间除了自主运行的设备,并没有一个工人。了解记者的疑惑后,郑娜带领记者来到车间的中控室。

走进中控室,首先映入眼帘的是一排电脑,每台电脑显示器上是海水淡化各个工艺流程实时传回的数据以及各车间的监控场景,三名工作人员正在观察电脑上的数据。“这个电脑上显示的是5000吨海水淡化V型滤池的实时数据,我们主要观察池内水位的高低,保持池内水位恒定。”现场,大唐黄岛发电有限责任公司化学管理部工作人员告诉记者。

除此之外,超滤膜组、反渗透膜组、供水管线等海水淡化流程的运行数据,中控室均可实时掌握。以超滤膜组为例,当过滤到一定水量,或者渗透系数低于设定值时,系统会自动进行反洗或者化学清洗,以保证膜组的安全性。膜组还有完整性检测功能,能够实时保证产水水质良好。

“中控室相当于整个海水淡化车间的‘大脑’,通过电脑程序,主要生产系统自动控制运行,几乎不需要人工干预。”郑娜告诉记者,海水淡化车间的自动化程度非常高,平时3名运行操作人员就可负责三套海水淡化装置的生产运行和操作。

品质优>> 完全达到饮用水标准

“与我们最初采用的低温多效海水淡化装置相比,我们目前采用的‘超滤+反渗透’双膜法海水淡化技术,具有运行成本低、水质优良、稳定性强的特点。”郑娜告诉记者,公司早在2004年就联合相关研究机构和企业自行设计、制造、安装了3000吨/日的低温多效海水淡化装置,这是当时国内首台具有安全自主知识产权、同类技术规模最大的低温多效海水淡化设备。“当时产品水进入化学水处理系统,作为锅炉补给水,当即缓解了机组用水,坚定了我们发展海水淡化产业的决心。随着技术不断成熟,这套设备已经淘汰。”

众所周知,火电厂是典型的用水大户,大唐黄岛发电有限责任公司不仅承担着青岛地区主要的供电任务,还担负着区域工业供汽及居民采暖供热任务,更需要大量用水。郑娜介绍,新区淡水资源紧缺,2004年以前企业的主要供水渠道为市政自来水、企业自备水源地开采地下水和回收处理后的水,不仅会造成“与民争水”的问题,还需支付高额的工业水费。“现在我们所有机组发电全部使用淡化水,实现了向大海要水。同时,海水淡化设备与机组联建是经济性非常好的选择方案,海水淡化由发电厂供应充足可靠的厂用电力,海水淡化生产的产品水又源源不断供给发电耗水,大大降低了企业的运营成本。”

此外,海水淡化技术的应用还革新了大唐黄岛发电有限责任公司后续深度除盐设备的设计工艺,避免了废酸碱液排放对环境的污染,为企业节省了可观的排污费用。此外,海水淡化产品水质优良,不仅满足工业用水,也完全达到了饮用水标准,目前公司的海水淡化已被政府列为紧急备用水源,形成了良好的社会效益。(本报记者 李涛)

责编:徐丽 审核:赵剑