海水淡化“中國(guó)造”

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8月29日，在距離北京200多公里的曹妃甸工業(yè)園區(qū)，與海一線之隔的北控水務(wù)曹妃甸海水淡化廠內(nèi)，記者見(jiàn)到了剛剛通過(guò)專家組驗(yàn)收的國(guó)產(chǎn)海水淡化（膜法）示范項(xiàng)目設(shè)備機(jī)組。

近期，中關(guān)村新能源海水淡化關(guān)鍵技術(shù)裝備示范項(xiàng)目（膜法）通過(guò)專家組驗(yàn)收，該項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵裝備及材料均為國(guó)產(chǎn)化，已形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海水淡化成套技術(shù)。該項(xiàng)目的順利實(shí)施，不但打破了國(guó)外企業(yè)的技術(shù)壟斷，還有望將當(dāng)前的海水淡化制水成本降低10%以上。另?yè)?jù)了解，一個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)的海水淡化項(xiàng)目已在醞釀之中。未來(lái)，海水淡化將為改善北京以及華北地區(qū)水資源短缺提供有利支撐。

膜法海水淡化的優(yōu)越性

2012年6月，隨著中關(guān)村新能源海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟的成立，正式啟動(dòng)了中關(guān)村新能源海水淡化（膜法）示范項(xiàng)目：在北控水務(wù)已建成的曹妃甸5萬(wàn)噸/日產(chǎn)海水淡化廠內(nèi)，建設(shè)1000噸/日產(chǎn)海水淡化膜法示范項(xiàng)目，并分兩個(gè)階段建設(shè)。

據(jù)了解，該項(xiàng)目的主實(shí)施單位為北京賽諾水務(wù)科技有限公司，于2012年11月與中關(guān)村科技園區(qū)管理委員會(huì)簽訂了《中關(guān)村新技術(shù)新產(chǎn)品（服務(wù)）應(yīng)用推廣專項(xiàng)資金使用協(xié)議書(shū)》，得到了專項(xiàng)資金支持。參與單位包括北控水務(wù)、北京碧水源科技股份有限公司、賽美環(huán)能等中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)級(jí)中關(guān)村海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成員單位。

其中賽諾水務(wù)、北控水務(wù)牽頭整體設(shè)計(jì)和施工建設(shè)，賽諾水務(wù)、碧水源等公司負(fù)責(zé)研發(fā)并提供超濾膜及組件和反滲透膜及組件，賽美環(huán)能負(fù)責(zé)研發(fā)并提供能量回收裝置等關(guān)鍵設(shè)備。

“海水淡化主要有熱法和膜法兩種方法。其實(shí)，幾千年前，我們的祖輩就掌握了海水淡化技術(shù)?！北本┵惷拉h(huán)能科技有限公司創(chuàng)始人朱榮輝告訴記者，“不過(guò)，那時(shí)候，我們利用這項(xiàng)技術(shù)是在向大海要‘鹽。而今天，我們可以利用這項(xiàng)技術(shù)向大海要‘水，這就是所謂的熱法海水淡化技術(shù)。相比而言，上世紀(jì)80年代才出現(xiàn)的膜法海水淡化技術(shù)更加方便，且成本相對(duì)較低?！?/p>

但是，長(zhǎng)期以來(lái)，膜法淡化海水關(guān)鍵技術(shù)只掌握在少數(shù)國(guó)家及公司手中，依靠海水淡化來(lái)解決北京及華北地區(qū)的缺水問(wèn)題，因技術(shù)及成本等問(wèn)題，一直是一個(gè)愿景。

如今，北京賽諾水務(wù)公司牽頭設(shè)計(jì)的膜法海水淡化系統(tǒng)打破了國(guó)外壟斷，形成了完整的國(guó)產(chǎn)反滲透海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈，海水淡化系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)75%以上，同時(shí)能有效降低海水淡化成本30%以上，降低能耗15%，降低了海水淡化制水價(jià)格。

賽諾膜法海水淡化系統(tǒng)的三大核心裝置分別是海水淡化超濾膜預(yù)處理裝置、海水加壓與能量回收一體化裝置和海水反滲透膜淡化裝置。海水淡化超濾膜預(yù)處理裝置核心產(chǎn)品“超濾膜”，可替代傳統(tǒng)海水淡化預(yù)處理裝置，與進(jìn)口產(chǎn)品相比降低成本30%，技術(shù)水平世界先進(jìn)?！昂Ｋ訅号c能量回收一體化裝置”是賽諾公司聯(lián)合北京賽美環(huán)能公司共同研發(fā)而成，為國(guó)際首創(chuàng)，使海水淡化設(shè)備成本降低約30%，運(yùn)行能耗降低超過(guò)15%。海水通過(guò)能量回收裝置加壓后進(jìn)入海水反滲透膜淡化裝置，最終實(shí)現(xiàn)海水脫鹽凈化處理，生產(chǎn)出淡化水。

2014年6月，北京賽諾水務(wù)副總裁張松建在接受媒體采訪時(shí)指出，國(guó)產(chǎn)膜法海水淡化設(shè)備的成本下降主要發(fā)生在設(shè)備投資、超濾及反滲透膜的更換費(fèi)用及電耗，賽諾水務(wù)通過(guò)自主生產(chǎn)海水加壓和能量回收一體化裝置完成，這些裝置此前多靠進(jìn)口，價(jià)格高昂，現(xiàn)在賽諾已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代。其中，預(yù)處理使用自己生產(chǎn)的超濾膜，超濾膜通常按5年更換，替代進(jìn)口產(chǎn)品則可有效控制超濾膜成本。另外，膜法海水淡化通過(guò)加壓得到淡水，耗費(fèi)電能，賽諾水務(wù)使用液壓加壓代替目前使用的離心泵加壓，離心泵效率一般在75%-80%，而液壓加壓效率可達(dá)90%以上。第三項(xiàng)成本降低得益于能量回收裝置，目前賽諾水務(wù)的回收效率達(dá)到95%以上。綜合液壓加壓及能量回收，電耗可降低15%。

關(guān)于膜法海水淡化技術(shù)，賽美環(huán)能董事長(zhǎng)朱榮輝舉了個(gè)非常形象的例子?！昂Ｋし夹g(shù)，就像是以前做豆?jié){一樣，通過(guò)擠壓將豆渣等雜質(zhì)留下，擠壓出最純的豆?jié){。而用于海水淡化的膜孔非常之細(xì)，相當(dāng)于頭發(fā)絲的厚度，海水淡化的擠壓需要的力量，是由高壓水泵來(lái)提供，它的壓力可以將海水打到三個(gè)三峽大壩高度（600米）的高空。”

但是，因?yàn)閷＠纫蛩刂萍s，傳統(tǒng)葉輪式高壓水泵的研發(fā)對(duì)我們而言有著重重的壁壘。最后，賽美環(huán)能利用打氣筒原理，研制出了國(guó)際上獨(dú)有的海水淡化加壓與能量回收一體化裝置。

海水淡化的集成創(chuàng)新模式

令人欣慰的是，在此次海水淡化膜法示范項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化的背后，記者看到了幾家中關(guān)村創(chuàng)新企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，在產(chǎn)業(yè)鏈上相互合作，以聯(lián)盟的形式打造國(guó)產(chǎn)海水淡化品牌的創(chuàng)新嘗試。

這一項(xiàng)目雖然還沒(méi)有正式進(jìn)入海水淡化市場(chǎng)，但其順利實(shí)施的意義卻十分重大。

一則可以打破國(guó)外企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的壟斷，降低海水淡化成本，有望將當(dāng)前的海水淡化制水成本降低10%以上，改善首都水資源短缺的嚴(yán)峻形勢(shì)提供了有利支撐；二則為中關(guān)村新技術(shù)新產(chǎn)品推廣應(yīng)用工作探索了“產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主導(dǎo)，龍頭企業(yè)自帶干糧，政府補(bǔ)助公共部分”的集成創(chuàng)新模式；三則為示范區(qū)企業(yè)研發(fā)、展示、推廣、應(yīng)用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新產(chǎn)品提供了新的路徑；四是為在今后大規(guī)模海水淡化工程中逐步實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化、“京產(chǎn)化”提供了整體解決方案。

我們不妨回顧一下這一聯(lián)盟自創(chuàng)立至今所做過(guò)的事情。

自2012年中關(guān)村新能源海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成立后，正式啟動(dòng)了中關(guān)村新能源海水淡化（膜法）示范項(xiàng)目：在北控水務(wù)已建成的曹妃甸5萬(wàn)噸/日產(chǎn)海水淡化廠內(nèi)，建設(shè)1000噸/日產(chǎn)海水淡化膜法示范項(xiàng)目，分兩個(gè)階段建設(shè)。

據(jù)介紹，該示范項(xiàng)目第一階段始于2012年8月，在賽諾水務(wù)產(chǎn)學(xué)研試驗(yàn)基地正式啟動(dòng)。由賽諾水務(wù)負(fù)責(zé)組織實(shí)施，關(guān)鍵技術(shù)裝備包括由賽諾水務(wù)提供的超濾膜及組件、反滲透膜及組件，由賽美環(huán)能研制的海水淡化加壓和能量回收一體化裝置，由北京泰寧科創(chuàng)公司提供的海水及淡水的存儲(chǔ)設(shè)備。

主要工藝流程為：配置的實(shí)驗(yàn)用海水首先儲(chǔ)存在進(jìn)/產(chǎn)水箱，通過(guò)SWRO給水提升泵增壓后進(jìn)入5微米保安過(guò)濾器，去除水中較大的顆粒物和雜質(zhì)。之后實(shí)驗(yàn)海水進(jìn)入加壓及能量回收一體化裝置，充分回收利用SWRO濃水的壓力，對(duì)實(shí)驗(yàn)海水增壓后進(jìn)入SWRO脫鹽裝置進(jìn)行脫鹽處理。SWRO脫鹽裝置產(chǎn)生的淡水排入進(jìn)/產(chǎn)水箱，濃水經(jīng)過(guò)能量回收裝置后也排入進(jìn)/產(chǎn)水箱循環(huán)利用。試驗(yàn)裝置系統(tǒng)回收率為42.5%，SWRO進(jìn)水量98立方米/小時(shí)，產(chǎn)水流量41.65立方米/小時(shí)，濃水流量56.35立方米/小時(shí)。

歷經(jīng)兩年的示范項(xiàng)目建設(shè)，通過(guò)設(shè)備調(diào)試，系統(tǒng)完善，程序優(yōu)化，控制參數(shù)的調(diào)整，項(xiàng)目取得了理想的實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)際效果。為國(guó)產(chǎn)化海水淡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工提供了技術(shù)支持，為國(guó)產(chǎn)化海水淡化系統(tǒng)的投資成本和運(yùn)行成本計(jì)算提供了實(shí)驗(yàn)及工程依據(jù)。

這一示范項(xiàng)目將為海水淡化產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新搭建良好平臺(tái)，進(jìn)一步完善新能源與海水淡化相結(jié)合的系統(tǒng)技術(shù)，降低投資成本和制水成本、減少環(huán)境污染，驗(yàn)證自主創(chuàng)新的膜、泵、能量回收等海水淡化的關(guān)鍵材料和裝備的性能，對(duì)各種處理工藝路線進(jìn)行比較，驗(yàn)證優(yōu)化后的海水淡化處理工藝的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，最終為大規(guī)模海水淡化工程提供有意義的解決方案。