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半岛聚焦丨向大海要水!今年青岛海水淡化驶入快车道
发布时间:2022/5/10  浏览次数:395次  字号:   双击自动滚屏

半岛全媒体记者  孙桂东

海水淡化设备国产化超过70%,成本逐年下降,董家口项目的制水成本低于5元,已接近青岛引用客水来源的制水成本……

近年来,随着技术的升级以及国产自研设备的提升,青岛的海水淡化驶入了快车道。2020年底开工建设的百发海水淡化厂扩建工程(10万立方米/日)已经完成土建施工,正在进行设备安装调试工作,今年即将投入运行。运行后青岛的海水淡化能力也将达到32.4万立方米/日,占全国海水淡化产能约六分之一。到2025年,海水淡化规模争取达到70万立方米/日。不仅如此,海水淡化的产业链也在不断延伸,利用原来的浓盐水制盐、提取锂、溴等元素,更可进一步增加经济收益,让淡化海水成为青岛重要的供水来源。

百发厂区

探秘海水淡化过程:

利用潮汐取水    100亩“海水湖”能装30万吨

青岛是一个极度缺水的城市,城市用水主要依赖南水北调以及引黄济青的水源,高峰时期90%以上的需要依赖客水。这些年来,青岛也一直在寻找第二水源。青岛海水淡化产业发展走在全国前列,是国内最早开展海水综合利用、最早制定海水淡化产业发展规划的城市之一,早在2006年即发布实施了全国首个海水淡化产业发展规划,经过多年发展,已被列为国家海水淡化与综合利用城市和产业化基地、国家海水淡化试点城市。

2014年4月,能量回收装置  百发海水淡化公司供图

咸咸的海水如何变成清甜可口的饮用水?海水淡化又要经过那些步骤?近日,记者就专访了青岛海水淡化有限公司的专家,进行了深度揭秘。

青岛海水淡化一期工程位于李沧区印江路2号,隔着环湾大道与白泥湿地公园相望。在环湾大道东侧,就是取水口。

为了保障用水,工厂建设了一个面积100亩的“海水湖”,在近海的一侧有一道闸门。涨潮的时候,海水涌进“海水湖里”,如果开始落潮,闸门就会缓缓关闭。整个海水湖蓄满,能达到30万吨。

今年即将启用的百发二期工程

青岛水务海淡科技百发公司生产运营部部长李珂介绍,根据青岛的潮汐规律,一天会涨跌潮两次,基本上都能保障海水湖能喝饱。同时,为了保障海水淡化用水,他们还在闸门出设置了泵站,通过管道将取水口往胶州湾深处延伸。遇到天文大潮,海水后退比较大的时候,就会利用提升泵紧急抽水向湖内补充,从而保障有足够的水源可以使用。

据介绍,目前青岛百发海水淡化厂一期工程每天的处理能力10万吨,2020年底开工建设的百发海水淡化厂扩建工程(10万立方米/日)已经完成土建施工,正在进行设备安装调试工作。

今年即将启用的百发二期工程

3吨海水生产1吨淡水  盐、水分离先要除杂质

海水湖中,通过泵站利用地下管道输送进厂区内,然后进行预处理。预处理的难度,取决于海水的水质。海水水质越好,净化的效果也相对较好,产出也更大。以青岛水务海淡科技公司百发项目一期工程而言,一般3吨海水能产出1吨左右的淡水。

李珂介绍,青岛水务海淡科技公司采用的是主流的反渗透膜法,首先要进行预处理,尽可能的去除杂质,为后续的反渗透膜脱盐处理提供条件。

“超滤膜跟反渗透膜是核心部件,可谓非常娇贵,使用寿命直接决定了成本,”李珂说,首先让海水经过自清洗过滤器,去除海水中的泥沙,藻类、贝类、悬浮物等等,保证后续膜的安全运行。

在百发项目二期工程中,预处理系统则新增了气浮工艺,对海水进行更加精细的过滤,将有效去除海水中的悬浮物、油脂和藻类等。有效减少了后续膜的处理负荷,延长了膜组件的使用寿命。

进过预处理的海水,已经干净了许多,之后就要经过超滤膜。超滤膜的孔径在30纳米左右,这层超滤膜将包括更小的细菌等杂质都给隔离出去。剩下的只有水分子和各种盐离子能通过超滤膜。

今年即将启用的百发二期工程

出厂水口感更“软”

通过超滤膜以后,就进入到海水淡化的最核心环节——将水盐彻底分离开来。这是利用的反渗透膜法。工作人员介绍,这个过程跟普通市民家里安装的净化水设备,工作原理是相似的。

但是,想让海水通过反渗透膜,需要施加水体一个50公斤左右的压力。反渗透膜的孔径更小,只有0.1纳米左右,几乎只有水分子能通过,盐分就被隔离了出来。不仅如此,原水中的金属离子、钙等元素,也会被隔离出来。因此,海水淡化出厂的水,口感跟纯净水类似,尝起来比普通的自来水更“软”。随后,这些接近于纯净水的淡化水,再进入后处理矿化车间,投加矿物质,增加水中钙离子。

百发公司储水罐

百发二期投产后,全市海水淡化设施日产能力达到32.4万立方米,其中青岛水务集团拥有百发、董家口产能共30万立方米的两座海水淡化厂,运营质量和运营规模全国领先,海水淡化供水量累计超过1.7亿立方米,主要用于沿海发电、钢铁、化工、热电等企业工业用水,以及作为市政补充用水和战略储备用水,为青岛市城市供水安全发挥了重要作用。

国产化率超70%   海水淡化水制水成本越来越低

近几年,青岛的海水淡化发展驶入快车道,这其中离不开技术进步以及设备国产化率提高。最直接的结果就是,海水淡化制水成本呈现下降趋势,目前国内海水淡化项目制水成本约5-7元/立方米,先进的大型海水淡化项目制水成本低于5元/立方米。

制约海水淡化制水成本的关键因素主要有电费、折旧及摊销成本等。其中,最主要的还是前期投入的建设成本,包括超滤膜、反渗透膜、能量回收装置等。此前,很多关键设备都需要进口,价格昂贵,这也导致海水淡化的成本居高不下。随着国内的科研攻关,许多关键设备都已经可以使用国产设备来进行替代。

其中,董家口、百发二期是自主研发、自主设计、自主建设和自主运行的十万吨级海水淡化项目,除了反渗透膜、高压泵、能量回收装置等核心技术仍依赖进口之外,主要设备设施基本实现国产化,百发二期海水淡化项目国产化率达到70%以上。

百发海水淡化项目反渗透车间

李珂介绍说,以超滤膜为例,常规的设计使用年限为5年。董家口海水淡化项目采用的就是国产超滤膜,成本直接下降了40%。同时,在运行的过程中,工作人员也不断总结经验进行技术改造,延长“膜”的使用寿命,目前,董家口项目的海水淡化售水价格为4.25元,成本进一步降低。

不仅如此,青岛市积极推动搭建海水淡化新技术、新材料、新装备中试和应用示范基地,助力加速关键设备设施国产化进程。

今年即将启用的百发二期工程

2022年2月22日,全国首家海淡设计研究院——青岛水务海水淡化设计研究院有限公司在青岛市德县路23号挂牌成立。该研究院是国内海水淡化领域首家专业设计研究院,以推动我国海水淡化设施设计、集成能力为目标,通过吸收、引进、利用海水淡化产业先进技术和科研成果,为推动海水淡化规模化发展提供工程技术支撑。研究院将深度参与国内外大型海水淡化项目,助力青岛市在海水淡化领域的应用研究及产品开发、技术转化、学术交流、规划设计、项目建设、设备集成和专业技术人才培养。

打造三大海淡规模化应用基地   产业化不断延伸

除了在设备上进行国产化替代来降低成本,青岛也在积极拓展产业链,通过下游附加产品来提高经济效益。

青岛水务海淡科技公司规划发展部负责人杨鑫介绍,目前海水淡化浓盐水可以用于制盐、提取溴、镁等有价值元素,技术已经成熟,在国内各地市多有工程应用实例,但受用地、环保要求等限制因素,在青岛尚未得到大规模应用。

不过,他们规划在平度新河打造海水淡化规模化应用基地,从浓盐水提取溴等有价值元素,通过延伸下游产业链条,海水淡化的成本将会进一步降低。

“随着价格越来越经济,海水淡化将在城市供水中承担更重要的角色。”杨鑫介绍。青岛作为一个缺水的城市,随着经济的发展用水量也会更大,青岛也将加快海水淡化项目的建设速度。

今年即将启用的百发二期工程

2020年底开工建设的百发海水淡化厂扩建工程(10万立方米/日)已经完成土建施工,正在进行设备安装调试工作,今年就将投入运行。不仅如此,百发三期项目和董家口二期项目也列入了规划中。

此外,青岛水务集团将有序实施一批有影响力的规模化海水淡化应用项目,规划建设百发、董家口、新河三个规模化应用基地,通过规模效应降低投资成本、建设自备电厂降低制水成本、建设浓盐水综合利用项目增加经济收益。预计到2025年,这三个海水淡化基地总规模争取达到70万立方米/日。

链接:青岛6家单位被评为全省节水标杆单位

3月22日“世界水日”之际,在山东省水利厅组织的 “节水山东 你我同行”主题宣传活动启动仪式上,公布了2021年山东省节水标杆单位名单,青岛市山东中烟工业有限公司(青岛卷烟厂)、青岛海湾化学有限公司、新希望琴牌乳业有限公司、中国石化青岛石油化工有限责任公司和青岛啤酒股份有限公司青岛啤酒二厂5个企业,以及位于西海岸新区的山东科技大学1个公共机构,共6家单位被表彰为节水标杆单位。

近年来,为破解水问题,保障水安全,青岛市积极践行“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,把坚持节水优先、强化水资源集约节约利用,贯穿于节水全过程,坚持“四水四定”,以水资源的可持续利用促进经济社会可持续发展。青岛市水务管理局积极发挥行业指导作用,2021年来,会同市工信局等部门,在工业用水领域开展了节水标杆单位培育遴选工作,引导和鼓励工业企业积极适应新发展理念,大抓节约用水,抑制不合理用水需求,倒逼发展规模、发展结构、发展布局优化,万元工业增加值用水量5.59立方米,全市万元GDP用水量下降至7.51m³/万元,水资源集约节约利用走在了全国前列。