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生活饮用水检测:青岛海水淡化制水每日产能再添10万吨

文章录入:卫生安全检测评价网   文章来源:信网   添加时间:2022-4-2

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。

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。

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。

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。

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。

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。

李经理介绍说,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。

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。

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。

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