经济日报
2022-12-21 11:50:51
▲ 11月末，青岛百发海水淡化项目二期正式通过综合竣工验收。二期运行后，青岛的海水淡化能力将突破30万立方米/日。
图为百发二期车间外景。
本报记者 刘 成摄
工人正在清洗预过滤器。袁钰栋摄
水资源短缺问题一直制约着我国经济社会的可持续发展。即便是在一些沿海城市，也同样面临缺水难题，开发利用非常规水源意义重大。
近年来，缺水城市青岛开出“处方”，走上了“向海洋要水”的海水淡化产业发展之路。不过，基础技术单薄、创新能力欠缺、核心部件依赖进口等也制约着海水淡化的规模化应用。且看青岛如何破题。
11月末，青岛百发海水淡化项目二期正式通过综合竣工验收。“百发二期运行后，再加上一期和董家口海水淡化项目，青岛的海水淡化能力将突破30万立方米/日。”青岛海水淡化有限公司总经理张所新说。
尽管毗邻大海，青岛却是一座严重缺水的城市。近年来，青岛提出创建海水淡化示范城市的构想，就是要通过发展海水淡化提供增量水源，保障城市用水安全。
随着技术的完善以及国产自研设备的升级，青岛海水淡化产业发展开始提速，并在厂网运营一体化、产业发展链条化等方面，逐渐形成了一套成熟模式。当前，青岛海水淡化发展现状如何?是否能向其他城市推广应用?未来的海水淡化市场又有多大?对此，记者展开了调查。
“土法子”破解“洋问题”
青岛是个严重缺水的沿海城市，全市人均水资源量为186立方米，仅为全国平均水平的9.5%。全国万元国内生产总值用水量为51.8立方米，青岛仅为7.51立方米。多年来，青岛通过引黄济青、南水北调工程引水入青，用水短缺问题虽有所缓解，但仍时时威胁着青岛。随着城市规模的扩大和产业发展的加速，青岛的用水量不断攀升，用水缺口越来越大。而且引入的客水价格不低，长距离引水无法从根本上解决用水短缺，这一严峻形势倒逼青岛开出了新“处方”——向海洋要水喝。
2006年，青岛市发布了全国第一个城市海水淡化产业发展规划;2009年，中外合资的青岛百发海水淡化公司成立;2011年，由西班牙企业主导投资、设计、建设的百发海水淡化厂落成，2013年正式投产运营。“2014年底，因遭遇经济危机，西班牙公司将工厂转给了我们。”张所新介绍，正是借助这一项目，青岛走上了“向海洋要水”的海水淡化产业化发展之路。
走通这条路，是被倒逼出来的。谈及当初接手工厂时的处境，张所新直呼“太难了”，“当年，西班牙技术人员撤走后，留下的设备和资料全是外文，我们光翻译资料就耗掉半年时间，关键是国外一些关键性零部件还不卖给我们”。
为了保证工厂安全、稳定运行，摆脱受制于人的被动局面，百发海水淡化厂的机械维修工程师邓丁华带领团队在关键易损件等方面展开了技术攻关。他举例说，“自清洗过滤器这种装置极易损坏。我们研究摸索、反复试验近2个月才研制成功，成本只相当于进口件的十分之一”。
邓丁华介绍，在海水进水管外有一层不锈钢材质的隔筛网，用于隔挡杂物，但因其长年接触海水，极易生锈损坏;而进水管用的是玻璃钢管道，虽然耐腐蚀性好，但刚性太强，一年开裂三四十次，修复难度大。为了解决这些问题，他们摸索出在钢铁管道上用环氧粉末涂料做涂层的办法，“预计隔筛网和进水管使用年限可延长至10年到20年，大大减少使用成本”。
靠着这些“土法子”，邓丁华带着兄弟们解决了不少“洋问题”。随后，他们又在设备运行上动起了脑筋：为什么这些外国机器能耗这么大，还动不动就“闹脾气”搞罢工?经过长时间的反复调试，他们发现，像超滤给水泵、送水泵等所选用的参数都超过了设备实际运行工况，长此以往，就会造成严重的能耗浪费。
“电耗和药耗是影响海水淡化成本高低的关键因素。通过多种创新，我们目前制水电耗比外方运营时降低了6%，药耗降低20%以上，吨水制水成本降低了2元多，这为海水淡化规模化应用奠定了基础。”张所新说。
在自主运维下，百发海水淡化项目于2014年取得了卫生许可证，2017年单日产水量达到了10.5万立方米，成为实现满负荷运行的10万吨级海水淡化项目。
自主创新推进国产化
自主运营的成功，为青岛海水淡化的进一步发展带来了契机。
2015年，青岛诸多钢铁和化工企业迁往位于青岛西海岸新区的董家口，水源短缺成为影响搬迁的最大制约因素。当年11月，青岛市委、市政府决定在董家口建设10万吨级海水淡化工厂，破解钢铁化工等用水大户企业的水源短缺问题。“我们的目标是要建设一个运行可靠、成本更低的海水淡化厂。”张所新说。
摆在大家面前的是重重的困难。“影响海水淡化制水成本的一个关键因素是前期建设成本。包括超滤膜、反渗透膜、能量回收装置等都严重依赖进口，价格昂贵。百发一期95%以上设备都是进口的，产水成本特别高。”张所新告诉记者，“要想搬掉降低成本的‘绊脚石’，唯有实现国产化。”
不过，国产海水淡化设备发展起步较晚，存在原创性不足、可靠性不高等问题，反映在市场上，就是客户不敢贸然使用。这也是遏制中国海水淡化产业发展的原因之一。
没有使用，就没有反馈，更不会有迭代。在这种生态下，国产装备更难达到国外同类产品水平。意识到这一点后，青岛水务集团联合制膜龙头企业北京碧水源科技股份有限公司，成立了青岛水务碧水源科技发展有限公司，共同设计、开发、建设董家口海水淡化项目，以期为国内装备提供更多应用场景，加速实现设备国产化。
“在设计建设董家口海水淡化项目的过程中，我们采用了碧水源自主研发的‘超滤膜—反渗透膜’海水淡化双膜法先进工艺。”张所新告诉记者，“脱盐率是衡量反渗透膜性能的主要指标之一。对比这一指标，自主研发的反渗透膜和进口产品的衰减曲线相差不多。”
这次联手，也打破了长期以来中国海水淡化项目所用反渗透膜被国外企业垄断的局面，缩短了海水淡化产业的国产化进程，大大降低了海水淡化成本。“对企业而言，产品能在10万吨级的海水淡化项目得以应用，是市场接纳与技术创新的良性互动，这对于激励企业创新、推动产业迈向中高端具有深远意义。”青岛水务碧水源科技发展有限公司副总经理刘骁智说。