海水淡化，应用带动技术创新

作者：记者 冯永锋

2012年10月29日  来源：光明日报  

　　图为海水淡化生产车间瓶装水生产线。CFP

　　10月28日，中国膜工业协会在北京举办了“海水淡化国际高级论坛”。这个论坛不仅展示了“膜法”淡化海水的最新进展，其中的热法、电吸附法等技术创新更是吸引了业界的高度关注。

　　海水淡化设备国产化率将达到75%

　　国家发改委资源环境司副司长李静认为，各地产业应用热情带动了技术创新，也带动了投资、管理、服务等方面的持续优化和改善，我国海水淡化的春天已经到来。她说：“我国已经具备了1.25万吨多级闪蒸和1万吨反渗透膜法的自主建设能力。目前在天津、浙江、河北、辽宁等地，大规模的应用都在推进之中，全国已经建成70多台套海水处理设施，每天的产能接近70万吨。”

　　在这个快速发展的过程中，海水淡化的国产化率也将得到极大的推进。中国膜工业协会秘书长尤金德说：“目前，我国海水淡化的国产化率不及50%。2012年2月13日，国务院办公厅发布13号文件——《关于加快发展海水淡化产业的意见》，明确要加快发展海水淡化产业。2012年8月29日，科技部、国家发改委联合下发了《海水淡化科技发展‘十二五’专项规划》。《规划》指出，预计到2015年，我国每日海水淡化能力将达220万吨至260万吨，较目前增加三四倍。海水淡化装置制造的年产值将达到75亿元至100亿元。通过专项5年的实施，我国海水淡化技术创新体系将初步形成，届时，国产化率将达到75%以上。这个指标将纳入海水淡化产业发展的约束性指标，意味着国内海水淡化关键设备市场拥有很大发展空间。”

　　“膜法”推广速度加快

　　近日，由杭州水处理中心作为承担单位，贵阳时代汇通膜科技有限公司、杭州北斗星膜制品有限公司以及中国科学院长春应用化学研究所作为协作单位共同完成的国家“863”计划“反渗透膜材料及产业化关键技术”课题验收会在杭州召开。科技部高新司、中国化工集团、蓝星集团等单位领导以及课题承担单位主要研究人员参加了会议。专家组对课题给予了高度评价。

　　该课题开发的海水淡化反渗透膜元件脱盐率达到99.8%，低压反渗透膜元件脱盐率达到99.36％，已达到国际先进水平。同时课题建立了海水淡化和低压反渗透膜及膜元件的国产化生产线，生产能力已达到一定规模，国产化海水淡化和低压反渗透膜也成功应用于示范工程中。特别是国产海水淡化反渗透膜首次成功应用于单机规模1万吨／日的示范工程，标志着国产海水淡化膜的历史性突破。该课题的成功实施大大提高了我国反渗透膜产品的制造技术和制造水平，提高了产品的性能，将打破海水淡化反渗透膜依赖进口的局面。

　　几乎同时，投资约6亿元人民币的大型海水淡化项目正式签约落户辽宁长兴岛临港工业区西中岛石化产业园区。根据规划，园区的工业用水主要来源于淡化海水及再生水，西中岛石化产业园区规划总需水量63.79万吨/天，其中来源于海水淡化占总需求水量的65%。项目一期将启动5万吨/天的工程，总工程分两期实施。

　　2012年7月1日，新的《生活饮用水卫生标准》开始实行。“新国标”的最大变化，是水质检测指标由原来的35项增至106项，其中常规项目为42项，非常规项目达64项。非常规项目主要检测持久性化合物、藻毒素、农药、消毒副产物等，部分具有致畸、致癌、致突变作用。浙江舟山的海水淡化出厂水，主动作了一次检测，看能否经受得住“新国标”的考验。浙江省疾控中心检测后显示：浙江舟山海水淡化设施的水质，106项指标全部合格。绿源海水淡化有限公司总经理曹宝元介绍说，自1997年全国首个日产500吨级反渗透海水淡化工程在嵊山岛正式运营以来，全舟山市已有11个岛屿建起了海水淡化设施，海水淡化能力累计已达5.335万立方米/天。设施采用的都是反渗透膜技术。

　　热法、电吸附法也不甘示弱

　　技术创新直接带动了成本的下降。尤金德介绍，目前，“膜法”淡化一吨海水的成本约5元左右，“热法”的成本在7元左右。2011年7月13日，天津的国投北疆发电厂海水淡化项目一期全部完成，具备日产淡化海水10万吨的能力，成为全国已建成的最大海水淡化项目。该厂将向天津经济技术开发区每天供水7万吨，成为我国第一个向社会供水的大型海水淡化项目。2011年10月份，淡化水顺利与汉沽龙达水厂市政自来水管网对接并实现供水。每天供水8000吨左右。这个项目使用的是热法中最成熟的“多级闪蒸”技术。

　　而在福建，电吸附法的推进可能让淡化海水进入1块钱1吨的时代。来自福州的海水淡化专家侯梦斌介绍，用以竹为原料的活性炭纤维材料制成电吸附法淡化海水所需的电极可以大幅减低成本，有望将海水淡化的成本降到每吨1元以内，用电吸附法淡化海水具备了大规模推广的可能。

　　侯梦斌介绍说，实际上，电吸附法是一种很传统的海水淡化方法，过去，之所以没有如同“热法”、“膜法”那样推广开来，就是因为成本问题。找到一种低成本电极材料，成为研究电吸附法最为关键的环节。“最初，采用石墨作为电极材料，但石墨太贵，一吨要3万多元，电场吸附离子的同时，电极也会溶解。科学家们为此前赴后继，尝试过用活性炭粉、炭气凝胶、活性炭纤维、炭毡、炭布等多种材料来制备电极，并不断改进这些材料的制备工艺，降低材料的制造成本。目前，活性炭纤维布是做成电极的最理想材料，它既不会像石墨那样溶解，同时因为本身具有高吸附力。还顺带解决了电极吸附到的离子、盐分等的储存问题。使用竹基活性炭纤维布作为电极，成本可以低至8000多元。根据核算，用竹基炭纤维布作为电极制取的淡水总成本可控制在3元左右，福建省目前正在开发的平潭岛、琅岐岛、南日岛、东山岛这些岛屿，淡水资源短缺，但海水资源丰富，都可以考虑采用这种办法制取淡水。”