水專項推動技術革新中國企業不再“水”

高 博

一天下幾次傾盆大雨，夏天的海南島不會缺水。但直到最近，許多村子還沒解決喝水問題。“村里的井很淺，不是深層地下水，所以土壤污染不可避免。”在澄邁縣的楊昆村，水廠技術員陳康告訴我們，這里飲用水微生物超標，比如大腸桿菌太多，有些人喝了會拉肚子。

遠離城區的楊昆村本來建不起自來水廠，如今使用了新技術——“超濾膜”，1200位村民得以喝上達標的飲用水。這得益于國家“水體污染控制與治理科技重大專項”科研計劃的資助。

最近，水專項的兩個重要攻關課題：“飲用水處理用PVC膜組件”和“非玻璃介質大型臭氧發生器”，通過了住建部的驗收。中國水處理企業研發的新材料，也讓他們成為世界龍頭。

PVC造濾膜，小村也能建水廠

筆者在海南現場看到，“膜”水廠占地很小，所有的水處理設備，容納在一間30平方米的房子里，并不復雜。井水進入過濾裝置，出來就是干凈水，抽到房外的水塔上。過濾設備是一群不銹鋼“圓柱”，這些圓柱高2米，直徑大概在20公分左右。

拆開看，圓柱包裹的是一大束“蘭州拉面”——幾百根“面條”并在一起，“面條”是中空的，水從中流過去。“面條”就是“膜”，表面密布看不見的孔隙，水分子可以通過，稍大的分子就過不去了。在壓力下，干凈水滲出了膜，而順著“面條”被排掉的是廢水。

為了不讓微顆粒，比如水中的膠質堵住孔隙，每隔一段時間，比如幾個小時，機器會反方向壓水，把濾膜清洗一下。

據立昇公司介紹，因為使用最普通的有機材料PVC，而非膜生產商一般青睞的PVDF，所以立昇的膜便宜得多，因此能低成本地生產凈水。他們世界獨一的核心技術，就在于用PVC做出合格且安全的膜。立昇公司總經理陳良剛說，他們的膜生產基地就設在海南，這里的溫度、濕度和潔凈都很適合生產膜。

過去兩年，海南各地建起了276個“膜”水廠，讓60萬人喝上了干凈水。楊昆村的水廠每天出水200噸，算是比較小的，其他項目的供水人群大都為幾千人的村鎮。而在西沙群島的永興島上，也建起了一個供1000人吃水的膜水廠。

筆者走訪了昌江縣烏烈水廠，這里抽取河水，給3萬5千人的鎮子供水。此處設備結構跟楊昆村水廠一樣，差別只是過濾用的“圓柱體”更多，是村水廠的10倍規模。有些水廠還多了用藥劑處理金屬離子的環節。

據介紹，海南近兩年新建了276個水廠，投資1.3億元，都是由海南省政府和縣政府掏錢，立昇公司出技術。總體算下來，每天能出水10萬噸。

新材料放電，臭氧消毒更便宜

青島國林公司的新裝備，則用更少的能量，制造出更多臭氧，以便凈化水和煙氣。在國林公司的車間里，一根兩米多直徑的管道里，藍色電光不時閃現。技術人員告訴筆者，這是臭氧的新式制造器。

關心大氣環保的人知道，高濃度的臭氧是一種污染物，但用對了地方，它卻能降污消毒。通過閃電的激發，三個氧氣原子（O2），變成兩個臭氧原子（O3）。這就是雷雨后，或者電器旁有臭氧味道的原因。臭氧的氧化性很強，可以用來“燒掉”微生物和有機污染顆粒，而且沒有副作用，可以很方便地為食物、水、房間、廢氣消毒。

但是，臭氧的制造比較麻煩。過去是用一種玻璃管放電的辦法。筆者在國林公司看到，這種技術是在直徑一米的中空管內，插進上百根指頭粗細的玻璃管，玻璃管里包裹著電極，跟外部電極形成放電。氧氣在流動過程中，大概有超過十分之一被放電轉化為了臭氧。這也是目前主流的臭氧制造技術。

但是玻璃管設備比較嬌氣、敏感。它對氣源的要求高；而且個別管子壞了，往往得停機檢修，耽誤事。為此，國林公司研發出一種更“皮實”的放電管，它使用的是非玻璃的材料。

在制造車間里，筆者看到，新式的放電管，是一個的膠囊狀的管子，大小仿佛像哈密瓜。它們成排吊起來，被噴上藍色的涂料。技術人員告訴筆者，胚體材料是碳鋼，而涂料則是特殊釉料的搪瓷。

附著層、介質層、絕緣層的材料都不相同，研發者面臨的一個工藝難點，是怎樣噴涂和燒制均勻，這會大大影響臭氧反應的效率。新的放電管成功后，每生產一千克臭氧，電耗不高于10度。研發人員還配合以一些新技術，比如新材料的曝氣盤，它可以更好地混合臭氧和水。

這種便宜又穩定的臭氧源，已被用在全國各地的自來水廠里，反饋良好。

水專項助推，中國企業領跑全球

為了應對日益嚴重的水污染，2009年3月國家啟動水專項。其中，“城市水污染控制”和“飲用水安全保障”兩個主題，重點攻關臭氧發生器設備和水處理用膜材料及裝備，以替代同類進口產品。

據住建部介紹，包括以上課題在內的產業化項目，已有相當一部分順利結題，形成了批量生產能力，并形成一些城鎮水務重大裝備產業化推廣應用的先進經驗，推動了中國水務技術的發展。部分產品性能指標達到國際先進水平。

比如國林公司，依靠不斷開發新技術，已成為世界最大的臭氧設備商之一。董事長丁香鵬介紹說，他們的用戶既包括諸多知名飲料企業，也包括游泳館、酒店和火電廠。臭氧主要用來為水消毒，也可以用在煙氣脫硫脫硝，還有醫藥化工的制造中。他預測，隨著臭氧生產成本的下降，更多工廠將轉用臭氧。

而在海南如此大規模地使用超濾膜技術為農村供水，在全球也是絕無僅有的。筆者了解到：楊昆村水廠花了15萬元，而生產費用（主要是電費），每噸水在7分到一毛五之間，這是全球競爭對手難以企及的低價。技術員說，運行13個月來看，還沒出過問題。這間水廠無人值守，一般是依靠感應器來遠程監控。設備的不同部分上寫著不同編號。“結構簡單，不會出復雜的問題。如果出了問題，我們會遠程指揮檢查，告訴村民應該動哪個閥門。”一位立昇公司的經理稱之為“傻瓜化水廠”。這也是他們在全球領先的技術。

參觀海南的膜水廠后，水處理專家李圭白院士表示：“超濾膜孔徑只有10納米級，比水中最大的微生物病毒還小，可將水中包括致病微生物在內的全部微生物都除去。” 他認為這種水廠可以在全國推廣。

“我最近訪問美國，有美國專家告訴我：中國這方面的應用比美國領先10年。”立昇公司陳良剛說。2012年7月實施的生活飲用水衛生新國標，將35項檢測指標提高至106項。傳統的“混凝、沉淀、過濾、消毒”工藝水廠面臨挑戰，尤其是濁度和微生物更難以達標。而水專項推動的技術革新，可能從根本上消除這一隱患。