海水淡化“中國造”

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8月29日，在距離北京200多公里的曹妃甸工業園區，與海一線之隔的北控水務曹妃甸海水淡化廠內，記者見到了剛剛通過專家組驗收的國產海水淡化（膜法）示范項目設備機組。

近期，中關村新能源海水淡化關鍵技術裝備示范項目（膜法）通過專家組驗收，該項目關鍵技術和關鍵裝備及材料均為國產化，已形成了具有自主知識產權的海水淡化成套技術。該項目的順利實施，不但打破了國外企業的技術壟斷，還有望將當前的海水淡化制水成本降低10%以上。另據了解，一個百萬噸級的海水淡化項目已在醞釀之中。未來，海水淡化將為改善北京以及華北地區水資源短缺提供有利支撐。

膜法海水淡化的優越性

2012年6月，隨著中關村新能源海水淡化產業技術創新聯盟的成立，正式啟動了中關村新能源海水淡化（膜法）示范項目：在北控水務已建成的曹妃甸5萬噸/日產海水淡化廠內，建設1000噸/日產海水淡化膜法示范項目，并分兩個階段建設。

據了解，該項目的主實施單位為北京賽諾水務科技有限公司，于2012年11月與中關村科技園區管理委員會簽訂了《中關村新技術新產品（服務）應用推廣專項資金使用協議書》，得到了專項資金支持。參與單位包括北控水務、北京碧水源科技股份有限公司、賽美環能等中關村高新技術企業級中關村海水淡化產業技術創新聯盟成員單位。

其中賽諾水務、北控水務牽頭整體設計和施工建設，賽諾水務、碧水源等公司負責研發并提供超濾膜及組件和反滲透膜及組件，賽美環能負責研發并提供能量回收裝置等關鍵設備。

“海水淡化主要有熱法和膜法兩種方法。其實，幾千年前，我們的祖輩就掌握了海水淡化技術。”北京賽美環能科技有限公司創始人朱榮輝告訴記者，“不過，那時候，我們利用這項技術是在向大海要‘鹽。而今天，我們可以利用這項技術向大海要‘水，這就是所謂的熱法海水淡化技術。相比而言，上世紀80年代才出現的膜法海水淡化技術更加方便，且成本相對較低。”

但是，長期以來，膜法淡化海水關鍵技術只掌握在少數國家及公司手中，依靠海水淡化來解決北京及華北地區的缺水問題，因技術及成本等問題，一直是一個愿景。

如今，北京賽諾水務公司牽頭設計的膜法海水淡化系統打破了國外壟斷，形成了完整的國產反滲透海水淡化產業鏈，海水淡化系統國產化率達75%以上，同時能有效降低海水淡化成本30%以上，降低能耗15%，降低了海水淡化制水價格。

賽諾膜法海水淡化系統的三大核心裝置分別是海水淡化超濾膜預處理裝置、海水加壓與能量回收一體化裝置和海水反滲透膜淡化裝置。海水淡化超濾膜預處理裝置核心產品“超濾膜”，可替代傳統海水淡化預處理裝置，與進口產品相比降低成本30%，技術水平世界先進。“海水加壓與能量回收一體化裝置”是賽諾公司聯合北京賽美環能公司共同研發而成，為國際首創，使海水淡化設備成本降低約30%，運行能耗降低超過15%。海水通過能量回收裝置加壓后進入海水反滲透膜淡化裝置，最終實現海水脫鹽凈化處理，生產出淡化水。

2014年6月，北京賽諾水務副總裁張松建在接受媒體采訪時指出，國產膜法海水淡化設備的成本下降主要發生在設備投資、超濾及反滲透膜的更換費用及電耗，賽諾水務通過自主生產海水加壓和能量回收一體化裝置完成，這些裝置此前多靠進口，價格高昂，現在賽諾已實現國產化替代。其中，預處理使用自己生產的超濾膜，超濾膜通常按5年更換，替代進口產品則可有效控制超濾膜成本。另外，膜法海水淡化通過加壓得到淡水，耗費電能，賽諾水務使用液壓加壓代替目前使用的離心泵加壓，離心泵效率一般在75%-80%，而液壓加壓效率可達90%以上。第三項成本降低得益于能量回收裝置，目前賽諾水務的回收效率達到95%以上。綜合液壓加壓及能量回收，電耗可降低15%。

關于膜法海水淡化技術，賽美環能董事長朱榮輝舉了個非常形象的例子。“海水淡化膜法技術，就像是以前做豆漿一樣，通過擠壓將豆渣等雜質留下，擠壓出最純的豆漿。而用于海水淡化的膜孔非常之細，相當于頭發絲的厚度，海水淡化的擠壓需要的力量，是由高壓水泵來提供，它的壓力可以將海水打到三個三峽大壩高度（600米）的高空。”

但是，因為專利等因素制約，傳統葉輪式高壓水泵的研發對我們而言有著重重的壁壘。最后，賽美環能利用打氣筒原理，研制出了國際上獨有的海水淡化加壓與能量回收一體化裝置。

海水淡化的集成創新模式

令人欣慰的是，在此次海水淡化膜法示范項目國產化的背后，記者看到了幾家中關村創新企業強強聯合，在產業鏈上相互合作，以聯盟的形式打造國產海水淡化品牌的創新嘗試。

這一項目雖然還沒有正式進入海水淡化市場，但其順利實施的意義卻十分重大。

一則可以打破國外企業在行業內的壟斷，降低海水淡化成本，有望將當前的海水淡化制水成本降低10%以上，改善首都水資源短缺的嚴峻形勢提供了有利支撐；二則為中關村新技術新產品推廣應用工作探索了“產業聯盟主導，龍頭企業自帶干糧，政府補助公共部分”的集成創新模式；三則為示范區企業研發、展示、推廣、應用擁有自主知識產權的新技術、新產品提供了新的路徑；四是為在今后大規模海水淡化工程中逐步實現全國產化、“京產化”提供了整體解決方案。

我們不妨回顧一下這一聯盟自創立至今所做過的事情。

自2012年中關村新能源海水淡化產業技術創新聯盟成立后，正式啟動了中關村新能源海水淡化（膜法）示范項目：在北控水務已建成的曹妃甸5萬噸/日產海水淡化廠內，建設1000噸/日產海水淡化膜法示范項目，分兩個階段建設。

據介紹，該示范項目第一階段始于2012年8月，在賽諾水務產學研試驗基地正式啟動。由賽諾水務負責組織實施，關鍵技術裝備包括由賽諾水務提供的超濾膜及組件、反滲透膜及組件，由賽美環能研制的海水淡化加壓和能量回收一體化裝置，由北京泰寧科創公司提供的海水及淡水的存儲設備。

主要工藝流程為：配置的實驗用海水首先儲存在進/產水箱，通過SWRO給水提升泵增壓后進入5微米保安過濾器，去除水中較大的顆粒物和雜質。之后實驗海水進入加壓及能量回收一體化裝置，充分回收利用SWRO濃水的壓力，對實驗海水增壓后進入SWRO脫鹽裝置進行脫鹽處理。SWRO脫鹽裝置產生的淡水排入進/產水箱，濃水經過能量回收裝置后也排入進/產水箱循環利用。試驗裝置系統回收率為42.5%，SWRO進水量98立方米/小時，產水流量41.65立方米/小時，濃水流量56.35立方米/小時。

歷經兩年的示范項目建設，通過設備調試，系統完善，程序優化，控制參數的調整，項目取得了理想的實驗和工程實際效果。為國產化海水淡化系統的設計、施工提供了技術支持，為國產化海水淡化系統的投資成本和運行成本計算提供了實驗及工程依據。

這一示范項目將為海水淡化產業的技術創新搭建良好平臺，進一步完善新能源與海水淡化相結合的系統技術，降低投資成本和制水成本、減少環境污染，驗證自主創新的膜、泵、能量回收等海水淡化的關鍵材料和裝備的性能，對各種處理工藝路線進行比較，驗證優化后的海水淡化處理工藝的可靠性和經濟性，最終為大規模海水淡化工程提供有意義的解決方案。