海水淡化“中国造”
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作者: 明星
8月29日，在距离北京200多公里的曹妃甸工业园区，与海一线之隔的北控水务曹妃甸海水淡化厂内，记者见到了刚刚通过专家组验收的国产海水淡化（膜法）示范项目设备机组。
近期，中关村新能源海水淡化关键技术装备示范项目（膜法）通过专家组验收，该项目关键技术和关键装备及材料均为国产化，已形成了具有自主知识产权的海水淡化成套技术。该项目的顺利实施，不但打破了国外企业的技术垄断，还有望将当前的海水淡化制水成本降低10%以上。另据了解，一个百万吨级的海水淡化项目已在酝酿之中。未来，海水淡化将为改善北京以及华北地区水资源短缺提供有利支撑。
膜法海水淡化的优越性
2012年6月，随着中关村新能源海水淡化产业技术创新联盟的成立，正式启动了中关村新能源海水淡化（膜法）示范项目：在北控水务已建成的曹妃甸5万吨/日产海水淡化厂内，建设1000吨/日产海水淡化膜法示范项目，并分两个阶段建设。
据了解，该项目的主实施单位为北京赛诺水务科技有限公司，于2012年11月与中关村科技园区管理委员会签订了《中关村新技术新产品（服务）应用推广专项资金使用协议书》，得到了专项资金支持。参与单位包括北控水务、北京碧水源科技股份有限公司、赛美环能等中关村高新技术企业级中关村海水淡化产业技术创新联盟成员单位。
其中赛诺水务、北控水务牵头整体设计和施工建设，赛诺水务、碧水源等公司负责研发并提供超滤膜及组件和反渗透膜及组件，赛美环能负责研发并提供能量回收装置等关键设备。
“海水淡化主要有热法和膜法两种方法。其实，几千年前，我们的祖辈就掌握了海水淡化技术。”北京赛美环能科技有限公司创始人朱荣辉告诉记者，“不过，那时候，我们利用这项技术是在向大海要‘盐’。而今天，我们可以利用这项技术向大海要‘水’，这就是所谓的热法海水淡化技术。相比而言，上世纪80年代才出现的膜法海水淡化技术更加方便，且成本相对较低。”
但是，长期以来，膜法淡化海水关键技术只掌握在少数国家及公司手中，依靠海水淡化来解决北京及华北地区的缺水问题，因技术及成本等问题，一直是一个愿景。
如今，北京赛诺水务公司牵头设计的膜法海水淡化系统打破了国外垄断，形成了完整的国产反渗透海水淡化产业链，海水淡化系统国产化率达75%以上，同时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价格。
赛诺膜法海水淡化系统的三大核心装置分别是海水淡化超滤膜预处理装置、海水加压与能量回收一体化装置和海水反渗透膜淡化装置。海水淡化超滤膜预处理装置核心产品“超滤膜”，可替代传统海水淡化预处理装置，与进口产品相比降低成本30%，技术水平世界先进。“海水加压与能量回收一体化装置”是赛诺公司联合北京赛美环能公司共同研发而成，为国际首创，使海水淡化设备成本降低约30%，运行能耗降低超过15%。海水通过能量回收装置加压后进入海水反渗透膜淡化装置，最终实现海水脱盐净化处理，生产出淡化水。
2014年6月，北京赛诺水务副总裁张松建在接受媒体采访时指出，国产膜法海水淡化设备的成本下降主要发生在设备投资、超滤及反渗透膜的更换费用及电耗，赛诺水务通过自主生产海水加压和能量回收一体化装置完成，这些装置此前多靠进口，价格高昂，现在赛诺已实现国产化替代。其中，预处理使用自己生产的超滤膜，超滤膜通常按5年更换，替代进口产品则可有效控制超滤膜成本。另外，膜法海水淡化通过加压得到淡水，耗费电能，赛诺水务使用液压加压代替目前使用的离心泵加压，离心泵效率一般在75%-80%，而液压加压效率可达90%以上。第三项成本降低得益于能量回收装置，目前赛诺水务的回收效率达到95%以上。综合液压加压及能量回收，电耗可降低15%。
关于膜法海水淡化技术，赛美环能董事长朱荣辉举了个非常形象的例子。“海水淡化膜法技术，就像是以前做豆浆一样，通过挤压将豆渣等杂质留下，挤压出最纯的豆浆。而用于海水淡化的膜孔非常之细，相当于头发丝的厚度，海水淡化的挤压需要的力量，是由高压水泵来提供，它的压力可以将海水打到三个三峡大坝高度（600米）的高空。”
但是，因为专利等因素制约，传统叶轮式高压水泵的研发对我们而言有着重重的壁垒。最后，赛美环能利用打气筒原理，研制出了国际上独有的海水淡化加压与能量回收一体化装置。
海水淡化的集成创新模式
令人欣慰的是，在此次海水淡化膜法示范项目国产化的背后，记者看到了几家中关村创新企业强强联合，在产业链上相互合作，以联盟的形式打造国产海水淡化品牌的创新尝试。
这一项目虽然还没有正式进入海水淡化市场，但其顺利实施的意义却十分重大。
一则可以打破国外企业在行业内的垄断，降低海水淡化成本，有望将当前的海水淡化制水成本降低10%以上，改善首都水资源短缺的严峻形势提供了有利支撑；二则为中关村新技术新产品推广应用工作探索了“产业联盟主导，龙头企业自带干粮，政府补助公共部分”的集成创新模式；三则为示范区企业研发、展示、推广、应用拥有自主知识产权的新技术、新产品提供了新的路径；四是为在今后大规模海水淡化工程中逐步实现全国产化、“京产化”提供了整体解决方案。
我们不妨回顾一下这一联盟自创立至今所做过的事情。
自2012年中关村新能源海水淡化产业技术创新联盟成立后，正式启动了中关村新能源海水淡化（膜法）示范项目：在北控水务已建成的曹妃甸5万吨/日产海水淡化厂内，建设1000吨/日产海水淡化膜法示范项目，分两个阶段建设。
据介绍，该示范项目第一阶段始于2012年8月，在赛诺水务产学研试验基地正式启动。由赛诺水务负责组织实施，关键技术装备包括由赛诺水务提供的超滤膜及组件、反渗透膜及组件，由赛美环能研制的海水淡化加压和能量回收一体化装置，由北京泰宁科创公司提供的海水及淡水的存储设备。
主要工艺流程为：配置的实验用海水首先储存在进/产水箱，通过SWRO给水提升泵增压后进入5微米保安过滤器，去除水中较大的颗粒物和杂质。之后实验海水进入加压及能量回收一体化装置，充分回收利用SWRO浓水的压力，对实验海水增压后进入SWRO脱盐装置进行脱盐处理。SWRO脱盐装置产生的淡水排入进/产水箱，浓水经过能量回收装置后也排入进/产水箱循环利用。试验装置系统回收率为42.5%，SWRO进水量98立方米/小时，产水流量41.65立方米/小时，浓水流量56.35立方米/小时。
历经两年的示范项目建设，通过设备调试，系统完善，程序优化，控制参数的调整，项目取得了理想的实验和工程实际效果。为国产化海水淡化系统的设计、施工提供了技术支持，为国产化海水淡化系统的投资成本和运行成本计算提供了实验及工程依据。
这一示范项目将为海水淡化产业的技术创新搭建良好平台，进一步完善新能源与海水淡化相结合的系统技术，降低投资成本和制水成本、减少环境污染，验证自主创新的膜、泵、能量回收等海水淡化的关键材料和装备的性能，对各种处理工艺路线进行比较，验证优化后的海水淡化处理工艺的可靠性和经济性，最终为大规模海水淡化工程提供有意义的解决方案。
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