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30年攻关杭水中心站稳中国膜法海水淡化的领头羊地位
《外滩画报》 华琪 / 时间:2011-06-09 07:57:54
  据外滩画报2011年6月9日讯 杭州水处理技术研究开发中心是中国最大的膜法海水淡化企业,中心不仅可以提供海水淡化的全套技术方案,还可以提供海水淡化所需的膜材料和成套设备,中心总工程师谭永文告诉记者:“大家是海水淡化领域的全方案解决提供商。”
  这也是中国成立最早的海水淡化研究机构,过去30多年,中心承建了国内众多膜法海水淡化和工业废水的示范工程。从我国第一个百吨级反渗透海水淡化示范工程,到目前国内最大的膜法海水淡化项目――曹妃甸5万吨/天海水淡化总承包工程,杭州水处理中心如今已占有国内海水淡化市场60%的份额。
  在设备市场,国内海水淡化已建成装置70%以上,其中浙江沿海及海岛地区的大部分海水淡化装置都是由杭州水处理中心提供的。企业还生产有自主常识产权的反渗透滤膜材料“北斗星膜”,并进行海水淡化领域的前沿创新。
  此外,杭州水处理中心的膜法海水淡化技术也早已在化工、造纸、印染、电镀、食品医药等多个领域的水资源再利用和特种分离中成功应用。
  海岛市场的开拓者
  杭州水处理中心是一家脱胎于海水淡化研究机构的企业,它的前身是“国家海洋局第二海洋研究所海水淡化研究室”。从1982年起,杭州水处理中心就开始承接海水淡化工程项目。
  主流的海水淡化方式有两种:一种热法,一种膜法。通俗地说,热法就是采用实验室里获得蒸馏水的原理,将海水烧到沸腾,将蒸发的蒸汽冷凝,即是淡水。膜法就是用各种过滤膜过滤海水,膜法的核心组件是反渗透膜,它就好比是一个筛子,在海水通过时只有体积小的水分子可以过,体积大的盐分不行。现在一般反渗透膜的孔径只有十分之一纳米,在这个孔径下,水中的盐分、比细菌更小的病毒,以及作为离子态存在的重金属都不能通过。杭州水处理中心主要采用膜法淡化海水。
  海水淡化的头号问题是“贵”,无论哪种方式,价格都是制约海水淡化大规模应用的重要原因。热法耗能高,膜法耗电高,且膜的使用寿命平均只有5年,要经常换。降低成本是海水淡化规模化必须解决的难题,过去十年,杭州水处理中心将海水淡化的价格从每吨10元,降低了差不多一半。
  1997年,杭州水处理中心在浙江嵊泗承建500吨/天反渗透海水淡化站,那是我国第一座自行设计制造的膜法反渗透海水淡化站。浙江嵊泗淡化海水的方法就是膜法,其核心组件就是反渗透膜,具体淡化海水的流程为:从沉井抽取海水→杀菌过滤→化学药剂处理→过滤→反渗透膜脱盐→得到淡水,运营过程中除了用电,还有化学药剂和更换膜的费用。
  因为降水量年差异大,开工不足,这个淡化站曾经的制水成本一度很高。当时,正常生产一吨淡化水耗电10度,每度电费1.2元,加上设备折旧等费用,每吨实际成本达到17.7元。尽管如此,和从陆地运水相比,这还是合算的。后来,通过设备国产化、改进工艺,海水淡化的综合成本下降至5元左右。如今,水处理中心又在嵊泗承建了日产1000吨的海水淡化工厂,供当地居民使用。
  设备国产化的积极推动者
  对于像嵊泗这样有常住人口的全国433个海岛来说,海水淡化水的成本远远低于从岛外运水的成本。随着产水规模的不断扩大,海水淡化的价格还能进一步下降。相比之下,自来水价格却在不断上升,海水淡化逐渐成为一种有市场竞争力的淡水生产方式。
  但在中国海洋学会海水淡化与水再利用分会副会长兼秘书长郭有智看来,中国的海水淡化还不能称之为产业:“2010年,中国目前海水淡化能力基本是每天64万吨,而国外一个大型工程能达到80~100万吨。”
  据国际脱盐协会理事王世昌分析,制约国内海水淡化市场规模化的主要因素之一是设备国产化率低。“目前我国的海水淡化厂(或装置)的主要设备基本依赖进口。”
  用于膜法海水淡化的关键膜材料,主要指海水淡化预处理的超滤膜和预处理后海水脱盐的反渗透膜。目前,国内所用的超滤膜全部依靠进口,反渗透膜则90%依靠进口,主要由美国陶氏、日本东丽等几家企业生产。
  反渗透膜的生产在材料、压力、温度上都十分考究。2004年,杭州水处理中心自主研发的第一代“北斗星”反渗透膜问世。如今,杭州水处理中心研发生产的“北斗星”反渗透膜已达到陶氏化学同类产品的技术水平,脱盐率达到99.6%;尽管这低于国际最高标准99.8%,但价格低了很多。
  去年,杭州水处理中心接下了舟山六横10万吨/天海水淡化与综合利用产业化工程,这也是中心第一次在海水淡化项目中大规模使用国产反渗透膜。
  反渗透膜国产化并非易事。以杭州水处理中心承接的国内最大的膜法海水淡化项目――曹妃甸5万吨/天海水淡化为例,其反渗透膜主要采用的是蓝星东丽企业生产的反渗透膜产品,蓝星东丽是日本东丽集团和中国蓝星(集团)于2009年成立的合资企业。
  材料和设备国产化是降低海水淡化成本的重要途径。除了膜产品,杭州水处理中心如今还在研究自己的能量回收设备。海水处理过程中会产生很多能量,如果有能量回收装置,这些能量就能循环利用。这种设备目前主要依赖进口。
  市场垄断者
  国家“十二五”规划纲要中明确提出,鼓励海水淡化,严格控制地下水开采。据郭有智预计,“十二五”期间,我国海水淡化将达到150万至200万吨/天。申银万国的行业分析报告显示,目前全球海水淡化设备年均市场容量约40亿美金,中国海水淡化设备未来10年投资规模将高达120亿~140亿元。
  巨大的蛋糕吸引着各路投资者,比如东方电器联合国家海洋局天津海水淡化所创办天津综合海水淡化工程企业,江阴双良携手神华集团打造海水淡化装置制造基地。此外,中集集团在大连的制造基地也计划上马海水淡化项目。但这些企业主要集中于生产热法海水淡化的设备。北方海域污染重,冬春季节气温低,不利于膜法淡化工艺,且北方重工业多,火力发电厂、钢铁厂、石化厂在生 产过程中产生的大量蒸汽,可以作为热法淡化的能量来源。因此北方的海水淡化项目大多采用热法淡化。
  而在膜法海水淡化领域,能和杭州水处理中心竞争的企业很少。“大家的竞争对手都是国际巨头。”水处理中心董事长郑银江曾对媒体说过。去年,杭州水处理中心实现了近5亿元的销售收入。
  今年3月,杭州水处理中心在钱江开发区举行海水淡化制造基地的开工奠基典礼。在规划中,两年后,该基地将完成 施工能力达70万吨/天的海水淡化及水处理成套生产线,运用到舟山各海岛的海水淡化工程上;5到10年后,这里将成为产业联盟价值100亿元以上的海水淡化产业基地。
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