向海洋要淡水,不靠魔法靠“膜”法
本报记者 李雅南
获奖项目:“万吨级膜法海水淡化单机设计与系统集成技术”
奖项:省科技进步奖一等奖
获奖单位:杭州水处理技术研究开发中心有限公司、杭州(火炬)西斗门膜工业有限公司
向海洋要淡水,不靠魔法靠“膜”法
本报记者 李雅南
水是生命之源,向海洋要淡水,已经成为全球解决水资源短缺的战略选择。
如何把苦涩的海水变成甘甜的饮用水?不靠魔法,靠“膜”法。
4月19日,凭借“万吨级膜法海水淡化单机设计与系统集成技术”,杭州水处理技术研究开发中心有限公司、杭州(火炬)西斗门膜工业有限公司捧得了省科学技术进步奖一等奖。
膜法海水淡化的关键是反渗透膜,别看它厚度还不及一张纸,却有着神奇的过滤功能,可以让水分子通过,盐离子和其他杂质则会被阻挡。如果给海水加压,让它在高于自身渗透压的压力驱动下“反渗透”,通过膜后,海水就变成淡水了。
“在实际工程运用中,我们将反渗透膜制成一个卷式桶装的元器件,装入压力容器内,海水以错流方式经过膜表面,在压力作用下,水分子源源不断地透过膜,形成淡水,从中心孔流出,大部分盐离子则被截留,流出膜元件。”杭州水处理技术研究开发中心总工程师杨波介绍说。
除了水处理量从百吨级上升到万吨级,这些年来,海水淡化技术还取得了质的飞跃。杨波说:“1997年,我们自主研发了国内第一套反渗透海水淡化系统,使海水的脱盐率达到了98%,耗能降到了6.7度/吨。”
这一次,杨波团队的获奖项目,通过创新膜材料配方,优化复合膜制备工艺,改进膜元件卷制和密封技术,使反渗透膜元件脱盐率达到了99.8%,性能与进口产品持平;并独创大口径膜压力容器及阵列串接方式,研发出系统模拟计算软件,提出全流程变负荷优化调节策略,开发了大型国产化设备系统集成耦合节能技术,使系统吨水电耗降至2.6kWh,与国际先进水平同步。
如果说脱盐率、耗电量和国产化程度是硬杠杠,杨波团队还定下了一个“软指标”。为了不让产品水成为简单的“纯净水”,而是更加符合生活饮用水标准,他们首创了具有自适应调节功能的“CO2+CaCO3”淡化水后矿化调质工艺,优化矿化池结构设计,解决了淡化水硬度、碱度和pH偏低等问题。
据杨波介绍,膜法海水淡化项目成果已在舟山六横岛得到示范应用,嵊泗60%的市政用水都依靠海水淡化。除了民用,很多工业用水也来自海水淡化,项目成果已经在河北曹妃甸、山东海阳核电等工程中得到了推广。同时,抓住“一带一路”战略机遇,自主化的海水淡化技术与装备产品已出口沙特、印尼、菲律宾、伊朗等国家和地区,相关成果还推广应用于高盐废水资源化、工业废水零排放等节能环保领域,取得了显著的经济社会效益。