和50多歲的韓家新一樣,很多年長一些的天津人或許都有一段難以忘懷的關(guān)于“水”的記憶:大約上世紀(jì)70年代,那時天津的自來水是咸的,據(jù)說是淡水與海水的混合物。“那種水的味道,你根本想象不出來,單獨喝很難咽下去,必須泡成濃茶才能喝。”韓家新回憶說。
2013年1月,韓家新履新國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所黨委書記兼副所長。此時他的感受更加深刻:“現(xiàn)在看來,將海水淡化水作為淡水資源的有效補(bǔ)充,對于嚴(yán)重缺水的天津等沿海城市乃至全國都具有十分重要的意義。”
天津是我國重要的海水淡化基地,海水利用技術(shù)和能力全國領(lǐng)先。數(shù)據(jù)顯示,天津海水淡化裝機(jī)規(guī)模達(dá)日產(chǎn)31.6萬噸,約占全國的41%。對于這個數(shù)字,韓家新很自豪。在他眼里,海水淡化是一種開源增量的產(chǎn)業(yè)。把海水淡化技術(shù)做成熟,推廣出去,讓全國都享受到這項技術(shù)成果,是天津人的驕傲。
爭當(dāng)世界淡化技術(shù)的領(lǐng)跑者
8月初,記者在淡化所的實驗室里看到,很多穿著白大褂、戴著藍(lán)色防塵帽和防塵手套的工作人員,正在制膜設(shè)備前忙碌著。一張張薄如白紙的海水淡化膜就這樣被制作出來,它們是淡化海水的重要工具。
這么薄的“白紙”如何能過濾掉海里的鹽分?工作人員給出了專業(yè)的解釋:“膜附和在無紡布的基層上,上面再涂上高分子材料,通過工藝讓它形成一種具有微納米性質(zhì)的孔道,用它能把海水分成兩股水流:一股淡水,一股濃海水。”
這是淡化所的海水淡化與綜合利用創(chuàng)新服務(wù)平臺項目之一——膜法海水淡化技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺。此外,該項目還包括蒸餾海水淡化、高性能海水淡化膜、濃海水綜合利用3個創(chuàng)新服務(wù)平臺。
韓家新進(jìn)一步解釋:“平臺就是圍繞培育和發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè),重點推動該產(chǎn)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化,采取鏈條式建設(shè)方式,面向全國、全行業(yè)的科技研發(fā)、生產(chǎn)制造、監(jiān)督管理等需求,給大家提供一個試驗、檢測、驗證的地方。我國目前有很多大規(guī)模海水淡化工程,它們普遍使用國外的技術(shù)和設(shè)備。這樣國產(chǎn)裝備的性能沒有地方檢驗,這個平臺就是讓大家知道,我們的設(shè)備性能如何,還有哪些方面需要改進(jìn)。”
該平臺建成后能提高海水淡化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)攻關(guān)水平,促進(jìn)成果工程化、產(chǎn)業(yè)化,服務(wù)和支撐海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。韓家新告訴記者,世界上海水淡化技術(shù)先進(jìn)的國家,如美國、日本、韓國、法國、以色列等,都有類似的平臺在提供服務(wù)。
把創(chuàng)新服務(wù)平臺交給淡化所建設(shè),天津市政府認(rèn)準(zhǔn)的是兩個字:實力。在海水淡化領(lǐng)域,熱法和膜法是兩項主流技術(shù)。海水淡化所是國內(nèi)唯一同時掌握兩者關(guān)鍵核心技術(shù)的公益性研究機(jī)構(gòu)。
對于天津市這個極度缺水的城市來說,建平臺只是個開始。
天津市將在濱海新區(qū)建設(shè)海水淡化創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化基地。該基地建成后,將全面提升我國海水淡化與綜合利用科技創(chuàng)新能力,掌握國際領(lǐng)先技術(shù),構(gòu)建世界一流的創(chuàng)新體系。以基地為中心,集聚海水淡化及相關(guān)產(chǎn)業(yè),將形成產(chǎn)值千億元的產(chǎn)業(yè)鏈群。海水淡化與綜合利用創(chuàng)新服務(wù)平臺將坐落在該基地的科技創(chuàng)新區(qū)內(nèi)?! №n家新說:“我們要以創(chuàng)新服務(wù)平臺為重點,支撐開展創(chuàng)新基地建設(shè)。目前我們的技術(shù)可以達(dá)到世界先進(jìn),但我們的最終目標(biāo)是搶占海水淡化技術(shù)制高點,成為世界領(lǐng)先。”
創(chuàng)造中國自己的“膜”法
一條身長約30厘米的紅色錦鯉是天津膜天膜科技股份有限公司展廳里的“明星”,很多參觀的客人都要走近魚缸端詳一番。其實,魚缸的特別之處不是魚本身,而是它生活的水。
魚缸的一邊裝滿全是污泥的臟水。污水通過一個并不大的膜設(shè)備過濾,流到魚生活的空間里,就變成了清澈透明的純凈水。
該公司總工程師戴海平說:“這就是一個直觀的演示。公司做了41年膜研究,膜技術(shù)很成熟。”
1974年,膜天膜公司起步于天津工業(yè)大學(xué)膜分離研究所,中國第一支中空纖維膜組件就誕生于此。1988年,戴海平研究生畢業(yè)后便來到了研究所工作,一待就是27年。
喜歡搞研究的戴海平帶領(lǐng)自己的團(tuán)隊,從早期把膜技術(shù)應(yīng)用到污水資源化,到后來應(yīng)用到飲用水凈化,再到海水淡化、濃海水制鹵……發(fā)展面越來越廣。
最近兩年,戴海平把精力都投到處理海水的膜技術(shù)上,先后參與兩項天津海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項目——面向海水淡化高性能中空纖維反滲透膜產(chǎn)品開發(fā)、用于海水淡化與濃海水(鹵水)精制工程高性價比超濾膜及裝備開發(fā)。
“國內(nèi)海水淡化使用的反滲透膜都是從國外進(jìn)口的,國產(chǎn)反滲透膜與國外產(chǎn)品還存在一定的差距。反滲透膜是海水淡化的核心,其國產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化若不能解決,會影響我國海水淡化領(lǐng)域未來的發(fā)展。”戴海平說。
目前,國產(chǎn)超濾膜性能與性價比已達(dá)到甚至超過國外同類產(chǎn)品水平,但規(guī)?;瘧?yīng)用和推廣力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。戴海平認(rèn)為,面向海水淡化與濃海水(鹵水)精制規(guī)?;茝V應(yīng)用,開發(fā)高性價比超濾膜及裝備,對提高我國海水資源綜合利用水平具有重要意義。
通過研究,戴海平團(tuán)隊取得了一些創(chuàng)新。如提出“雙螺桿反應(yīng)擠出”概念,在降低反滲透成膜體系加工溫度的同時拓寬配方組成,有效提升了國產(chǎn)膜產(chǎn)品的性能水平。
對于戴海平來說,這些創(chuàng)新還不夠。她希望新技術(shù)從天津發(fā)展起來,輻射到全國。
濃海水制鹽向傳統(tǒng)技術(shù)告別
海水淡化分離后,一部分變成淡水,一部分變成濃海水。淡水的功用無需贅言,但濃海水又能做什么呢?
“可以制鹽,也可以從中提取鉀、溴、鎂等微量元素,溴的經(jīng)濟(jì)價值目前還是挺高的。”天津長蘆海晶集團(tuán)有限公司總工程師張德強(qiáng)一語道破天機(jī)。
作為我國大型的海鹽生產(chǎn)企業(yè),長蘆海晶集團(tuán)一直積極參與海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展,通過與天津科技大學(xué)、天津大學(xué)等高校合作,承擔(dān)反滲透海水淡化濃海水綜合利用技術(shù)工程示范、聚四氟乙烯氣態(tài)膜吸收過程用于海水或濃海水中溴素提取兩項天津海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項目,他們慢慢摸索出如何利用好濃海水,為企業(yè)降低成本、增加效益。
在傳統(tǒng)的鹽業(yè)相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域,以往很多工作需要人工操作完成,自動化水平普遍不高。比如空氣吹出法提溴工藝,在生產(chǎn)過程中,工人始終要抬頭盯著透明的玻璃溴素蒸餾塔,通過觀察塔內(nèi)顏色變化來控制原料鹵水、蒸汽、氯氣的閥門開啟度。“以前的工作不僅很辛苦,而且還很危險。”張德強(qiáng)說,“溴生產(chǎn)過程中涉及的氯氣、硫酸、溴素都屬于高毒或強(qiáng)腐蝕性物質(zhì),一旦泄露,后果往往會很嚴(yán)重。”
如今,透明的防爆窗將溴素蒸餾塔與操作工人完全隔開。通過自主研發(fā)的提溴自動控制核心設(shè)備,軟件能自動完成提溴工藝的全過程工作。工人們開玩笑地說:“整天抬頭的日子,一去不復(fù)返了。”
在鹽場的結(jié)晶池邊,堆著一座座小山狀的鹽坨,工人們正在遙控操作塑苫裝置苫蓋鹽田結(jié)晶區(qū)。一位工人告訴記者,以前這項工作也完全依靠工人控制電機(jī)苫蓋完成,下一步還將開展鹽田自動化控制技術(shù)研究,真正實現(xiàn)濃海水綜合利用產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。
在鹽場工作了33年的張德強(qiáng)看著這些變化,高興得合不攏嘴,因為每項技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新都有他的參與。他坦言,這些變化離不開天津海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項目的幫助。
現(xiàn)在,我國的大多數(shù)鹽場都還在沿用傳統(tǒng)的鹽業(yè)生產(chǎn)方式,他們什么時候能改變?相信也不會太遠(yuǎn)。