和50多歲的韓家新一樣,很多年長(zhǎng)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(shí)天津的自來(lái)水是咸的,據(jù)說(shuō)是淡水與海水的混合物。“那種水的味道,你根本想象不出來(lái),單獨(dú)喝很難咽下去,必須泡成濃茶才能喝。”韓家新回憶說(shuō)。
2013年1月,韓家新履新國(guó)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(zhǎng)。此時(shí)他的感受更加深刻:“現(xiàn)在看來(lái),將海水淡化水作為淡水資源的有效補(bǔ)充,對(duì)于嚴(yán)重缺水的天津等沿海城市乃至全國(guó)都具有十分重要的意義。”
天津是我國(guó)重要的海水淡化基地,海水利用技術(shù)和能力全國(guó)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(wàn)噸,約占全國(guó)的41%。對(duì)于這個(gè)數(shù)字,韓家新很自豪。在他眼里,海水淡化是一種開(kāi)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(guó)都享受到這項(xiàng)技術(shù)成果,是天津人的驕傲。
爭(zhēng)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(shí)驗(yàn)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(lái),它們是淡化海水的重要工具。
這么薄的“白紙”如何能過(guò)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(wú)紡布的基層上,上面再涂上高分子材料,通過(guò)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(tái)項(xiàng)目之一——膜法海水淡化技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)。此外,該項(xiàng)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(gè)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)。
韓家新進(jìn)一步解釋:“平臺(tái)就是圍繞培育和發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè),重點(diǎn)推動(dòng)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(guó)、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(gè)試驗(yàn)、檢測(cè)、驗(yàn)證的地方。我國(guó)目前有很多大規(guī)模海水淡化工程,它們普遍使用國(guó)外的技術(shù)和設(shè)備。這樣國(guó)產(chǎn)裝備的性能沒(méi)有地方檢驗(yàn),這個(gè)平臺(tái)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(tái)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(guó)家,如美國(guó)、日本、韓國(guó)、法國(guó)、以色列等,都有類似的平臺(tái)在提供服務(wù)。
把創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)交給淡化所建設(shè),天津市政府認(rèn)準(zhǔn)的是兩個(gè)字:實(shí)力。在海水淡化領(lǐng)域,熱法和膜法是兩項(xiàng)主流技術(shù)。海水淡化所是國(guó)內(nèi)唯一同時(shí)掌握兩者關(guān)鍵核心技術(shù)的公益性研究機(jī)構(gòu)。
對(duì)于天津市這個(gè)極度缺水的城市來(lái)說(shuō),建平臺(tái)只是個(gè)開(kāi)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(guó)海水淡化與綜合利用科技創(chuàng)新能力,掌握國(guó)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(tái)將坐落在該基地的科技創(chuàng)新區(qū)內(nèi)。 韓家新說(shuō):“我們要以創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)為重點(diǎn),支撐開(kāi)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(diǎn),成為世界領(lǐng)先。”
創(chuàng)造中國(guó)自己的“膜”法
一條身長(zhǎng)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(shí),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(guò)一個(gè)并不大的膜設(shè)備過(guò)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(shuō):“這就是一個(gè)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(guó)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(lái)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(duì),從早期把膜技術(shù)應(yīng)用到污水資源化,到后來(lái)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(lái)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(xiàng)天津海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目——面向海水淡化高性能中空纖維反滲透膜產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、用于海水淡化與濃海水(鹵水)精制工程高性價(jià)比超濾膜及裝備開(kāi)發(fā)。
“國(guó)內(nèi)海水淡化使用的反滲透膜都是從國(guó)外進(jìn)口的,國(guó)產(chǎn)反滲透膜與國(guó)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(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化若不能解決,會(huì)影響我國(guó)海水淡化領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展。”戴海平說(shuō)。
目前,國(guó)產(chǎn)超濾膜性能與性價(jià)比已達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)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(kāi)發(fā)高性價(jià)比超濾膜及裝備,對(duì)提高我國(guó)海水資源綜合利用水平具有重要意義。
通過(guò)研究,戴海平團(tuán)隊(duì)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(shí)拓寬配方組成,有效提升了國(guó)產(chǎn)膜產(chǎn)品的性能水平。
對(duì)于戴海平來(lái)說(shuō),這些創(chuàng)新還不夠。她希望新技術(shù)從天津發(fā)展起來(lái),輻射到全國(guó)。
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(wú)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(jià)值目前還是挺高的。”天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司總工程師張德強(qiáng)一語(yǔ)道破天機(jī)。
作為我國(guó)大型的海鹽生產(chǎn)企業(yè),長(zhǎng)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(guò)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(guò)程用于海水或濃海水中溴素提取兩項(xiàng)天津海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)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(dòng)化水平普遍不高。比如空氣吹出法提溴工藝,在生產(chǎn)過(guò)程中,工人始終要抬頭盯著透明的玻璃溴素蒸餾塔,通過(guò)觀察塔內(nèi)顏色變化來(lái)控制原料鹵水、蒸汽、氯氣的閥門開(kāi)啟度。“以前的工作不僅很辛苦,而且還很危險(xiǎn)。”張德強(qiáng)說(shuō),“溴生產(chǎn)過(guò)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(huì)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(kāi)。通過(guò)自主研發(fā)的提溴自動(dòng)控制核心設(shè)備,軟件能自動(dòng)完成提溴工藝的全過(guò)程工作。工人們開(kāi)玩笑地說(shuō):“整天抬頭的日子,一去不復(fù)返了。”
在鹽場(chǎng)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(xiàng)工作也完全依靠工人控制電機(jī)苫蓋完成,下一步還將開(kāi)展鹽田自動(dòng)化控制技術(shù)研究,真正實(shí)現(xiàn)濃海水綜合利用產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)。
在鹽場(chǎng)工作了33年的張德強(qiáng)看著這些變化,高興得合不攏嘴,因?yàn)槊宽?xiàng)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(kāi)天津海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目的幫助。
現(xiàn)在,我國(guó)的大多數(shù)鹽場(chǎng)都還在沿用傳統(tǒng)的鹽業(yè)生產(chǎn)方式,他們什么時(shí)候能改變?相信也不會(huì)太遠(yuǎn)。