低能耗海水淡化的技术创新
作为唯一一个在北京人民大会堂签约的海水淡化项目，也是国内最大的海淡项目、SUEZ在全球的首个黑屏全自动化运营项目，里面暗藏着许多的技术创新，这些技术创新，都可以在市政和工业水处理中得以应用和借鉴。
最近关于万华海淡项目的报道很多，但信息都零零散散，关于技术的部分也都是一笔带过，作为以技术著称的小编，实在忍不了，所以今天来盘点一下。
（注：本文图片未做标注的，均来自网络）
承建单位：中铁上海局三公司
设计单位：北京首钢国际工程技术有限公司
技术提供：苏伊士环境科技（北京）有限公司
01｜万华海淡项目介绍
万华（蓬莱）新材料低碳产业园位于烟台市蓬莱区北沟化工产业园内，规划总投资1260亿元，主要布局世界级绿色高端新材料系列项目，为支持园区近百套装置的生产运营，万华化学（蓬莱）有限公司拟建设海水淡化装置来解决园区供水问题，同时考虑预留10万吨/日规模的矿化水作为市政生活用水所需。
项目总投资18亿元，分为三期进行建设，一期产水规模为10万吨/日，二期及三期产水规模均为10万吨/日，全部建设完成后总规模30万吨/天。
02｜原水水质分析
海水淡化项目，通常采用热法或膜法工艺，早年热法居多，随着材料的突破和成本下降，膜法工艺的应用越来越多。但传统海水淡化工艺的选择上，通常采用双膜法，即超滤+反渗透（UF+RO）。
海水淡化的核心单元是最后的RO，前端的UF是RO的预处理；而UF前的工艺，是UF的预处理。常见的海水淡化项目的工艺路线通常为：气浮——超滤——反渗透。气浮主要去除悬浮物、藻类等，超滤进一步过滤，降低SDI值，最后进入反渗透段进行脱盐，通常需要两级RO，才能达到较高的脱盐率，保证出水水质。
工艺的选择需要考虑的因素很多，除了投资外，最关键的是选择合适某种水质的工艺。不同地区的海水存在明显的差异，包括水质、季节性污染物浓度变化等，因此对海水原水水质的分析，就显得尤为重要，这是海淡项目成功最为重要的前提。
苏伊士旗下的Actimar公司，研究使用了卫星图像（水色和红外图像）、静态生物地球化学参数（表面叶绿素浓度：微藻浓度、悬浮颗粒扩散系数）和温度，结合来自客户的现场数据和现场测绘，为海水淡化项目提供准确的原水水质分析。
下图是SUEZ为新竹海水淡化项目提供的海水表面温度Sea Surface Temperature (SST)月均值
（图片：苏伊士资料图）
03｜处理工艺选择
万华海淡项目，从工艺创新，到节能减碳方面都做了大量的创新，许多甚至是全球海淡行业第一次应用。整体工艺如下：
进水泵房→Lamellar斜管沉淀池→DMPF双介质过滤器→保安过滤器→一级RO→二级RO→产水水池
其中多介质过滤器反洗水进入斜管沉淀池处理，沉淀池排泥进入污泥浓缩池浓缩后脱水处理。
整个项目的处理工艺中，有三处工艺均为全球海淡领域首次应用
01
低能耗斜管沉淀池
在海淡项目里，基于蓬莱的水质条件，预处理工艺第一次采用Lamellazur斜管沉淀池，混合区设计扰流板、折流板，在重力流的推动下，实现混凝、絮凝反应，停留时间长，混合效率高，药剂充分反应；相对于气浮、高密池等工艺，本工艺具有构造简单、水力搅拌、无动力混合，运行成本低，管理方便、运行成本低等优点。此低能耗的斜管沉淀池是在海淡项目的全球第一次应用。
02
超大型双介质过滤器
21m超大型双介质过滤器，是国内首次应用，同样也是全球首次应用案例。双介质过滤器按超大型设计，主要考虑减少占地面积、DMPF设备数量、配套反洗单元设备数量、阀门仪表数量，节省土建投资及设备投资。
03
膜系统CIP正反组合自动清洗
本项目CIP清洗方式设计为正、反向多重组合式自动清洗方式，能根据不同的污染情况，采用正、反进药和正、反循环浸泡的多种组合方式，实现清洗方式的灵活性，可实现一次完成彻底清洗的目的，有效恢复膜通量，减少药剂消耗、节约清洗水量、节省清洗时间，提高系统持续运行时间，提高系统产能。不需要单独设置中和池及中和泵，节省土建及设备投资，减少系统运行成本。
04｜节能低碳措施
01
余热利用
绝大多数的海淡项目，都是直接从海中取水。万华海淡项目原水采用电厂循环冷却退水，水温高于直取海水，反渗透系统能耗可显著降低。
根据反渗透膜元件的特性：通量测试水温为25℃，每下降1℃，通量下降3-4%；烟台海水冬季日平均水温约0℃(最低设计温度为5℃)，年平均温度为12℃，本项目年平均温度15-17℃。
反渗透系统受水温影响明显，结合不同水温电耗对比图可知，平均吨水电耗预计节省0.1kwh/d。
02
压力式串联反渗透技术
本项目采用DMPF+SWRO的压力式串联反渗透技术，工艺流程短，双介质过滤器单元不设中间水池、一级RO提升泵，利用产水余压（4-5bar）直接进入反渗透系统；且一级RO产水未设产水池及二级RO提升泵，利用产水余压直接进入二级RO系统，通过双膜系统的控制步序，实现各工艺段的串联且平稳运行，节省土建投资及设备投资。
03
RO撬架灵活性设计
一级RO撬架设计预留20%膜壳空位，二级RO撬架设计预留3%膜壳空位。同比常规设计，本项目设计，为项目用户的后期运维考虑了灵活性及运维成本降低的可行性。
04
国内首家黑屏操作海淡厂
万华蓬莱海淡水厂是SUEZ在全球首个黑屏全自动化运营项目，是典型的绿色低碳智慧海水淡化工厂。本项目采用自动化黑屏操作系统，通过高度智能化的程序编写及硬件配置来实现全厂区、全流程无人值守的运行方式，为中国首家采用黑屏操作的海水淡化工厂
黑屏操作系统是高度自控概述，可以检验装置的日常操作质量、自动化率、仪表系统运行质量、控制系统日常维护水平、自控组态和设置组态等指标。通过PID参数整定、提升装置自动控制率是实现黑屏操作，是装置实现“安、稳、长、满、优”的一种非常有效的基本保障措施，也为故障应急处理赢得了时间。
当系统没报警，若干分钟后电脑屏幕变为黑屏，全自动操作模式，若产生报警，退出黑屏模式。黑屏系统的关键是控制逻辑的严密和完善。把一切可能性尽可能考虑周全并给出预案，即可实现相当意义上的完全自动化，基本无需人工干预，即黑屏操作。
05
光伏发电
利用建筑物屋顶空间布置8000平米光伏板，每年发电量大约50000MWh，每年减少二氧化碳排放量3万吨，相当于每年4000棵左右的大树所吸收的二氧化碳。
来源 ：奔跑的环保人，仅 供分享交流不作商业用途，版权归原作者和原作者出处。 若有侵权，请联系删除 。
排版： 《净水技术》编辑 李滨妤
审核： 《净水技术》社长/执行主编 阮辰旼
推荐阅读（点击标题跳转）
《净水技术》2025年活动计划
《净水技术》刊务理事会欢迎广大水务企业加盟合作
详情可咨询市场部 ：孙编辑 15900878214
