《中國科技產業》:碧水源:用創新膜技術解決中國水問題

“江南有梅雨季,嶺南有回南天。” 每逢夏汛,洪澇成災的報道充斥於媒體。然而現實是,中國絕不是一個水資源充沛、每立方自來水只值幾元錢的國家。可以說,“綠水青山就是金山銀山” 這句論斷非常準確地點出了中國水資源的問題所在:在中國,“綠水” 很金貴。用碧水源的話語體系來說,中國的水問題就是:水髒、水少、飲水不安全。

作為中關村國家自主創新示範區高新技術企業,碧水源創辦於2001 年,是我國水務環保企業的龍頭。碧水源公司董事長文劍平有從政經歷,還是個“海歸”,對中國水問題和中國環保市場洞若觀火——“我國水資源少,水少就容易汙染,水汙染了供應量就越來越少,這是個惡性循環。所以我們一直堅持以自主研發的膜技術解決中國‘水髒、水少、飲水不安全’ 三大問題。”

汙水資源化,一把鑰匙開兩把鎖

“水髒” ——也即水汙染,是中國水問題最大的隱患。《中國地下水汙染狀況圖》曾以國家地下水質量標準(GB/T 14848-93)為據,對中國各區域地下水的汙染情況進行調查,結果驚人:除西北地區地下水受人類活動影響相對較小而汙染較輕外,東北、南方地區地下水均汙染嚴重。發展至今,中國幾乎所有的城市都或多或少存在水汙染問題。

為解決水汙染問題,碧水源自成立以來已經20 年,也實踐了20 年。“MBR(膜生物反應器)技術是唯一一個可以解決水髒問題的技術。”文劍平說,其他技術只是降低了汙水髒的程度,MBR 技術通過膜分離和生物處理工藝的有機結合,有效地把汙水變成可用的水資源。而且,MBR 技術汙泥產量少、二次汙染小、更加節省土地,更重要的是可實現出水水質穩定達到地表Ⅳ類標準——即可作為一般工業用水。因此,MBR 技術可以實現資源化利用。

碧水源的發展正是從MBR 技術的研發和推廣中起步的。20 年來,碧水源將自主研發的MBR 工藝技術用在成千上萬個水處理項目之中。特別是在作為首善之區的北京。早在2008 年,碧水源就用MBR 技術支持“綠色奧運” 項目。如今,北京以2000 多萬人口之巨的超大城市,將汙水處理標準提高到地表IV類標準,MBR 技術居功甚偉。2009年,碧水源憑自主研發的MBR 組器系統獲得國家科技進步獎二等獎。

近幾年來,MBR 工程建設及運行實踐表明,MBR 工藝的噸水工程建設直接費用在2000~3000 元,基本與傳統一級A 工藝持平;MBR工藝的汙水處理的直接運行費僅為0.45~0.6 元/ 立方米,比傳統一級A工藝高出不到10%,按此推算,即費用高出不足0.06 元/立方米,但採用MBR 技術新建和提標升級的汙水處理廠可將排放標準提高至地表IV 類及以上的高品質再生水,將對我國實現汙水資源化利用,以及消除地區黑臭水體、改善整體環境質量起到極大的促進作用。

近乎偏執地推動汙水資源化,文劍平有他深刻的考量:中國總體缺水,水資源短缺和汙染問題非解決不可;而將汙水變廢為用,就是一把鑰匙開了兩把鎖,既治理了汙水又新增了水源。“無論從環保的角度,還是經濟可持續發展的角度,汙水資源化都是值得做、甚至是不得不做的事情。”

生水“膜法”:向海水要淡化水、向汙水要水資源

中國淡水資源擁有量僅佔全球的6%,而人口數量是世界的1/5。由於過采地下水形成巨大的“漏斗區”,北京、河北、山東等多省市已處於“極度缺水” 的區間。

在碧水源看來,“地下漏斗” 所造成的危害不可逆轉,這種水資源利用方式堅決不可取。“解決水資源短缺問題的出路,還是要靠技術創新。” 文劍平說。

在沙特、阿聯酋、卡塔爾等缺水國家,海水淡化工程是缺水問題的最優解。國家發展改革委也早在2012 年底頒佈的《海水淡化產業十二五規劃》中明確指出:海水淡化是水資源的重要補充和戰略儲備。

要打開海水淡化的閘門,我國必須提高核心設備的國產化率和項目運營的技術水平。圍繞RO 反滲透膜法核心工藝,碧水源投資上億元、堅持自主創新,逐步實現我國海水淡化相關膜技術的從無到有、從示範到規模應用。

2018 年12 月, 以碧水源自主創新研發的RO 技術為核心工藝的青島董家口經濟區10 萬噸/ 日的海水淡化項目建成並運行,成為我國海水淡化歷史進程中的一座里程碑。由於關鍵膜技術實現國產化,碧水源海淡工程噸水處理價格降幅高達30%,且出水水質完全符合企業生產用水要求。因此,該項目亦被國家發改委確定為“反滲透膜材料研發與產業化及應用示範項目”。該項目的建成通水給了碧水源開展更大型海淡項目信心。文劍平舉例說,山東省每年有近500 億方水需缺口,可以考慮更大規模地應用海水淡化技術。

在解決水少問題方面,碧水源還有一招: 即在MBR 工藝基礎上,增加超低壓選擇性納濾膜(DF 膜)工藝及配套系統,形成MBR-DF 雙膜新水源工藝。2018 年底,碧水源將這項創新工藝用在了“洱海之源”洱海縣的汙水處理之中。DF 膜技術是碧水源結集40 多位國內外膜技術專家和水處理專家,歷時5 年研發的潔淨水技術。該技術工藝可在低能耗、低操壓條件下高效去除水中持久性有機物、氮磷富營養化物質及重金屬等汙染物。DF 膜與MBR膜雙管齊下,可將城鎮汙水處理至地表水Ⅲ類標準以上,直接將汙水處理廠改造為“新水源廠”。

文劍平介紹說,在洱源新水源廠的實踐證明,雙膜新水工藝可以實現“就地造水”,將再生水廠變成城市穩定的第二水源。

“不是膜技術可以包打天下,解決水的全部問題,但水所面臨的問題的最終解決方案離不開膜。” 在2019 年一次全國環境業務發展經驗交流會上,文劍平感慨地說,誰擁有了最好的膜技術,誰就擁有了解決水髒、水少、飲水不安全三大水問題的最佳技術方案。

用創新膜技術保障飲水“航天品質”

飲水安全無小事。用創新膜技術保障飲水安全,碧水源一直在行動。2020 年7 月中下旬,湖北恩施連降暴雨,山體滑坡和泥石流等導致大量泥沙流入恩施水源地清江,一時間恩施多個自來水廠無法供水。

任務緊急,碧水源為國家住建部研製的4 臺雙膜技術城鎮應急供水車連夜開赴恩施,第一時間提供安全飲水,為城區居民解燃眉之急。

具有完全自主知識產權的“超濾-納濾”(UF-DF)雙膜技術是碧水源應急供水車的法寶。在這對膜技術組合中,精度達0.01 微米的超濾膜可截留99.99% 的細菌和病毒;滅菌效果可達6LOG 高標準的納濾膜,則能進一步去除微量有機物,保障複雜水質問題下的飲水安全和健康。

目前,碧水源不僅是住建部“國家供水應急救援能力建設” 項目的技術裝備承擔單位,還成為了“中國航天事業合作伙伴”。

以“航天品質”,碧水源在疫情期間還第一時間成立疫情防控小組,全力保障全國100 多個城市內200多個汙水處理、供水、固廢等市政基礎設施項目的穩定運行;向湖北省多家醫院捐贈納濾淨水設備,為超過5000 名醫護人員及患者的飲水提供安全和健康保障……

作為產業鏈最全的膜技術企業之一,碧水源將創新膜技術用在民用淨水機、惠民水站、淨水工程等上,覆蓋人民群眾多種飲水場景,此外,為改善貧困地區中小學生飲水安全問題,碧水源的“碧水思源” 中小學生飲水健康公益活動,自2015 年至今,已走進全國10 多個省、市、自治區的200 多所中小學,為20 多萬名青少年捐贈了總計價值達1000餘萬元納濾淨水設備。

文劍平介紹說,碧水源自主研發的納濾智慧膜,擁有“電荷哨兵”技術,將電荷作用與孔徑控制相結合,從技術上解決了傳統淨水設備“過度過濾” 的弊端,既可將水中細菌、病毒、有機汙染物、重金屬等有害物質去除,又可保留對人體有益的鉀、鈉、鈣、鎂等礦物質。

創業之前,文劍平的理想是做個科學家。在科技部的經歷讓他覺得,他應該在技術開發與產業化方面做點事情。“科研不是目的,技術開發也不是目的,技術產業化才是目的。” 和碧水源一路走來,“以自主研發的膜技術解決中國‘水髒、水少、飲水不安全’ 的問題”,文劍平覺得這條路選對了。


分享到:


相關文章: