杨兴涛：海淡水做为青岛市城市供水水源的应用探索
文章导读
海水淡化技术能够提供优质增量水源，对保障城市供水安全、提升供水水质、推动海洋经济发展具有重要战略意义。目前，国家层级政策是要推进海水淡化规模化应用，将海水淡化水作为生活补充水源、市政新增供水及重要应急备用水源，切实纳入区域水资源规划和水资源统一配置，逐年提高海水淡化水在水资源中的配置比例，支持开展海水淡化水掺混进入市政供水管网。
青岛市是我国严重缺水的沿海城市之一，城市用水主要依赖南水北调以及引黄济青的水源，高峰时期90%以上的用水需要依赖客水。近年来，青岛市充分发挥海水淡化行业先发优势，形成了可在全国范围内推广和复制的“青岛模式” 和“青岛经验” ，实现了海水淡化规模化应用和产业化发展。
一、海水淡化技术发展情况——我国规模小、发展快
1928年全球第一座海水淡化厂建成，1956年第一座反渗透海水淡化厂建成，到2010年全球海水淡化厂的规模和数量以每年平均6.8%的速度增长，相当于每年平均增加约460万立方米/天的生产能力。迄今为止，全球的海水淡化产能超过1亿立方米/天。截至2021年底，我国现有海水淡化工程144个，工程规模185.64万立方米/日，中国海水淡化工程规模在全球的占比不到2%。全国应用“反渗透技术” 的工程占总工程规模的66.19%；应用“低温多效技术” 的工程占总工程规模的33.43%。
2000年后，我国的反渗透海水淡化技术进入高速发展阶段：一是开发具有自主知识产权的海水淡化反渗透元件，建立复合反渗透膜生产线，实现卷式反渗透膜元件国产化及产业化；二是开发出接近国际水平的反渗透膜、能量回收装置等关键材料和设备，进一步在大型工程验证；反渗透膜壳性能与国际先进水平相当并大量出口。
二、国内外淡化水的应用情况——国外部分地区饮用水占比大
全球已建成海水淡化工程近2万个，产能规模达1.23亿立方米/日，解决了3亿多人的饮用水问题。海水淡化已在以色列、西班牙、澳大利亚等国家、中东地区、非洲地区（尤其是阿尔及利亚）大规模应用，其中以色列海水淡化水已占供水总量70%~80%。海水淡化在全球呈规模化发展趋势，50万立方米/日及以上项目相继建成落地。海水淡化产能规模大于1000吨/日的设施分布在包括中东、美国、澳大利亚、中国、中欧、地中海地区和日本等国家和地区，用于市政供水的海水淡化规模约占全球总装机容量的59%。
我国产能规模大于1000吨/日的海水淡化工程，主要分布在辽宁、天津、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南9个省市。海水淡化水用于市政生活供水主要集中在海岛地区和北部海洋经济圈的青岛、天津2个沿海城市。但是，生活饮用水应用方面仅占全国海水淡化总量的0.04%。
三、青岛市海水淡化的应用探索——海水淡化先驱
青岛市供水系统面临资源型和水质型缺水，市政供水对客水（主要是黄河、长江水）依赖程度大。因此，海水淡化水是青岛重要的增量水源，对缓解沿海地区水资源短缺，保障供水量具有重要意义。海水淡化技术较为成熟，水质优质、稳定可靠，规模化应用后制水成本持续下降（吨水3~4元），相对调水具有显著优势。同时，海水淡化工程占地省、投资少、布局灵活。可以说，海水淡化规模化应用是破解青岛市水资源瓶颈的理想选择。
01青岛海水淡化发展历程
2005年青岛被确定为海水淡化与综合利用城市和产业化基地；2006年青岛发布《青岛市海水淡化产业发展规划》，是全国第一个城市海水淡化产业发展规划的城市；2013年青岛被确定为国家海水淡化试点城市，随后百发一期海水淡化项目正式投产运营；2016年中国首个自主设计、自主建设运营的大型海水淡化工程董家口海水淡化项目投产。2022年，青岛发布《青岛市海水淡化项目建设奖补政策实施细则（试行）》，同年百发二期海水淡化项目具备通水条件。
截止目前，青岛市现有海水淡化设施规模34.1万立方米/日，约占全国总规模的18%，其中，青岛水务集团拥有董家口、百发一期、二期共三座各10万吨级膜法海水淡化厂，海水淡化水供水量累计超2.2亿立方米。
青岛百发海水淡化厂
02市政供水的应用
青岛海水淡化历经从自来水厂原水→进入水厂清水池掺混供水→并入市政供水管网的三个阶段。首先，2014年百发公司取得青岛市卫生和计划生育委员会颁发的集中式供水卫生许可证，是全国第一个海水淡化企业获得的卫生许可证，将海水淡化水输送至自来水厂作为原水。2016年将海水淡化水输配至给水厂的清水池，与自来水掺混后联合供水。2019年将海水淡化水并入城市供水管网。目前，青岛淡化水日均6-7万立方米/日直接并入市政供水管网，占市区生活用水量约10%。
经检测，海水淡化水水质明显优于国家《生活饮用水卫生标准》相关要求。
03工业用水的应用
青岛淡化海水青岛水务旗下企业相继为10余家工业用户“点对点”直供海水淡化水。海水淡化水适合工业企业用于锅炉补给水、生产工艺用水，可减少用水企业后续水处理工序，降低企业用水成本。
04淡化水标准的制定
青岛市于2016年出台了青岛市地方标准《海水淡化生活饮用水集中式供水单位卫生规范》（现已升级为山东省地标），积极参与国家标准《海水淡化水后处理设计指南》、海洋行业标准《海水淡化产品水水质要求》编制工作，为海水淡化水作为生活饮用水的卫生安全建立了标准规范。
05海水淡化相关研究
青岛按照水质优先的原则，审慎地推进海水淡化水并网工作。2007年，海淡厂建设之前就已经开展相关研究。2012年联合清华大学开展海水淡化水与自来水掺混研究。2018年联合同济大学开展青岛市多水源条件下管网水质安全保障研究，评审结果是目前海水淡化水进入管网是安全的。百发厂投入运行之后，每年委托海洋大学对开放区域的海洋环境和海洋生物进行追踪研究，目前尚未发现淡化厂排海地不良影响。
海水淡化是解决城市供水安全和推动海洋经济发展的有效途径。青岛市在海水淡化领域取得了显著成效，百发二期项目已入围“全球水奖”，为全国乃至全球提供了可借鉴的经验和模式。
随着技术进步和政策支持，青岛市将进一步提升海水淡化应用规模和产出效益，为建设美丽宜居的现代国际城市和世界级海洋强市做出贡献。
作者简介
作者：杨兴涛，目前任青岛海水淡化有限公司 副总工程师、青岛百发海水淡化有限公司 总工程师。自参加工作以来，参与建设了四座十万吨级的海水淡化厂，积累了丰富的建设运营经验。2017年，中国海水淡化协会主办的青岛国际水大会授予中国制水大工匠荣誉称号。2020年被山东省海洋局聘为海水淡化专家委员会委员，青岛市卫生局特聘专家。发表论文数十篇，获得发明专利，实用新型专利十余项。
