水專項(xiàng)推動(dòng)技術(shù)革新 中國企業(yè)不再“水”

【摘要】最近，水專項(xiàng)的兩個(gè)重要攻關(guān)課題：“飲用水處理用PVC膜組件”和“非玻璃介質(zhì)大型臭氧發(fā)生器”，通過了住建部的驗(yàn)收。中國水處理企業(yè)研發(fā)的新材料，也讓他們成為世界龍頭。

    一天下幾次傾盆大雨，夏天的海南島不會(huì)缺水。但直到最近，許多村子還沒解決喝水問題?！按謇锏木軠\，不是深層地下水，所以土壤污染不可避免?！痹诔芜~縣的楊昆村，水廠技術(shù)員陳康告訴我們，這里飲用水微生物超標(biāo)，比如大腸桿菌太多，有些人喝了會(huì)拉肚子。

    遠(yuǎn)離城區(qū)的楊昆村本來建不起自來水廠，如今使用了新技術(shù)——“超濾膜”，1200位村民得以喝上達(dá)標(biāo)的飲用水。這得益于國家“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”科研計(jì)劃的資助。

    最近，水專項(xiàng)的兩個(gè)重要攻關(guān)課題：“飲用水處理用PVC膜組件”和“非玻璃介質(zhì)大型臭氧發(fā)生器”，通過了住建部的驗(yàn)收。中國水處理企業(yè)研發(fā)的新材料，也讓他們成為世界龍頭。

    PVC造濾膜，小村也能建水廠

    記者在海南現(xiàn)場看到，“膜”水廠占地很小，所有的水處理設(shè)備，容納在一間30平方米的房子里，并不復(fù)雜。井水進(jìn)入過濾裝置，出來就是干凈水，抽到房外的水塔上。過濾設(shè)備是一群不銹鋼“圓柱”，這些圓柱高2米，直徑大概在20公分左右。

    拆開看，圓柱包裹的是一大束“蘭州拉面”——幾百根“面條”并在一起，“面條”是中空的，水從中流過去?！懊鏃l”就是“膜”，表面密布看不見的孔隙，水分子可以通過，稍大的分子就過不去了。在壓力下，干凈水滲出了膜，而順著“面條”被排掉的是廢水。

    為了不讓微顆粒，比如水中的膠質(zhì)堵住孔隙，每隔一段時(shí)間，比如幾個(gè)小時(shí)，機(jī)器會(huì)反方向壓水，把濾膜清洗一下。

    據(jù)立昇公司介紹，因?yàn)槭褂米钇胀ǖ挠袡C(jī)材料PVC，而非膜生產(chǎn)商一般青睞的PVDF，所以立昇的膜便宜得多，因此能低成本地生產(chǎn)凈水。他們世界獨(dú)一的核心技術(shù)，就在于用PVC做出合格且安全的膜。立昇公司總經(jīng)理陳良剛說，他們的膜生產(chǎn)基地就設(shè)在海南，這里的溫度、濕度和潔凈都很適合生產(chǎn)膜。

    過去兩年，海南各地建起了276個(gè)“膜”水廠，讓60萬人喝上了干凈水。楊昆村的水廠每天出水200噸，算是比較小的，其他項(xiàng)目的供水人群大都為幾千人的村鎮(zhèn)。而在西沙群島的永興島上，也建起了一個(gè)供1000人吃水的膜水廠。

    記者走訪了昌江縣烏烈水廠，這里抽取河水，給3萬5千人的鎮(zhèn)子供水。此處設(shè)備結(jié)構(gòu)跟楊昆村水廠一樣，差別只是過濾用的“圓柱體”更多，是村水廠的10倍規(guī)模。有些水廠還多了用藥劑處理金屬離子的環(huán)節(jié)。

    據(jù)介紹，海南近兩年新建了276個(gè)水廠，投資1.3億元，都是由海南省政府和縣政府掏錢，立昇公司出技術(shù)?？傮w算下來，每天能出水10萬噸。

    新材料放電，臭氧消毒更便宜

    青島國林公司的新裝備，則用更少的能量，制造出更多臭氧，以便凈化水和煙氣。在國林公司的車間里，一根兩米多直徑的管道里，藍(lán)色電光不時(shí)閃現(xiàn)。技術(shù)人員告訴記者，這是臭氧的新式制造器。

    關(guān)心大氣環(huán)保的人知道，高濃度的臭氧是一種污染物，但用對了地方，它卻能降污消毒。通過閃電的激發(fā)，三個(gè)氧氣原子（O2），變成兩個(gè)臭氧原子（O3）。這就是雷雨后，或者電器旁有臭氧味道的原因。臭氧的氧化性很強(qiáng)，可以用來“燒掉”微生物和有機(jī)污染顆粒，而且沒有副作用，可以很方便地為食物、水、房間、廢氣消毒。

    但是，臭氧的制造比較麻煩。過去是用一種玻璃管放電的辦法。記者在國林公司看到，這種技術(shù)是在直徑一米的中空管內(nèi)，插進(jìn)上百根指頭粗細(xì)的玻璃管，玻璃管里包裹著電極，跟外部電極形成放電。氧氣在流動(dòng)過程中，大概有超過十分之一被放電轉(zhuǎn)化為了臭氧。這也是目前主流的臭氧制造技術(shù)。

    但是玻璃管設(shè)備比較嬌氣、敏感。它對氣源的要求高；而且個(gè)別管子壞了，往往得停機(jī)檢修，耽誤事。為此，國林公司研發(fā)出一種更“皮實(shí)”的放電管，它使用的是非玻璃的材料。

    在制造車間里，記者看到，新式的放電管，是一個(gè)的膠囊狀的管子，大小仿佛像哈密瓜。它們成排吊起來，被噴上藍(lán)色的涂料。技術(shù)人員告訴記者，胚體材料是碳鋼，而涂料則是特殊釉料的搪瓷。

    附著層、介質(zhì)層、絕緣層的材料都不相同，研發(fā)者面臨的一個(gè)工藝難點(diǎn)，是怎樣噴涂和燒制均勻，這會(huì)大大影響臭氧反應(yīng)的效率。新的放電管成功后，每生產(chǎn)一千克臭氧，電耗不高于10度。研發(fā)人員還配合以一些新技術(shù)，比如新材料的曝氣盤，它可以更好地混合臭氧和水。

    這種便宜又穩(wěn)定的臭氧源，已被用在全國各地的自來水廠里，反饋良好。

    水專項(xiàng)助推，中國企業(yè)領(lǐng)跑全球

    為了應(yīng)對日益嚴(yán)重的水污染，2009年3月國家啟動(dòng)水專項(xiàng)。其中，“城市水污染控制”和“飲用水安全保障”兩個(gè)主題，重點(diǎn)攻關(guān)臭氧發(fā)生器設(shè)備和水處理用膜材料及裝備，以替代同類進(jìn)口產(chǎn)品。

    據(jù)住建部介紹，包括以上課題在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，已有相當(dāng)一部分順利結(jié)題，形成了批量生產(chǎn)能力，并形成一些城鎮(zhèn)水務(wù)重大裝備產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)了中國水務(wù)技術(shù)的發(fā)展。部分產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

    比如國林公司，依靠不斷開發(fā)新技術(shù)，已成為世界最大的臭氧設(shè)備商之一。董事長丁香鵬介紹說，他們的用戶既包括諸多知名飲料企業(yè)，也包括游泳館、酒店和火電廠。臭氧主要用來為水消毒，也可以用在煙氣脫硫脫硝，還有醫(yī)藥化工的制造中。他預(yù)測，隨著臭氧生產(chǎn)成本的下降，更多工廠將轉(zhuǎn)用臭氧。

    而在海南如此大規(guī)模地使用超濾膜技術(shù)為農(nóng)村供水，在全球也是絕無僅有的。記者了解到：楊昆村水廠花了15萬元，而生產(chǎn)費(fèi)用（主要是電費(fèi)），每噸水在7分到一毛五之間，這是全球競爭對手難以企及的低價(jià)。技術(shù)員說，運(yùn)行13個(gè)月來看，還沒出過問題。這間水廠無人值守，一般是依靠感應(yīng)器來遠(yuǎn)程監(jiān)控。設(shè)備的不同部分上寫著不同編號(hào)?！敖Y(jié)構(gòu)簡單，不會(huì)出復(fù)雜的問題。如果出了問題，我們會(huì)遠(yuǎn)程指揮檢查，告訴村民應(yīng)該動(dòng)哪個(gè)閥門。”一位立昇公司的經(jīng)理稱之為“傻瓜化水廠”。這也是他們在全球領(lǐng)先的技術(shù)。

    參觀海南的膜水廠后，水處理專家李圭白院士表示：“超濾膜孔徑只有10納米級(jí)，比水中最大的微生物病毒還小，可將水中包括致病微生物在內(nèi)的全部微生物都除去。” 他認(rèn)為這種水廠可以在全國推廣。

    “我最近訪問美國，有美國專家告訴我：中國這方面的應(yīng)用比美國領(lǐng)先10年。”立昇公司陳良剛說。2012年7月實(shí)施的生活飲用水衛(wèi)生新國標(biāo)，將35項(xiàng)檢測指標(biāo)提高至106項(xiàng)。傳統(tǒng)的“混凝、沉淀、過濾、消毒”工藝水廠面臨挑戰(zhàn)，尤其是濁度和微生物更難以達(dá)標(biāo)。而水專項(xiàng)推動(dòng)的技術(shù)革新，可能從根本上消除這一隱患。