在 中，青島海水淡化有限公司副總工楊興濤介紹了“青島百發海水淡化項目分質供水技術實踐與探索”。本報告立足青島市海水淡化產業發展實際，從供水水質調配、管網配置、供水方式、水價和結算四方面，分享青島百發20萬立方米/日海水淡化項目的分質供水方案、經驗和應用成效，為海水淡化廠運維管理和海水淡化產業發展提供經驗借鑒。

楊興濤

本文根據嘉賓發言內容整理。已經由專家本人審閱。

前言

在淡水資源短缺背景下，海水淡化技術的戰略價值日益凸顯。根據最新統計數據，全球產能高度集中于中東與北非地區，日產量突破1億噸。而我國海水淡化技術發展仍顯滯后，設施主要分布于大連、天津、河北、山東及浙江等沿海區域。截至2024年底，我國海水淡化日產量為252萬噸，占全球總產量的比例不足2.5%，甚至可能更低。此外，淡化水在市政供水系統中的占比也相對較低，主要應用于工業領域。

針對目前海水淡化技術的核心質疑，我們系統分析表明：在技術成熟度方面，全球海水淡化產業經過數十年發展已形成穩定技術體系，且在未來數十年內出現顛覆性技術的可能性較低；在成本經濟性方面，中東規模化項目通過市場競爭已實現0.3美元/噸的淡化成本，甚至低于部分區域自來水價格；在飲用水安全性方面，經中東、以色列等地長期實踐驗證，迄今未見明確健康風險報道；最后，在濃鹽水排放的環境影響方面，雖存局部海域鹽度升高爭議，但全球監測及我國連續生態調查中均未證實其顯著生態損害。

更關鍵的是，該技術的不可替代性源于其增量水源特性——區別于傳統調水的水資源空間轉移模式，海水淡化能直接創造新淡水資源。

青島市海水淡化產業發展現狀

青島市作為我國沿海城市之一，盡管地理位置上緊鄰海洋，卻面臨著淡水資源相對匱乏的問題。據統計，該市人均水資源占有量僅為全國平均水平的9.5%，這一現狀嚴重限制了青島市社會經濟的可持續發展。為應對水資源短缺的挑戰，青島市實施了“四水四定”策略，但供水壓力在高峰時段仍持續攀升。尤其是在夏季用水高峰期，過去幾年中甚至出現了區域性供水中斷的情況。盡管能夠調用黃河水和長江水等外來水源，青島市作為下游地區仍然面臨水資源短缺的困境。因此，海水淡化技術的發展不僅迫在眉睫，而且對于保障青島市的水資源安全具有重要意義。

在海水淡化政策支持層面，青島市表現出積極態度。首先，該市將海水淡化納入了“十四五”水資源配置發展規劃，規劃明確提出了至規劃期末裝機規模需達到52.4萬立方米的目標，但遺憾的是，該目標尚未實現。其次，政策上對新建海水淡化項目給予一次性獎補，每個項目最高獎補額度不超過1,000萬元。此外，青島市還致力于相關海水淡化標準的制定與完善，目前已有多項標準制定并實施，例如《淡化海水納入城市供水系統水質安全保障技術標準》。

青島市海水淡化產業的發展歷程如圖1所示。2005年，青島市被確定為海水淡化與綜合利用示范城市及產業化基地。2006年，青島市頒布了全國首個城市海水淡化產業發展規劃。至2013年，百發一期10萬噸海水淡化項目正式投入運營。2016年，董家口10萬噸海水淡化工程，作為中國首個完全自主設計、自主建設并運營的大型海水淡化項目，開始運行。至2018年，青島市發布了《青島市海水淡化產業發展規劃（2017-2030年）》。2022年，百發二期海水淡化項目建設完成。

圖1 青島市海水淡化產業發展歷程

鑒于青島市在海水淡化領域所獲得的政策扶持，以及該技術成本的持續降低、技術成熟度的提升，加之淡化后的水質能夠穩定達到國家飲用水標準，海水淡化技術的大規模應用已成為解決青島市水資源限制問題的優選方案。目前，青島市的海水淡化日處理能力已達到34.13萬立方米，占全國總工程規模的14%。累計供水量已突破3億立方米，位居全國之首。

分質供水方案簡介

百發海水淡化項目簡介

百發海水淡化項目的設計總規模為20萬立方米/日，分為兩期建設。一期設計規模為10萬立方米/日，占地65畝，采用“超濾+反滲透+礦化”工藝流程（如圖2所示）。二期設計規模與一期相同，占地35畝，工程于2021年1月啟動建設，2022年5月達到通水條件。二期工藝基于一期的建設經驗，引入了氣浮技術，并在智慧水廠的構建、國產化設備的應用以及節能降耗方面取得了顯著進展。相較于一期，二期的節能效率提升了30%以上，同時在藥劑消耗方面也實現了至少50%的節約。

圖2 百發兩期項目工藝流程圖

分質供水方案

在供水方面，企業供水與市政供水采用分質供水策略。企業供水采取直接供水模式，即未經礦化處理的水直接注入清水池，隨后供應給工業用戶。由于避免了礦化過程，該供水方式提供的水質較為純凈，硬度較低，有助于簡化企業的后續水處理流程，從而降低其用水成本。對于市政供水，則通過礦化處理后進入清水池，再經由泵站輸送到城市管網。其主要優勢在于能夠有效彌補供水缺口，并改善飲用水的口感。

圖3 海水淡化分質供水方案

城市市政供水系統主要采用恒流量供水模式，每日約7萬噸經過礦化處理的水通過DN1200規格的碳鋼襯里防腐涂層市政供水管網進行輸送（如圖4所示），輸水量約占市區居民生活用水總量的10%，去年供水量最高達到了14萬噸。企業供水則采用恒壓力供水方式，向周邊包括華電、青島石化在內的6家工業企業提供每日2萬噸的供水量，輸水管網采的是DN400-600的高密度聚乙烯（HDPE）材質。

圖4 分質供水管網配置

分質供水水質

針對市政供水水質標準，我們在國家標準《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2022）的基礎上，對特定指標實施了更為嚴格的控制措施。具體而言，如圖5所示，對于硼含量，我們規定經過處理后進入供水管網的硼濃度應不大于0.5mg/L，相較于國家標準的1mg/L限值更為嚴苛；對于水的堿度，我們要求其值不得低于80 mg/L，以防止供水管網中出現黃水現象，確保化學穩定性。此外，在企業供水方面，同樣對某些指標提出了更為嚴格的要求，例如規定電導率值應小于360μs/cm。

圖5 分質供水水質比較

在水價結算機制方面，針對市政供水領域，供水協議的簽訂主體為供水企業與市水務管理局。水費的計費模式采用固定費用+變動費用相結合的方式，政府與制水企業共同承擔費用。具體而言，制水企業向用戶供應水資源，當出現虧損時，即成本超出收入的部分，由政府進行補貼，以確保企業的基本盈虧平衡狀態。對于工業企業供水，供水價格則通過合同雙方的協商來確定。雙方將對使用未礦化海水淡化水與自來水的處理成本進行比較，并依據用水所產生的經濟效益來設定水價。當前的供水定價為每立方米6.18元（平均價格），鑒于當前提供的工業用水價格為每立方米5.4元，而海水淡化水因其水質優良，故能夠以更高的價格向工業用戶銷售。

海水淡化水并網應用探索

海淡水并網探索歷程

在實施海水淡化工程之前，我們早已著手于海水淡化水并入市政供水管網的相關研究工作。例如：2007年，原青島市供水管理處組織開展《淡化海水與城市供水有機銜接技術與應用研究》（青島市建設科技發展項目，課題編號JK07-12）；2012年，聯合清華大學開展海水淡化水與自來水摻混研究；2018年，聯合同濟大學開展青島市多水源條件下管網水質安全保障研究。

這些研究主要分為兩大類，一類為礦化過程研究。如圖6所示，依據不同濾料、浸泡時間及pH值進行一系列礦化實驗，旨在為未來海水淡化廠的礦化工藝提供理論指導。

圖6 海淡水礦化試驗研究

第二類研究聚焦于海水淡化水與自來水的混合效果比較。該類研究綜合考量了摻混比例、管材類型及管齡等關鍵變量，并通過靜態與動態實驗方法，得出結論：相較于礦化水，將淡化水與自來水混合后輸配至管網系統，具有更高的經濟效益。

圖7 海淡水與自來水摻混中試試驗研究

海水淡化水并入市政供水網絡的演進過程可概述如下。2014年，百發公司取得青島市衛生和計劃生育委員會頒發的集中式供水衛生許可證。鑒于缺乏成熟的并網運行經驗，公司選擇將海水淡化水輸送至自來水廠作為原水使用。至2016年，海水淡化水被輸送至水廠的清水池，并與自來水進行混合處理后，實現聯合供水。至2019年，海水淡化水已實現直接并入市政供水管網，標志著該過程的逐步完善。

嚴格把關供水安全

在2021年，百發項目針對海水淡化水作為城市供水水質的適應性進行了深入研究，并邀請了來自清華大學、中國疾病預防控制中心環境與健康安全研究所等機構的六位權威專家對研究報告進行了評審。隨后，在2022年，我們進一步展開了海水淡化并網安全性與管網適應性的研究，并邀請了包括兩院院士在內的七位行業頂尖專家對研究報告進行了評審。

經過專家們的嚴格評審，最終對海水淡化并網的整個過程給予了高度評價。專家們一致認為，海水淡化水作為一種優質的增量水源，能夠有效保障城市供水的安全性。具體而言，青島百發海水淡化項目的出廠水質以及并網摻混后的水質均滿足《生活飲用水衛生標準》（GB 5749）的要求。此外，研究還對摻混比例進行了詳細闡述，指出在1:2~3的摻混比例下，能夠確保水質的安全與穩定。在整個并網過程中，未出現水質惡化導致的黃水現象。

分質供水應用成效

在青島水務集團的統一管理與科學調度下，自來水與海水淡化水的生產運營及管網輸送得以有效整合，從而形成了市區“自來水+淡化海水”雙水源供水保障體系。此外，海水淡化水因其更優的水質特點，顯著提升了城市飲用水品質。

將海水淡化水與自來水混合后，管網沿線的硬度由230 mg/L降低至200 mg/L，同時，出廠水的硫酸鹽含量和濁度均有所下降（如圖8所示）。此外，海水淡化水有效地緩解了市政供水的不足，自該水廠投入運行以來，累計供水量達到1.9億立方米，其中市政供水量為1.5億立方米。且自2013年起，供水量呈現逐年遞增的趨勢。

圖8 自來水混摻前后水質對比圖

其次，海水淡化技術與城市發展戰略相契合。為配合產業結構調整，我們為周邊六家企業提供了約3900萬立方米的海水淡化水。工業用戶采用海水淡化水后，其水處理工藝得以簡化，同時水的回收率亦有所提升。這一改進有助于降低用水企業的用水成本，從而實現政府、制水企業與用水企業之間的多方共贏。

最后，采用自來水與海水淡化水混摻工藝，省略了礦化處理步驟，實現了顯著的經濟效益，自2022年項目實施以來，累計節省藥劑成本約120萬元。同時，通過為企業提供直供水，使得百發海水淡化有限公司年收入增加3000萬元，供水用戶每年節約成本1000萬元。此外，該分質供水技術已獲得9項發明專利，并參與了3項國家標準以及2項山東省地方標準的制定工作，形成了可復制、可推廣的海水淡化廠運維管理模式。

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編輯整理：《凈 水技術》編輯 楊潔

排版：《凈水技術》編輯 李濱妤

審核：《凈水技術》社長/執行主編 阮辰旼

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