作為嚴重缺水的城市,青島市區供水9成以上依賴調引的客水,關于水的科研創新一直處于全國第一梯隊。從水質檢測到污水處理等全流程,10年時間取得授權專利189項。借助科研力量,青島再生水的年回用量達到7336萬噸,是全國平均水平的2.5倍,供水保障能力不斷提升。不僅如此,青島“一滴水”里的科研成果,還陸續轉化為品牌推廣到全國,形成了更大的經濟效益和生態效益。
“喝啤酒”“回用碳源”,污水處理屢創“硬核科技”
如今,李村河、海泊河、張村河等即便到了冬季,依然流水清清,魚躍鳥歡。這背后,是青島再生水的出廠品質以及回用率的逐年提高。
記者從青島水務集團環境公司了解到,青島的再生水出廠品質已經達到了國標一級A(國內污水處理的最高標準)。
出廠水品質的提升意味著投入更多,底氣從何而來?青島水務集團技術人員介紹,污水處理作為整個供排水環節最復雜的一環,科技含量也更高。如何降本增效,青島這些年一直在不斷創新。
從2018年開始,青島水務集團環境公司就開始對啤酒廢液的處理進行科研攻關。在啤酒生產的過程中,廢液里存有大量有機物。排放到市政管網之前,啤酒廠需要提前處理將濃度降低。而污水處理廠的微生物則需要以這些作為“碳源”,來吃掉污染物。
啤酒廠處理需要花錢,污水處理廠同樣要花一筆錢購買“碳源”。經過科研攻關,重新再造流程,青島水務集團環境公司成功將啤酒廢液轉化為污水處理廠可以使用的碳源。截止到目前,這一成果已在全國11個省份的35家啤酒廠和下游污水處理廠推廣應用,累計節約污水運行、投資費用等8.47億元。
喝上了“啤酒”以后,科研人員并未停下腳步。他們從回流的污泥中繼續挖潛,給微生物尋找到新的碳源,實現了污水處理“零碳源”投入。這一成果累計節約直接生產成本6200余萬元,并在全國多座污水處理廠持續推廣應用。
再生水年回用量達到了7336萬噸,是全國平均的2.5倍
有了硬核科技,青島再生水在提升出廠指標的同時,還在不斷降低成本,這給讓再生水的回用有了更大的底氣。
作為一座缺水的城市,青島一直在開辟第二水源。從2001年開始,青島就成為全國五個再生水試點城市之一。為了提升回用率,青島一直尋找更多的應用場景。
最開始的時候,再生水主要用于工業設施冷卻用水,以及綠化灌溉用水。因為使用場景有限,再生水利用率并不高。
從2014年,青島再生水使用量進入跨越式發展。在李村河以及海泊河,再生水開始進行河道補水。2023年,青島海灣中水與華電青島天然氣熱電聯產工程項目簽署供用水協議,供應高品質再生水;又與青島能源集團合作,提取再生水熱能,擴大了再生水應用場景。
經過20多年的發展,青島再生水的年回用量達到了7336萬噸,累計接近6億噸。再生水利用率得到顯著提升。
記者了解到,青島水務集團環境公司正在推進高品質再生水的生產,實現分質分類供水。青島水務集團環境能源公司今年將新增污水處理能力13萬噸/日,再生水產能和利用量也將再擴大。
從自用到推廣青島樣板,科研成為新質生產力
如果說在初期,青島在涉水領域的創新,主要是為了解決自身面臨的問題,進行降本增效。那么如今,越來越多的科研成果已經走出青島,推廣到全國,成為了兼具經濟效益和生態效益的新質生產力。
在污水處理領域,滲瀝液被稱為是全世界的難題。一滴滲瀝液的污染物濃度,是普通污水的百倍。一滴滲瀝液的純凈之旅,不僅要經過加強版的“污水處理”,還要進行一次反滲透過程,才能進行最后的全量化處置,是行業內公認的“老大難”問題。
目前,國內通用的處理技術,在處理有機物的過程中會產生強力的結垢,強度之高被稱為鋼筋混凝土。使用的過程中,幾乎每個星期都得進行人工除垢,運行效率非常低。
經過長期探索與技術創新,青島水務人不斷嘗試各種方法,成功摸索出預處理減量化的路徑,并研發出了“化學軟化+碳化硅膜分離”預處理技術,蒸發器進水中鈣鎂離子去除率達到90%以上,從根本上緩解了蒸發設備結垢,濃縮液處理能力衰減問題。
僅僅是這一工藝的突破,就將行業內主流處理工藝的成本降低了近一半。此前,業內的主流處理工藝成每噸要350元到500元,該項目處置成本縮減到每噸250元以下,極大地提升了工作效率。
而在研發的過程中,整個項目已申報專利技術20余項,已獲國家知識產權局授權發明專利5項,實用新型專利13項,發表科技論文13篇,登記計算機軟件著作2項,獲批團體標準1項。
同時,該公司還編寫了國內首個膜濃縮液蒸發系統運行維護的團體標準,并且通過了專家評審,在行業內形成了一套成熟的解決方案。而且,這項技術已經形成了對外服務的品牌,將走出青島為全國同行提供服務,帶來更大的生態效益和經濟效益。
近十年來,青島水務集團申請建設了青島市水質保障與水資源開發利用重點實驗室等7個市級科技創新平臺,擁有3家高新技術企業、1個省級博士后創新實踐基地,取得授權發明專利32項、實用新型專利157項、軟件著作權41項,參與編制國家標準2項、行業標準4項、地方標準10項,獲得山東省、青島市科技進步二等獎各1項。
科技創新讓青島有了更加多元化的供水來源,保障了經濟社會的發展。同時,科研成果的推廣也成為未來發展的源頭活水,推動青島用水不斷蝶變發展。