科技成果——大生活用海水技术
成果简介
大生活用海水技术属于海水直接利用技术范畴,主要技术原理是
将海水直接替代淡水作为居民生活用水(主要用于冲厕),其应用领
域属于城市生活用水领域。据统计大生活用水占城市生活用水总量的
35%左右,因此大生活用海水技术具有非常重要的节水意义,是缓解
沿海城市淡水资源紧缺局面的有效途径之一。世界范围内规模化采用
大生活用海水技术的地区只有我国香港地区,香港地区海水冲厕技术
已经成功应用了多半个世纪,并形成法律法规和相应的水质标准;截
止到2012年,使用海水的人口占香港地区总人口的80%左右,海水
供应量达到2.72亿m3/a,由于供水规模大,海水的成本较低,在香
港海水免费供应给用户使用。
在国家“九五”、“十五”等科技攻关(支撑)计划和地方科技计
划的支持下,国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所等单位经过
多年不懈的努力,解决了多项大生活用海水使用过程中的关键技术,
主要包括海水取水和预处理技术、海水输送技术、防腐蚀技术、防海
洋生物附着技术、异味去除技术和大生活用海水生化处理技术、大生
活用海水海洋处置技术等,为该技术工程化的推广应用提供了有力的
技术支持;并在2007年建成青岛隆海•海之韵居民小区大生活用海水
示范工程,填补了国内空白,其运行的各项技术指标达到或优于考核
目标,表明我国已掌握大生活用海水技术产业化的关键技术,为加速
我国海水大生活用海水利用技术的推广奠定了坚实的基础。
典型案例
案例名称:青岛隆海•海之韵小区大生活用海水示范工程
项目概况:本项目是“十五”国家科技攻关计划重大项目“水安
全保障技术研究”中的课题“大生活用海水技术示范工程研究”和其
后期滚动课题“大生活用海水技术研究与工程示范”的示范工程。该
工程中海水除作冲厕使用外,还作为小区游泳池的补充水;设计海水
水量为:平均供水量1050m3/d,供水量132m3/h,供水水质符合“大
生活用海水水质标准”;2007年6月完成工程的全部建设内容,进行
为期半年的试运行,2007年底完成工程验收。
青岛隆海•海之韵小区大生活用海水示范工程
技术成果“大生活用海水技术研究与工程示范”获2009年度海
洋创新成果奖一等奖。
工艺流程:大生活用海水示范工程小区青岛隆海•海之韵住宅小
区地处胶南市南端灵山湾畔,总建筑面积约46万m2,预计总居住人
口约为13600人;距离海边约2500m。本项目海水取水工艺采用沉井
取水,海水通过管道输送至小区水池,经加药杀菌后通过水泵输送至
用户家中,使用后的海水直接排入下水道进入城市污水管网。海水取
水沉井直径为6.0m,壁厚为0.6m,沉井的刃脚落在地质勘探的第4
层砾砂层中,沉井深度定为13.3m,井底标高-10.30m,井底刃脚长度
1.0m。
海水管路从海边的沉井敷设至小区水量调节池内,敷设长度大约
为2500m,海水流量为1050m3/d;输送管的数量为2根,每条输送
管的公称外径为DN125,耐压等级为0.6MPa,管道材质为耐海水腐
蚀的PE管内流速为0.70m/s,管内水头损失为18m。小区内水量调节
池建设在地下,地上部分可作为海水输送泵站。调节池采用钢筋混凝
土结构并进行防渗处理,设计调节池分为4格,有效容积210m3。水
池底面厚度为0.5m,水池壁厚0.4m,顶面距离地面0.3m。水池内设
潜海水泵4台,其中2台采用变频恒压供水,水池内同时设置海水溢
流管和淡水进水管。
消毒药剂工艺采用加入药剂法,消毒剂为盐酸聚六亚甲基胍,该
药剂具有无毒、无腐蚀性、长效抑菌、防止二次污染等特点。小区海
水配水管总长度约为8.0km,管径为DN50~DN200不等。配水管分为
低压供水区和高压供水区,高压区主要布置在小区的北区,高压区用
户为11层以上用户。大生活用海水工程中海水用量较小,用后海水
直接排入下水道进入城市污水管网。
该工程通过对海水取水方案的优化选择和论证,利用国家“九五”、
“十五”等科技攻关计划项目的科技成果,综合考虑工程所在地区海
水水质、海边地形地质特点和风浪潮汐状况,成功完成了海水取水沉
井的设计、建设,在保证海水水量的前提下,利用沉井地下砂层的过
滤作用最大程度地降低了海水中的污染物含量,使海水水质满足相关
标准的要求,最大程度地降低了工程运行费用;海水供水系统中,成
功采用变频调速供水设备,有效地减少了海水输送过程的能耗;该工
程是国内首个大生活用海水示范工程。
运行结果:海边沉井泵站潜海水泵数量为3台(2用1备),每
台流量20m3/h,扬程22m。小区泵站内设置潜海水泵4台(3用1
备),流量为42m3/h,扬程60m;小区泵站设置3个水泵的控制点,
分别为在-1.25m高水位时海边水泵停泵,在-2.45m低水位时海边水
泵开泵,在-4.15m低水位时,小区水池水泵停泵。运行结果:海水取
水量大于1000m3/d,海水水质达到设计要求后入户,即:浊度<5NTU,
SS<10mg/L,BOD5<10mg/L,DO>2mg/L,大肠杆菌<10个/mL。
效益分析:该工程总投资约500万元,运行费用小于1.0元/m3;
该项目每年可节约淡水约38万m3,节省水费30万元以上,经济效
益和社会效益明显。
应用情况:大生活用海水示范工程建在青岛隆海•海之韵住宅小
区,该小区地处山东省青岛胶南市南端灵山湾畔;大生活用海水示范
工程服务总建筑面积约46万m2,海水水量大于1000m3/d,运行情
况稳定,供水水质达到设计要求,运行费用小于1.0元/m3,于2007
年年底完成工程验收。该项目是由国家海洋局天津海水淡化与综合利
用研究所负责设计,与青岛市发改委、青岛市城市节约用水办公室、
青岛隆海集团市政工程有限公司共同合作完成的国内首个大生活用
海水示范工程。
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