Waste-concentrated Seawater Becomes Resource

全球首个废浓海水资源化项目投产：变废为宝，闭环利用

每输入3吨废浓海水，即可产出1吨浓度达120 g/L的精制浓海水和2吨淡水。精制后的浓海水通过管道直接输送至50公里外的纯碱厂，替代外购原盐。

▲ 图为唐山三友蓝海科技有限公司卤水预处理车间，技术人员正在检查过滤器试运行状况。（图源：CHEN Rujian/科技日报）

这一看似不可思议的过程，由唐山三友蓝海科技有限公司联合中国高校及科研机构共同研发的“废浓海水 disproportionation 处理及深度利用技术”实现。近日，全球首个废浓海水资源化利用项目一期工程正式进入试生产阶段。

精准截留杂质：攻克膜分离难题

在蓝海科技的预处理车间，浓海水经过多层滤介，逐步截留并去除不溶性固体及其他杂质。但这仅是第一步。

公司研发团队负责人赵林指出，真正的挑战在于钙、镁、硫酸根等二价离子。在普通海水中这些离子无害，但一旦海水被高度浓缩，它们会迅速沉淀，类似水壶结垢，不仅堵塞管道、损坏膜设备，且比普通水垢更难去除。在工业规模上经济可行地分离浓海水中的钙镁离子与氯化钠，技术难度极大。

团队最初尝试采用纳滤技术，利用膜分离二价离子与一价离子。在测试了10余种膜产品后，发现前两个阶段运行平稳，但第三阶段性能骤降。根源在于膜的功能层（聚酰胺材质）发生压密，密度急剧增加导致分离性能大幅下降。

研发团队成员李晓光表示：“理想的膜结构应像弹簧，受压后能恢复原状。”最终，团队通过结合三种制膜工艺解决了这一难题。

创新浓缩技术：四级两段式反渗透

去除杂质后，团队需将废浓海水浓度从40-50 g/L提升至120 g/L。传统方法需要高耐压设备且耗电巨大，难以承受。

传统反渗透技术面临两难：浓度越高，渗透压越大，设备压力随之升高，导致膜物理变形且能耗激增。为此，团队首创“四级两段”反渗透浓缩技术。

赵林解释，该技术在串联的四个浓缩阶段中，打破了单级加压的传统模式，将漫长的浓缩过程分解为四段。“这如同将万米长跑改为四人接力，每段负责挤出淡水并保留盐分，因各段特性不同，需匹配不同的膜元件。”

除了膜选型，膜元件的串并联方式至关重要。团队创新引入“循环反渗透”概念，让部分浓海水回流至上游阶段进一步处理，模拟毛细血管与大动脉的协同工作模式，最终成功达到120 g/L的目标浓度。

打通产业链：实现全链条工业化闭环

确定工艺路线后，工程化落地成为另一大 hurdle。赵林表示，最难的是筛选合适的膜元件。不同厂家甚至同厂家不同批次的膜参数均有波动，实验室表现优异的膜在工业环境中未必适用。

2017年，隶属蓝海科技的唐山三友化工股份有限公司建立了结合纳滤与电渗析的中试线，推进纳滤-反渗透浓缩工艺。团队对国内外领先膜制造商的产品进行测试，最终实现了整条生产线的成功运行。

中国海洋大学海洋发展研究院高级工程师刘兰指出，直接使用精制浓海水作为盐化工原料，是从源头上解决浓盐水排海潜在生态风险的关键技术路径。该技术为全球浓海水排海难题提供了可行方案。

刘兰强调，目前尚无如此大规模的浓海水资源化利用先例。废浓海水的资源化利用首次实现了覆盖全产业链的工业化闭环流程。