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    生意社
    《兩會關注:解碼科技創新》——新鄉市天盛環?!俺瑥娧趸€原廢水處理技術”
    http://www.damadeferromma.com 2022-03-03 16:01:55 環保設備網

     

       承載著億萬人民殷切期盼的十三屆全國人民代表大會第五次會議和全國政協十三屆第五次會議在北京隆重開幕。這是黨和國家政治生活中的大事,是表達民意訴求,建言獻策的平臺,更是未來國家經濟社會發展的指南針和風向標。在深入實施“十四五”規劃關鍵之年。堅持科技創新是我國現代化建設全局中的核心地位,把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐。改革開放以來,國家涌現出一大批敢闖敢干、勇于創新的企業家,他們不忘初心,砥礪奮進,發揚愛國奮斗精神,展示了新時代企業家的獨特風采。在2022年兩會期間特以《兩會關注:解碼科技創新》為題材,特報道在科技戰線上作出突出貢獻的科技工作者及科技前沿技術。

       改革開放40多年來,國內經濟高速發展,同時,生態環境受到嚴重污染,地表水及地下水也受到嚴重威脅。

       2019年~2021年,住建部、環保部、國家發改委聯合下文,提出對城鎮污水處理提質增效三年行動方案,要求“加快補齊城鎮污水收集和處理設施短板,盡快實現污水管網全覆蓋、全收集、全處理”,以便保護生態環境,遏制生態環境惡化勢頭,為持續推進污水處理提質增效打好堅實基礎。

    三種廢水急待解決

       首先是生活污水,由于城鎮化發展,城市人口導致生活污水排放量增加,生活污水處理場及其管網建設速度滯后。其次是工業廢水,由于各行各業新技術、新材料、新產品、新工藝不斷創新、改進,廢水成分復雜,廢水呈現高COD、高氨氮、高磷、高鹽、高重金屬特征,且污染因子呈現分子量大、分子鏈長,極易溶于水,很難被氧化,處理難度大大增加。再有就是黑臭水(常年遺留水),由于城鎮改造、企業搬遷、停產、改建、渠改等因素,常年遺留下來的黑臭水直接影響生態環境。

       近期國家發改委和住建部出臺了《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》(以下簡稱《規劃》),要求2025年前消除生活污水直排口和收集處理空白區。集中收集率城市要求70%以上,縣城達到95%以上,處理后達到一級A排放標準。強調補短板、強弱項、破難題,其核心是提標改造,促使污水處理出現新局面。

       目前,全國已建成污水處理廠427座,但污水增加量遠大于污水處理量,供求矛盾很大。在城鎮化進程加快、水資源緊缺、水污染加劇背景下,國家日益重視環境保護,政府除推出污水治理資源化利用外,將推出更多治理項目。

       同時,中國污水處理業迅速成長,目前規模以上企業有336家,其中國營、民營、外企的環保企業數量達到96%。公開資料顯示,2018年污水處理行業形成產值614億元,預計2024年將達到1400億元。農村在2020年產值達到844億元,處理率為30%;2035年產值將達到1305億元,處理率為58%。

       國情表明我國環保事業任重道遠,落實《規劃》的要求,核心問題是提標改造,不斷提高污水處理的核心技術,以滿足各種污水處理要求。

    水處理行業技術待提高

       隨著國民經濟高速發展,生態環境遭到極大威脅,一方面廢水成分越來越復雜,污染因子突顯高分子、復合型大分子有機物,這部分有機分子極易溶解水,卻很難被氧化;另一方面環保技術魚目混珠,不經濟、不科學、不成熟的技術還很有市場,環保新技術、新工藝、新材料、新產品受到觀念和體制的制約,出現投資高不見效、提標改造換湯不換藥、專家論證和招投標走過場等現象,造成處理工藝越搞越復雜,投資費用越來越高,運行費用越來越高,給國家和用戶造成很大負擔。

       解決上述問題,必須從環保技術創新上下功夫,常用的物理法、化學法已適應不了環保要求,而當前的生化法、膜技術、多效蒸發器處理工藝,雖然優勢突出,缺陷也不可回避。

    1、生化法處理工藝

       當前國內污水處理工藝繁多生化法在處理廢水中作出了歷史性貢獻,由于其處理量大、低運行成本、便于管理維護,被廣泛采用,遇到問題后,在生化范圍內又出現了A2/O,或厭氧、缺氧、好氧交替或多次重復使用。

       對于低分子、低色度、低味、低毒的有機物,如生活污水,采用A/O工藝一般可達到一級A排放標準。但對于COD高、氨氮高、磷高、鹽高,或工業廢水進入后,原生化系統很難維持,出現達標困難,這是因為生化處理是靠微生物的酶轉化進行的,必須保證生存和繁殖條件,欲消化污染因子,對廢水的成分、PH值、溫度、泥齡、碳源、氮源都要嚴格保證,否則硝化菌、反硝化菌、聚磷菌的質和量保證不了,生化處理就不能正常進行,究其原因是微生物的酶轉化能力是有限的,不是無所不能的。

    2、生化+膜技術處理工藝

       技術處理工藝也是常用工藝之一,當前國內不少水處理廠在好氧段加入MBR生物膜,在進膜初期(3月~5月內),出水達到COD<30mg/L、磷<0.2mg/L、氨氮<3mg/L,很容易實現,但超過5個月,排水量減小,水質變壞,主要原因是MBR是過濾技術,微孔只有0.02~0.05μm,只能使水分子、溶性顆粒、一價重金屬離子通過,采取的是物理滲透作用,當污泥、微生物團、高分子有機物累積在微孔入口處,滲透力消失,過濾作用很快失去,希望表面好氧、內部厭氧的局面難以維持,特別是國產膜壽命2年~3年,投資費用很高,設計規模3000T/d,MBR費用需300萬元左右,設計規模5萬噸/天,MBR費用需8000萬元左右。

       為使MBR正常運行,一般一年要維修兩次以上,或酸洗,或更換膜片,維修費用增加。

       事實證明,MBR的應用動機好,效果并不好,在水處理中采用任何過濾技術都是行不通的。

    3、膜技術及多效蒸發器處理工藝

       膜技術及多效蒸發器處理工藝同樣是有利有弊,凡采用膜技術,如超濾、反滲透、納濾、MBR等,對高濃度污水處理時,都遇到同一問題,即40%的廢水通過了,仍還有60%的污水在膜前未通過,這部分水處理起來難度更大,只好采用多效蒸發器進行固液分離。雖可解決少量污水排放問題,但后遺癥很大:投資費用高。

    4超強氧化還原廢水處理裝置(CYH 法)

       由于生態環境惡化和環保技術的要求,新鄉市天盛環保公司擺脫舊的觀念和工藝,從分子結構入手,獨立研制開發了“超強氧化還原廢水處理裝置”(簡稱CYH法),涵蓋了高頻電絮凝和高頻電芬頓兩種工藝,核心是高頻直流電化學,該技術對污染因子的分子結構,具有開環斷鏈——氧化還原——脫色脫臭脫毒——深度氣浮——深度絮凝五項功能,這有賴于極板反應、催化反應、高頻反應,在這三項綜合反應作用下,在直流電場中產生了原生態的氫離子、氧離子、氫氧根離子、羥基自由基[·OH],同時產生了強大的離子流呈萬級數增加,在國內廢水治理方面是一項重大技術變革。

     

     

       通過實踐證明,對各種有機物和重金屬廢水,特別是難降解的有機物,廢水治理都取得了良好效果。

    治理工藝及原理:

     

     

       采用CYH法處理技術,在廢水治理中顯示了強大的功能,對于重金屬廢水采用高頻電絮凝技術,一次即可達到排放標準。對于各種有機廢水采用一級、多級,或電絮凝和電芬頓混合使用,皆可穩定達標排放。

       CYH法處理工藝機理包括極板反應,利用污水中的水分子產生原生態氧離子、氫離子、氫氧根離子,使有機分子被分離;通過高頻反應,高帶電負荷的能量,在電解場游離中,使有機分子被切割、瓦解,大分子被分解為小分子,長鏈被切割為短鏈;由催化反應,利用極板析出的亞鐵離子,直接催化雙氧水產生高氧化電位的羥基自由基[·OH],使有機成分被氧化。與化學芬頓相比,可連續運行,運行成本大大降低。

       當廢水中COD較高時,在高頻直流電場中,對有機分子直接開環斷鏈,使大分子變為小分子、使長鏈分子變為短鏈分子,同時被氧化絮凝下來。

       當廢水中有氨氮時,在高頻直流電場中,首先使氨氮分解,生成二氧化碳和水,其中有機氮被氧化成無機氮,生成硝酸鹽和亞硝酸鹽沉淀。

       當廢水中含磷時,在原生態氧和羥基自由基[OH]作用下,有機磷變為無機磷,偏磷氧化成正磷沉淀下來。

       當廢水全鹽較高時,采用多級高頻電絮凝,在強大裹挾作用下,全鹽去除率可達95%以上。

       當廢水中含有重金屬時,由于強氧化作用在調整ph值后,混合重金屬離子可一并去除,一次處理可達到標準。

       綜上所述,在CYH法作用下,使廢水中的有機態變為無機態,不僅使COD大大降低,而且使廢水的水解酸化能力大大提高,為生化創造了最佳條件。

     

     

    處理設備及聯合生化布置圖

     

     

    高頻電解設備及水池平面布置圖

    ⒈高頻電解控制柜     ⒉電解主機     ⒊深度過濾器(2~3級)

    ⒋集油器控制柜 ⒌集油器主機(僅用于破乳工藝) ⒍排風扇(1-2)

    ⒎窗戶(2-4)    ⒏比例加注裝置    ⒐綜合反應器    ⒑壓濾機

     

     

     

     

    治理工藝的基本特點:

     ⒈該工藝原則上少加藥或不加藥。根據廢水狀況可采用CYH法,達到治理廢水的目的。

     ⒉不僅大大降低COD,提高水解酸化能力,同時除磷效果好(可將有機磷氧化成無機磷,將偏磷氧化成正磷降解下來);除氨氮效果好(可分解、氧化、氣浮,使氨氮分解,有機氮氧化成無機氮,將其降解下來);脫鹽效果好(有極佳的分解、置換作用)。

     ⒊該工藝占地面積小、投資省、易管理維修、運行費用低、污泥生成量少,關鍵零部件為進口原裝件,主機使用壽命八年以上。

     ⒋該工藝的問世,使各水處理場提標改造成為現實,采用該技術原生化處理不變,或者省去厭氧段處理,可使排水達到地表水Ⅳ類標準。

    CYH法應用的市場前景:

       該裝置適用于各種重金屬及有機廢水治理,涉及行業如電鍍、乳化液、采礦、煤化、冶煉、化工、醫藥、農藥、電池行業、農產品加工、垃圾滲透液、礦山開采、印染、黑臭水等難以處理的有機廢水的實例證明,CYH 法技術對各種有機物和重金屬廢水,特別是難降解的有機物,廢水治理都取得了很好效果。

       運用該技術使廢水處理由復雜變為簡單,由不可能變為可能,由不可進生化變為可順利進生化,由一級A排放標準提標改造為地表水Ⅲ、Ⅳ類標準成為現實,且占地面積小、投資省、易管理維修、使用壽命長、處理費用低等優勢,該技術2016年8月已獲國家級科技評價,結論“達到國際先進水平”;2018年8月列入環保部·環科學會“優秀環??萍紕撔聦嵱贸晒夸?rdquo;,在環境治理中引起巨大反響。

     

     

     

     

       在采訪中公司董事長、高級工程師梁鳳鳴先生講到:按現有建筑設計院水處理概算為依據,以生活污水處理廠為例,日處理量2.5萬噸,投資2.5億元;處理量10萬噸,投資10億元。提標改造時,日處理量2.5萬噸,投資約1億元;提標改造時,處理量10萬噸,投資約4億元。對于工業廢水處理廠,視廢水狀況、投資費用一般為生活污水處理場的2倍~4倍。采用CYH法,對于生活污水處理場,投資可節省50%;提標改造可節省30%。運行費用可節省60%,對于工業污水處理場,降低投資費用30%~50%,使投資費用、運行費用、提標改造費用大大節省。

     

     

       超強氧化還原廢水處理裝置,即CYH法的問世,解決了廢水處理難題,開辟了廢水處理的先河,電解+生化已成為各種廢水處理的新模式,在廢水處理中取得巨大的社會效益、經濟效益和環境效益,市場前景將不可估量。

     

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