新型污水環(huán)保處理技術(shù)
來(lái)源：北京碧水源科技股份有限公司 閱讀：1726 更新時(shí)間：2009-09-15 15:07我國(guó)水資源短缺，人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的四分之一。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)水資源供需矛盾愈加突出，水環(huán)境不斷惡化。利用新型的污水處理技術(shù)，加強(qiáng)污水治理和回用，是改善水環(huán)境，緩解水資源短缺的一種有效途徑。
近年來(lái)，在國(guó)家科技計(jì)劃的支持下，我國(guó)的許多高等院校、科研院所和企業(yè)合力開(kāi)展世界最先進(jìn)的膜生物反應(yīng)器(MBR)處理污水技術(shù)的研究。該項(xiàng)技術(shù)可使城市排水河道中的劣Ⅴ類水經(jīng)處理變?yōu)閮?yōu)質(zhì)再生水。目前，MBR工藝在我國(guó)已廣泛應(yīng)用在住宅小區(qū)、賓館、飯店等的污水再生利用，以及難降解工業(yè)廢水、高濃度有機(jī)廢水、公共衛(wèi)生敏感衛(wèi)生區(qū)域廢水的處理，一些市政污水處理廠建設(shè)和改建中也成功采用了這一技術(shù)。
數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)的MBR技術(shù)水平在推廣應(yīng)用中獲得提高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)MBR技術(shù)產(chǎn)業(yè)將以高于國(guó)際平均增長(zhǎng)率的速度增長(zhǎng)，2010年市場(chǎng)總值可達(dá)100億元。
膜與生物技術(shù)完美結(jié)合
沿著潮白河岸散步，欣賞清亮的河水和沿河的帶狀景觀，如今已逐漸成為潮白河沿岸百姓的生活習(xí)慣。北京密云縣的張大媽幾乎每天都領(lǐng)著小孫女在潮白河岸邊散步，她告訴記者，以前由于缺水和污染，潮白河曾是一條半干涸的臭水河。近年來(lái)經(jīng)過(guò)治理，潮白河的水多起來(lái)了，沿河的景觀也越來(lái)越漂亮，呈現(xiàn)出了碧波蕩漾、水天一色的美景。
潮白河是北京的重要水源地和東部生態(tài)屏障，它的轉(zhuǎn)變多虧了實(shí)施的“引溫濟(jì)潮工程”。這項(xiàng)市政府重點(diǎn)工程2007年10月份建成通水，將北京北部地區(qū)的主要排水河道———溫榆河的水經(jīng)凈化處理后引入潮白河，年調(diào)水3800萬(wàn)立方米，在潮白河7公里和順義城區(qū)北減河4公里河段形成300萬(wàn)平方米的水面景觀，大大改善順義新城及奧林匹克水上公園周邊的水環(huán)境。
將城市排水河道中的劣Ⅴ類水體凈化處理后成為優(yōu)質(zhì)的再生水，“引溫濟(jì)潮工程”中采用的是目前世界最先進(jìn)的膜生物反應(yīng)器(MBR)處理污水工藝。清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系水環(huán)境保護(hù)研究所所長(zhǎng)黃霞介紹，MBR是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝。它利用了膜分離的選擇透過(guò)性與高效性，又利用了生物處理的有效性和徹底性，將水中的有害物質(zhì)最大限度地去除，處理后的污水水質(zhì)清澈，有機(jī)物含量極低，可以直接回用。
在MBR工藝中，膜是一大技術(shù)亮點(diǎn)，也是其核心技術(shù)。它采用PVDF等材料制成，表面布滿0.1微米(相當(dāng)于頭發(fā)絲的七百分之一)的孔，污水經(jīng)過(guò)反應(yīng)器中超高濃度的微生物分解后，通過(guò)中空纖維膜進(jìn)行固液分離，不僅能將細(xì)菌、病原體等有害物質(zhì)拒之門(mén)外，同時(shí)還可防止各種有效微生物菌群的流失。
對(duì)比傳統(tǒng)的污水處理工藝，MBR工藝的最大特色是使用膜組件替代了沉淀池，膜組器直接浸入生化池中，生化池混合液通過(guò)膜進(jìn)行固液分離。黃霞告訴記者，“用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，可以進(jìn)行高效的固液分離，克服了傳統(tǒng)活性污泥工藝中出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定、污泥容易膨脹等不足。”
除了出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高、品質(zhì)穩(wěn)定、安全性高的特點(diǎn)外，MBR工藝中高濃度微生物能將有機(jī)污染物徹底降解，使剩余污泥比傳統(tǒng)方法減少30％————50％，從而降低污泥處理費(fèi)用和二次污染的威脅。另外，MBR工藝的設(shè)備緊湊，占地只有傳統(tǒng)工藝的50％，更有利于對(duì)舊污水處理廠的升級(jí)擴(kuò)容。
污水資源化是把“金鑰匙”
我國(guó)的淡水資源總量為2.8萬(wàn)億立方米，占全球水資源的6％，人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的四分之一，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)的城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市用水量和污水量不斷增加，水資源的供需矛盾突出，水質(zhì)污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。
黃霞認(rèn)為，應(yīng)對(duì)當(dāng)前的水資源短缺和水環(huán)境污染問(wèn)題，開(kāi)展新型高效污水處理與回用技術(shù)研究具有十分重要的意義。廣泛推廣和應(yīng)用高效污水處理與回用技術(shù)，不僅可以消除污水對(duì)水環(huán)境的污染，而且能減少新鮮水的使用，緩解需水和供水之間的矛盾，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展提供新的水源，取得顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
我國(guó)對(duì)MBR工藝的研究始于上世紀(jì)90年代初，最早開(kāi)始研究的有清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等。雖然起步較晚，但我國(guó)的MBR工藝技術(shù)研究發(fā)展非常迅速。從1999年至2000年的實(shí)驗(yàn)室階段，到2004年至2005年的每天千噸級(jí)的規(guī)模應(yīng)用，再到2007年至今每天10萬(wàn)噸級(jí)的規(guī)模工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行？梢哉f(shuō)，在過(guò)去幾年，我國(guó)的MBR技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了“井噴”式發(fā)展。
一項(xiàng)MBR工藝技術(shù)，緣何能如此迅速地發(fā)展？這完全取決于此項(xiàng)技術(shù)廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。有關(guān)市場(chǎng)分析顯示，當(dāng)前全球的MBR市場(chǎng)正在加速成長(zhǎng)，而這種成長(zhǎng)趨勢(shì)預(yù)期會(huì)持續(xù)10年以上。而未來(lái)一段時(shí)期，我國(guó)MBR技術(shù)產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)以高于國(guó)際平均增長(zhǎng)率的速度增長(zhǎng)，2010年市場(chǎng)總值將達(dá)到100億元，占污水處理市場(chǎng)份額的8％。
正是看準(zhǔn)了市場(chǎng)需求的先機(jī)，近年來(lái)我國(guó)的許多科研單位和企業(yè)不斷加入MBR工藝的研究和開(kāi)發(fā)，并加快推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化。國(guó)家“八五”“九五”和“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目、863計(jì)劃、北京市重點(diǎn)科研項(xiàng)目計(jì)劃等也重點(diǎn)支持了該技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)了解，目前MBR工藝在我國(guó)已廣泛應(yīng)用在住宅小區(qū)、賓館、飯店等的污水再生利用，以及難降解工業(yè)廢水、高濃度有機(jī)廢水、公共衛(wèi)生敏感衛(wèi)生區(qū)域廢水的處理，同時(shí)一些市政污水處理廠建設(shè)和改建中也成功采用了該技術(shù)。
讓污水變成水源，促進(jìn)污水資源化利用，不僅正在成為解決我國(guó)水資源短缺與水污染問(wèn)題的一把“金鑰匙”，世界上不少缺水國(guó)家也將其作為重要戰(zhàn)略之一，投入人力物力研發(fā)相關(guān)技術(shù)。
以日本為例，上世紀(jì)70年代末期，日本的MBR工藝研究工作就有了較快的進(jìn)展。從1983年到1987年，日本有13家公司使用好氧膜生物反應(yīng)器處理大樓污水，出水用于樓房中水道用水、草地噴水和汽車沖洗水等，達(dá)到了回用的良好效果。1985年，日本建設(shè)省牽頭組織了“水綜合再生利用系統(tǒng)90年代計(jì)劃”，把MBR工藝技術(shù)研究在處理對(duì)象、規(guī)模和深度上推進(jìn)了一大步。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前日本已建成了幾百套MBR污水處理設(shè)施。
歐洲于上世紀(jì)90年代開(kāi)始采用MBR處理工業(yè)廢水，其對(duì)城市污水的處理則開(kāi)始于1996年。在2002年至2005年間，歐洲各國(guó)應(yīng)用MBR處理污水的工程以每年70個(gè)以上數(shù)量增加。今年年初，在比利時(shí)召開(kāi)的一次歐盟水處理會(huì)議上，歐盟經(jīng)濟(jì)與環(huán)保專家就明確表示，MBR在污水處理領(lǐng)域已成為歐盟各國(guó)備受矚目的新工藝，并且得到了廣泛的應(yīng)用。
自主研發(fā)推動(dòng)技術(shù)應(yīng)用
近年來(lái)，我國(guó)的許多高等院校、科研院所和企業(yè)等對(duì)MBR工藝技術(shù)的研究，取得了令人矚目的成績(jī)。MBR工藝技術(shù)在處理能力和應(yīng)用范圍上不斷提高和擴(kuò)大，已成為我國(guó)污水處理和資源化的重要技術(shù)途徑之一。
新技術(shù)的推廣應(yīng)用，離不開(kāi)企業(yè)的積極參與。目前，國(guó)內(nèi)從事MBR工藝開(kāi)發(fā)應(yīng)用的公司已有10多家。北京碧水源科技股份有限公司就是其中擁有核心技術(shù)最多的一家。
“碧水源公司2001年7月成立，以提供專業(yè)先進(jìn)的污水處理設(shè)備為主，‘引溫濟(jì)潮工程’就是由我們提供的污水處理系統(tǒng)。通過(guò)近年來(lái)的自主研發(fā)，我們?cè)贛BR工藝的核心部件技術(shù)方面，已經(jīng)可以生產(chǎn)出具有世界先進(jìn)水平的PVDF中空纖維微濾膜膜絲與膜元件，并擁有了10余項(xiàng)專利。在關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)方面，我們能夠生產(chǎn)具有世界先進(jìn)水平的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化節(jié)能型第三代膜組器設(shè)備，并擁有了自主開(kāi)發(fā)的3AMBR生物脫氮除磷膜生物反應(yīng)器新工藝技術(shù)。”北京碧水源科技股份有限公司副總裁梁輝介紹說(shuō)。
憑借自主研發(fā)的先進(jìn)技術(shù)，碧水源公司完成了北京密云再生水廠工程、北京懷柔雁棲污水處理廠改造工程、湯河口鎮(zhèn)污水資源化工程等千余項(xiàng)MBR污水資源化工程，實(shí)施的MBR項(xiàng)目每年為北京生產(chǎn)高品質(zhì)再生水超過(guò)1億噸。8年來(lái)，碧水源公司已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)內(nèi)污水資源化和膜生物反應(yīng)器研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵙ψ顝?qiáng)的企業(yè)。2008年，公司實(shí)現(xiàn)銷售收入3.7億元，業(yè)務(wù)平均年增長(zhǎng)率達(dá)100％。
不管在哪一個(gè)領(lǐng)域，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)都是逐鹿的焦點(diǎn)。“只有擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，才能有效降低MBR工藝產(chǎn)品的成本。”梁輝說(shuō)：“我們公司對(duì)中空纖維微濾膜的研發(fā)和生產(chǎn)成功，不僅打破了2007年之前我國(guó)膜材料全部依賴進(jìn)口的局面，還使MBR工藝產(chǎn)品的成本下降了30％—40％。”
打破國(guó)外技術(shù)壟斷，使碧水源公司MBR工藝處理污水的成本由初期的每噸4000元，降低到了每噸0.67元。為了推動(dòng)MBR工藝在全國(guó)的推廣應(yīng)用，碧水源公司不斷降低產(chǎn)品價(jià)格，同時(shí)繼續(xù)在技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方面雙管齊下。公司在中關(guān)村生命科學(xué)園建立了占地面積21畝的大型研發(fā)中心，并在北京懷柔雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)投資約3億元建成了約5萬(wàn)平方米的現(xiàn)代化膜組器生產(chǎn)基地。此外，去年3月，碧水源公司與清華大學(xué)聯(lián)合建立了“清華大學(xué)————碧水源環(huán)境膜技術(shù)研發(fā)中心”，加強(qiáng)對(duì)膜法污水資源化前沿技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。
2008年，碧水源公司投入2400萬(wàn)元搞技術(shù)研發(fā)，占到了銷售收入的9％。梁輝說(shuō)：“我們要不斷通過(guò)技術(shù)攻關(guān)來(lái)降低產(chǎn)品成本，讓MBR技術(shù)更快地在我國(guó)推廣應(yīng)用，從而惠及更多的人，為國(guó)家的環(huán)保事業(yè)作出貢獻(xiàn)。”
