科技成果——污水低碳高效处理技术

1、科技成果一一污水低碳高效处理技术所属行业污水处理技术开发单位中国船舶重工集团公司第七六0研究所适用范围工业及城镇污水处理行业现状到2014年底，我国城镇累计建成污水处理厂3717座，污水处理能力1.57亿m3/d。由于我国污水处理率还低于美国，同时其他行业碳排放较高，污水处理领域碳排放的比例还低于美国。面对这样的行业规模以及巨大的能耗物耗，在污水处理领域系统地开展碳减排工作，已经显得非常必要。(1)城镇污水处理过程的碳排放1、直接排放污水处理过程中直接向大气中排放的二氧化碳。二氧化碳的排放源主要有3个：曝气池内有机物的好氧生物分解、沼气利用系统的沼气燃烧和污泥焚烧炉的有机物焚烧。在目前国际上的

2、碳减排方面，生物分解产生的二氧化碳归为生源碳，沼气和污泥归为生物燃料或可再生能源，无论是生物分解还是沼气或污泥燃烧产生的二氧化碳都不纳入碳排放的计算与平衡。当污泥焚烧不能实现热平衡，消耗外加化石燃料排放的二氧化碳则需计入碳排放。2、间接排放污水处理所消耗的能量和物料的生产过程中在其生产场地发生的碳排放。污水处理消耗的能量包括电耗、燃料、热蒸汽等；消耗的物料包括各种无机或有机化学药剂。对于典型的污水处理厂，间接排放主要发生在电耗和聚丙烯酰胺(PAM)消耗两部分。(2)污泥处理处置面临巨大压力污泥处理处置的碳排放主要包括两方面：一是污泥处理处置过程直接排放的二氧化碳，二是处理处置设施运行能耗间接造

3、成的碳足迹。从全球尺度来看，前者主要来自大气中已存在的二氧化碳，只是通过碳吸收-存贮-释放的循环过程，又回到大气环境中，属于中性碳，对于碳减排的影响有限。从碳源上讲，运行能耗的碳排放来自于化石能源，属于典型的碳减排领域。目前，我国城镇污水厂污泥产量已达3000万t,但大部分污泥都简单脱水后外运弃置，规范处置只占很小比例。由于全国城镇污水处理厂污泥缺少稳定、有效的处置途径，各地的污泥污染事件频发，导致城镇污水处理厂的正常和稳定运行面临巨大压力。污水中约50%的污染物进入污泥，污泥无害化处置滞后。监管数据显示：有300多座污水厂污泥去向不明；约80%的污泥采用简易填埋，垃圾填埋场难以为继，二次污染

4、严重。如浙江省杭州市萧山区围垦七工段的万亩鱼塘由于污泥倾倒造成的大规模死鱼、深圳下坪固废填埋场污泥坑管涌事件、广州铭德污泥恶臭污染事件、重庆三峡库区污泥污染事件和京城环保第一案等，使得污水处理厂处于十分尴尬的境地：一边治理污，一边制造污。成果简介1、技术原理本技术集成过滤、絮凝、混凝沉淀、浓缩、脱氮除磷、污泥浓缩等污水处理工艺为一体，将原本平面分布的污水处理单元竖向叠加，强化立体空间利用，节约占地面积。实现工艺流程为：原水一提升泵一高效节点污水处理系统一中水贮池中水用水系统。污水首先实现采用动态膜过滤水技术去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，此时BOD一般可去除30%左右；然后通过药剂配比、动

5、态膜过滤、絮凝等技术去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准同时处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等；最后将进一步系统中污水离心运转，形成选流程，通过脱水处理，形成污泥，通过自动排泥装置实现污泥排放。2、关键技术(1)自生成动态膜过滤技术采用了先絮凝后过滤方案，该设备过滤系统采用了在线膜滤技术，靠水中杂质经加药絮凝在滤芯滤板附近形成一定厚度的滤膜，通过滤膜过滤污水中的杂质。(2)安全二氧化氯发生技术为二氧化氯气体制备装置设有的真空系统使一、二、三级反应器、洗气转化塔、真空储备塔等系统都处于常温负压

6、下运行，在三个反应器的底部注入空气搅拌原料，对一、二级反应器产生的二氧化氯气体和氯气采用水封进行防爆隔离，采用洗气转化塔把氯气转化为二氧化氯气体，最后用喷射泵抽吸真空储备塔内的二氧化氯气体并与大量空气混合后排出供消毒使用(3)重力浮力平衡悬浮自清洗技术反冲洗采用差压式零水量浮力悬浮技术反冲洗，实现整机高效、节能、可靠、长期、稳定运行。(4)全封闭式叠加过滤工工艺采用竖向叠加的封闭式罐体对污水进行絮凝、沉降、过滤、脱氮除磷处理，杜绝噪声及二氧化碳等气体的二次污染。(5)重金属回用模块本技术可在加载电解模块后对工业污水进行处理，有效降低金属离子浓度，对污水中的贵重金属进行回收再利用。(6)污泥可生

7、化降解污水通过絮凝、沉降、过滤、脱氮除磷处理(工业污水需通过电解分离重金属)后产生的污泥为中性，无重金属离子，可生化降解。3、减污技术细节(1)直接碳排放本技术采用封闭式罐体对污水进行净化，相对于传统污水处理中污水与空气露天接触的曝气环节直接，二氧化碳直接排放降低至零。(2)间接碳排放本技术经连续运行检测，每吨污水处理成本为：0.45元(其中耗电成本0.047元/t),能耗是传统污水处理技术的1/3,也就是说用电导致的间接碳排放是传统污水处理技术的1/3。(3)污泥二次污染本技术经过过滤、电解、脱磷、除氮等一系列处理工艺产生的污泥为生化淤泥，满足国家排放标准，可直接用于生化堆肥或直接填埋，无污

8、泥二次污染产生。主要技术指标1、出水口水质参数：COCCr<55mg/L;SSK10mg/L;NH-NW10(14)mg/L;TN<19.5mg/L;TPK0.25mg/L2、普通污水处理技术：CO2直接排放：2.02t/万t污水二氧化碳直接排放：0(降低2.02t/万t污水)3、污泥回收量：3t/万t污水污泥处理方式：生物堆肥技术水平1、大连市科技计划项目基于竖向叠加工艺高效节地污水处理系统，项目编号：2013E12SF0622、省科技型中小企业创新专项工业污水高效处理系统；3、国家自然科学基金絮凝动态膜和二氧化氮协同优化处理压载水机理研究，项目编号：51349005;4、专利：

9、专利号专利名称CN201320030918.3实用新型一种电镀逆流漂洗工艺的电解回收金属系统CN200520090903.X实用新型闭环电解式金属离子回收自动控制器CN200520090902.5实用新型闭环式银回收电解装置CN97229755.3实用新型稳定性二氧化氯生产装置CN200810011363.X发明专利污水处理的过滤装置CN200810011364.4发明专利污水处理的排泥装置CN200810190941.0发明专利一种安全的纯二氧化氯气体制备装置及方法5、获奖:2015年本技术获得国家科技部成果登记；2014年项目获得第一届大连市科技创业大赛优秀奖；2006年获得第一届国家专利

10、技术发明奖金奖；2006年获得第一届国家科技创新奖银奖。典型案例为配合瓦房店龙山污水处理厂扩建工程建设实施，根据可研评审会、初步设计审查会的专家评审意见，受瓦房店市市政工程建设领导小组办公室委托，大连派尼尔测控科技有限公司提供购置中船重工第七六0研究所“污水低碳高效处理系统”样机“DG760A”到瓦房店龙山污水处理厂进行生产性连续运行，以验证“污水低碳高效处理系统”针对本工程现状污水水质的具体运行效果，并获取在连续运行状态下的各项运行数据：在现场试运行过程中，在日处理污水4万t的规模下，产生绝干污泥12t/d。每吨污水处理成本为：0.45元(其中耗电成本0.047元zt)o降低CO2直接排放2

11、260t/a,回收3960t/a污泥进行生化堆肥。出水口水质参数：COdW55mg/L;SSK10mg/L;NH4-N<10(14)mg/L;TN<19.5mg/L;TFK0.25mg/L普通污水处理技术：CQ直接排放：2.02t/万t污水；二氧化碳直接排放：降低2.02t/万t污水；污泥回收量：3t/万t污水；淤泥处理方式：生物堆肥。市场前景使用传统工艺的污水处理厂占地面积大、基建费用高、设备投资大、运行成本高、有大量二氧化碳排放，制约了节能减排的实施，造成了能源浪费与环境再污染。而使用本系统使占地面积、建设投资、能耗均节约或节省1/3,能耗对应的二氧化碳间接排放相应降低1/3,产生的淤泥可通过生化手段降解，无二氧化碳直接排放等二次污染，碳排放较传统污水处理技术降低1/3以上，同时大大减少各类污染物的排放。可显著地改善和提高周围地区的水体水质，预防各种传染病、公害病，提高人民健康水平，改善当地人民居住环境，提高人民生活质量，提高周围地区的基础设施水平，改善和提高环境质量水平，使该地区做到经济增长与环境保护协调发展，带来难以估量的生态效益、经济效益和社会效益。预计未来5年内，本技术在辽宁省的推广比例达到7.5%,总投资超过5亿元；日处理污