论航天产业与水环保的发展

PAGE飞行器动力工程与水环保航空航天领域作为国家的高端产业，在综合国力方面的作用极其重要，作为大规模的高科技产业，其涉及领域极其广泛。与水环保也有着诸多联系。首先，在航天领域中，太空站和宇宙飞船中对于水的利用和处理是航天员生存的重要方面，集中了相当多的高新科技成果。在载人航天器生命保障系统中，有一个部分称为“水的供应和处理分系统”，是主要负责供给航天员生活和卫生用水并回收和再生废水的设备和仪器。短期飞行的载人航天器除装备储水容器从地面装载清洁水外，还配有简单的供水管系、阀门、加热和冷却装置。而长期飞行和多乘员时，由于耗水量大，必须装备废水处理系统，以回收和再生大部分或全部废水和尿液。废水再生技术有：①综合过滤技术。它可以把冷凝水和二氧化碳还原系统产生的水处理成为饮用水，把来自淋浴设备、洗衣机、洗手和器皿洗涤装置的废水处理成为卫生用水。②相变处理技术。利用相变技术通过蒸发和冷凝的巧妙结合，把尿液等废水再生成为卫生用水或饮用水。③膜技术。利用膜的逆渗透原理设计的废水处理系统是最有前途的废水处理方案之一，能够有效地处理洗涤水。④废水和废物综合处理系统。它可把人体废液和废物以及其他废物综合处理成为有用的气体、清洁水和固体残渣。有些尿液处理系统还必须包括预处理和后处理过程。这些高端科技对于应用于水环保方面无疑将起到巨大的作用，无论是解决水污染等环境问题还是促进经济发展都是非常有利的，航天神舟环境工程公司便是这方面的例证。十一院所属的航天神舟环境工程有限责任公司依托航天技术，瞄准环保产业，逐鹿环保市场，2006年销售收入仅为1000多万元，2007年达到了3000多万元，2008年突破了1亿元，3年连续翻番。2008年7月30日，航天神舟环境工程有限责任公司(以下简称航天神舟)成立。这个由中国航天科技集团公司所属十一院控股的公司，所从事的工作是各种环保技术、新能源技术研发，提供工程设计、设备成套、施工与技术服务整体环保解决方案等。水处理技术成为航天神舟拓展环保产业新的突破点。在危险废物处理和污水处理领域，航天气动技术大显身手。航天神舟在消化吸收各项成熟的水处理工艺的基础上，将流体力学、掺混与分离技术等方面的优势融入工程设计，开发出高效、低耗、运行费用低的污水处理技术。目前，公司承接的河北省乐亭县日处理能力达7万吨的污水处理厂项目(一期)已经开工建设，预计在今年建成。今后，该公司还将进一步拓展海水淡化、中水回收等水处理的相关领域。航天神舟还利用等离子点火技术，进一步研究用于处理医疗、电子、核废料等危险废弃物的等离子体焚烧技术。据了解，与传统的垃圾焚烧技术不同，在等离子体焚烧过程中，3500℃～10000℃的焰心温度可避免有毒气体二恶英的产生。这项技术在国内独一无二，国际上也只有美国和俄罗斯掌握。焚烧烟气经两次净化处理，不含飞灰，无恶臭，完全可以达到甚至超过国家规定的排放标准。在国家相关部门和集团公司的大力支持下，现在，航天神舟已建成等离子医疗垃圾焚烧等离子体应用技术实验室，技术研发已进入了后期试验阶段。可以说正是依托了航空航天领域的诸多先进技术和先进思想，才成就了航天神舟环境工程有限责任公司的成功，而这也带动了行业的发展，促进了水环保事业的前进。另一方面，航空航天领域由于其特殊性，享有国家极其高昂的资金投入，因而有能力对其所处的地区和环境进行环保方面的建设和发展。北京航天城就是一个典型的例证。北京航天城污水处理厂是跨世纪国家重点工程的配套设施。该污水处理厂分两期建设，一期工程于1996年12月破土动工，至1998年4月建成并投入设备调试及试运行，7月29日经北京市环保局验收后转入正常运转。近期排放污水量7200m3/d，远期14400m3/d。废水主要包括生活污水、工业废水和医院污水，各自所占比例为81.5%、18.0%、0.5%，其污水主要是生活污水，主要污染物包括：有机物、悬浮物和油类等。设计进出水水质及排放标准(北京市综合废水排放二级标准)。该厂引进先进的cass法污水处理工艺。周期循环活性污泥法(cyclicactivatedsludgesystem，简称cass)。该工艺最早是美国川森维柔废水处理公司1975年研究成功并推广应用的废水处理技术专利。污水中含有较大颗粒的悬浮物和漂浮物，经过格栅截留，除去上述污染物，防止后续处理构筑物管道、阀门和水泵机组堵塞。污水经集水池用潜污泵抽至沉砂池，在沉砂池中可除去比重较大的无机颗粒，污水经沉砂池后由配水管自流进入cass池进行生物处理，出水达标后，部分用作农田灌溉或池塘补充水，剩余部分排放。cass池是污水处理厂的核心，它在sbr的基础上前部设置了生物选择区，后部安装了可升降的自动滗水器，曝气、沉淀、排水均在同一池子内周期性循环进行。生物选择区和主反应区之间由隔墙隔开，污水由生物选择区通过隔墙下部进入主反应区，托动水层缓慢上升。整个cass池平面24m×24m，主反应区和预反应区长度分别为19.25m和3.75m，宽度方向分4格，每格可独立运行，池深5m，有效水深4.5m(污泥区高1.3m，缓冲区高1.7m)，活性污泥界面以上最小水深为1.34m，每周期排水比约为1/3。cass工艺之所以在国外得到普遍应用，得益于自动化技术的应用。北京航天城污水处理厂根据工艺流程与厂区设备分布状况，自动控制采用集散式控制系统，由我院环保中心与北京研华公司合作研制。整套控制系统采用现场可编程控制(plc)与微机集中监控，在污水提升泵房、4座cass池及污泥脱水机房各设置1台现场控制机(可手动控制)；在中心监控室设有1台工控机和模拟显示屏。现场控制机独立完成相应的参数设置、数据显示、自动控制、数据通信等全功能，中央控制计算机通过工业现场总线向各现场控制机传输和采集数据，并可根据进、出水水质变化适当调整工作程序，发现问题及时解决。模拟显示屏显示工艺全过程的数据与状态。cass工艺产生的污泥量较少，污泥性质稳定，具有良好的沉降、絮凝、脱水性能。调试至今半年过去了，未发生污泥膨胀现象，这样更从实践上验证了cass工艺的优越性。在航天部门密集的且水资源稀缺的西安地区，对航天基地内产生的污水进行处理再利用，是建设节约型社会的要求，也是航天基地“四节约一环保”建设理念的践行。污水处理工程的建设能使基地内产生的污水达到景观环境用水标准，有效补充水资源的供给。为西安乃全国新园区建设进一步探索科学路线起到了示范带头作用。因此，水环保工程项目的建设是非常有必要的。国家对于航天领域的水环保上除了资金和技术的支持也以法律的形式予以了保证。见附录。综上，航天领域与水环保有着诸多的联系，在提供科技保证和资金保证上有很多优势，同时水环保对航天事业也有着极其重要的意义，将二者有机结合合理互补是十分必要且效果良好的。附录：中华人民共和国国家标准航天推进剂水污染物排放标准DischargestandardofwaterpollutantsforspacepropellantGB14374-93国家环境保护局1993－05－22批准1993－12－01实施为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》，防治航天推进剂对水环境的污染，制订本标准。1主题内容与适用范围1.1主题内容本标准按照废排放去向，分年限规定了航天推进剂水污染物最高允许排放浓度。1.2适用范围本标准适用于航天使用推进剂的废水排放管理，以及建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的排放管理。本标准也适用于使用肼类、胺类燃料的单位。2引用标准GB3097海水水质标准GB3838地面水环境质量标准GB6920水质pH值的测定玻璃电极法GB7479水质铵的测定纳氏试剂比色法GB7487水质氰化物的测定第二部分：氰化物的测定GB7488水质五日生化需氧量（BOD5）的测定稀释与接种法GB8978污水综合排放标准GB11889水质苯胺类化合物的测定N－（1－萘基）乙二胺偶氮分光光度法GB11901水质悬浮物的测定重量法GB11914水质化学需氧量的测定重铬酸盐法GB13197水质甲醛的测定乙酰丙酮分光光度法GB/T14375水质一甲基肼的测定对二甲氨基苯甲醛分光光度法GB/T14376水质偏二甲基肼的测定氨基亚铁氰化钠分光光度法GB/T14377水质三乙胺的测定溴酚蓝分光光度法GB/T14378水质二乙烯三胺的测定水杨醛分光光度法3技术内容3.1排放去向本标准规定的污染物不得排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ类水域和GB3097中三类海域以外的水域。3.2标准值3.2.11993年12月1日以前立项的建设项目及其建成后投产的企业按表1执行。表1序号污染物最高允许排放浓度，mg/l1pH值6～92生化需氧量（BOD5）803化学需氧量（CODcr）2004悬浮物2505氨氮406氰化物0.57甲醛3.08苯胺类3.09肼0.110一甲基肼0.211偏二甲基肼0.512三乙胺10.013二乙烯三胺10.0注：标准值为一次监测最大值3.2.21993年12月1日起立项的建设项目及其建成后投产的企业按表2执行。表2序号污染物最高允许排放浓度，mg/l1pH值6～92生化需氧量（BOD5）603化学需氧量（CODcr）1504悬浮物2005氨氮256氰化物0.57甲醛2.08苯胺类2.09肼0.110一甲基肼0.211偏二甲基肼0.512三乙胺10.013二乙烯三胺10.0注：标准值为一次监测最大值4监测4.1采样点肼、一甲基肼、偏二甲基肼、三乙胺、二乙烯三胺的采样应设在车间或处理设施的排放口；其他污染物在总排放口采样，排放口设置永久性标志。4.2采样频率按生产周期确定监测频率。周期在8h以内的，每2h采样一次；生产周期大于8h的，每4h采样一次。4.3测定方法本标准中污染物的测定方法按表3执行。表3序号项目测定方法方法标准号1pH值玻璃电极法GB69202生化需氧量（BOD5）衡释与接种法GB74883化学需氧量（CODcr）重铬酸盐法GB119144悬浮物重量法GB119015氨氮纸氏试剂比色法GB74796氰化物异烟酸－吡唑啉酮比色法GB74877甲醛乙酰丙酮分光光度法GB131978苯胺类N－（1－奈基）乙二胺偶氨分光光度法GB118899