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陶瓷膜技術(shù)革新污水處理:高效環(huán)保成趨勢


發(fā)布時(shí)間:

2024-07-23

在水處理領(lǐng)域,傳統有機膜產(chǎn)品因壽命較短和廢棄處理問(wèn)題逐漸顯現出局限性?!半p碳”目標下,陶瓷膜產(chǎn)品因其?使用壽命、高運行通量、強耐污染性、易安裝維護、材料綠色環(huán)保等工藝特點(diǎn),正成為現代綠色低碳污水處理技術(shù)發(fā)展的重要研究方向。

 

來(lái)源:中國環(huán)境          作者:中環(huán)報記者徐衛星

在水處理領(lǐng)域,傳統有機膜產(chǎn)品因壽命較短和廢棄處理問(wèn)題逐漸顯現出局限性。“雙碳”目標下,陶瓷膜產(chǎn)品因其?使用壽命、高運行通量、強耐污染性、易安裝維護、材料綠色環(huán)保等工藝特點(diǎn),正成為現代綠色低碳污水處理技術(shù)發(fā)展的重要研究方向。
      日前,中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì )組織的“華遠環(huán)境功能納米陶瓷膜技術(shù)產(chǎn)品應用推廣專(zhuān)家論證會(huì )” 在江蘇省蘇州市張家港舉辦。張家港市華遠環(huán)境科技有限公司擁有完全自主知識產(chǎn)權的陶瓷平板膜產(chǎn)品和應用技術(shù)得到了專(zhuān)家組的一致認可。
      專(zhuān)家組一行在考察了張家港市第三污水處理廠(chǎng)示范項目后認為,納米平板陶瓷膜產(chǎn)品在示范應用中體現了良好的運行效果,將在污水處理廠(chǎng)原位擴容和提標改造、飲用水深度處理及直飲水凈化領(lǐng)域具有較好的市場(chǎng)前景。


占地僅需傳統工藝的一半,污泥轉化為內碳源減少排放
      在張家港第三污水處理廠(chǎng)廠(chǎng)區,記者跟隨專(zhuān)家組看到了納米平板陶瓷膜的“真容”:只見(jiàn)幾十個(gè)由一片片白板模樣的陶瓷膜片堆疊形成的膜組件通過(guò)密密麻麻的管道連接成了一體,浸沒(méi)在反應池中。
      據張家港市第三污水處理廠(chǎng)工作人員介紹,污水廠(chǎng)總設計規模為4萬(wàn)立方米/天,分兩期建設,各兩萬(wàn)立方米/天。一期工程采用DE氧化溝工藝,于2008年底投入運行;二期采用了陶瓷膜工藝,于2019年9月開(kāi)工建設,同步對一期工程進(jìn)行提標升級,2020年底投入運行。目前,污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)可以穩定滿(mǎn)足“蘇州特別排放限值”(地標準IV類(lèi))。

圖為張家港市第三污水處理廠(chǎng)二期納米平板陶瓷膜示范項目被吊起供展示的膜組件。


      “受廠(chǎng)區預留地面積的制約,二期占地僅是一期的一半。”張家港市華遠環(huán)境科技有限公司副總經(jīng)理張保恩介紹,相比傳統污水處理工藝,納米平板陶瓷膜生物處理技術(shù)以新型功能納米陶瓷膜為核心,將其與傳統的“串級”污水生化處理工藝“并級”為一個(gè)單元,無(wú)需二沉池、反硝化濾池,大大簡(jiǎn)化縮短了工藝流程。
同樣的例子還有2022年4月投運的廣東環(huán)保集團肇慶鼎湖區城區污水兩萬(wàn)立方米/天處理項目,開(kāi)創(chuàng )性采用圓形陶瓷膜污水處理工藝一體化設施,廠(chǎng)區總占地僅4700平方米,項目建設周期僅需六個(gè)月。
      張保恩還介紹,不僅是占地面積的大幅減少,還有綜合運營(yíng)成本的降低。“由于陶瓷膜工藝通過(guò)對不同分區的溶解氧濃度進(jìn)行精確控制,在微氧狀態(tài)下使菌體共生,形成短程硝化—反硝化及厭氧氮氧化過(guò)程,利用剩余污泥作為內碳源有機物基底參與脫氮,既降低了有機污泥的排放,又減少了外碳源需求,降低了藥劑投加費用,在不加或少加藥劑的條件下實(shí)現出水TN(總氮)低于10mg/L。”他指出,據張家港市第三污水處理廠(chǎng)和肇慶鼎湖區城區污水處理項目數據監測分析,污泥排量較傳統工藝減少40%左右。
      “近年來(lái),浙江、江蘇等地相繼提出污水廠(chǎng)出水達到地表準IV類(lèi)水標準,水處理廠(chǎng)正由傳統工藝向高效短流程、節能減排方向發(fā)生轉變,對精細、高效、出水水質(zhì)提出更高要求。膜過(guò)濾技術(shù)相對傳統工藝占地面積小、出水水質(zhì)高,在國家大力倡導清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟、節能降耗、集約用地的大環(huán)境下,膜過(guò)濾技術(shù)擁有眾多傳統工藝無(wú)法比擬的優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景。”同行的一位專(zhuān)家組成員向記者表示。


陶瓷膜還是有機膜?算一算全生命周期的經(jīng)濟賬
      不過(guò),作為一種非常有前景的污水處理技術(shù),膜處理技術(shù)也有賴(lài)于膜的產(chǎn)品特性,包括膜通量、膜機械性能、膜化學(xué)性能、膜使用壽命、膜污染等,都影響著(zhù)膜工藝的穩定運行,也一定程度上制約了膜處理技術(shù)的發(fā)展。
      “目前,水處理領(lǐng)域應用較多的膜產(chǎn)品是有機膜,但它容易受化學(xué)腐蝕、膜污染和機械損傷等因素影響,導致使用壽命相對較短,通常為3年—5年。同時(shí),廢棄后還面臨有機廢棄物如何處置等一系列難題。”專(zhuān)家組一位專(zhuān)家表示,據他了解的情況,不少污水處理廠(chǎng)因報廢有機膜無(wú)法處理而只能將其暫時(shí)擱置在廠(chǎng)區。
相比而言,陶瓷膜產(chǎn)品具有壽命長(cháng)達20年以上,通量高、機械強度高、化學(xué)穩定性好、耐酸堿、耐氧化、能夠循環(huán)利用等環(huán)保特點(diǎn)。“張家港項目運行4年來(lái),納米平板陶瓷膜產(chǎn)品的性能與初始狀態(tài)保持一致,在線(xiàn)化學(xué)清洗完全可恢復至初始的狀態(tài)。等陶瓷膜用了20年以后,還可以粉碎做耐火材料繼續利用。”在張家港市華遠環(huán)境科技有限公司納米平板陶瓷膜生產(chǎn)制造車(chē)間,母公司江蘇新芳科技集團董事長(cháng)黃和芳拿起一片納米平板陶瓷膜向記者介紹。
      據了解,江蘇新芳科技集團組建于2005年12月,前身為1982年春創(chuàng )辦的大新毛紡織廠(chǎng),是國內知名的粗紡企業(yè)、半精紡紗線(xiàn)生產(chǎn)基地。由于紡織印染行業(yè)工業(yè)廢水處理難度大,又緊鄰太湖、長(cháng)江等流域,黃和芳一直關(guān)注廢水處理新技術(shù)開(kāi)發(fā)。同時(shí),面對新一輪環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,企業(yè)也在尋求向環(huán)保高精尖領(lǐng)域轉型。2018年5月,集團投入5000萬(wàn)元創(chuàng )辦了張家港市華遠環(huán)境科技有限公司。2019年4月9日,華遠納米陶瓷膜項目正式開(kāi)工奠基,于2019年年底建成投產(chǎn)。
走進(jìn)企業(yè)偌大的生產(chǎn)車(chē)間,自動(dòng)化流水線(xiàn)上只需幾個(gè)員工操作,一塊塊被擠壓成型的陶瓷膜被源源不斷地輸往生產(chǎn)線(xiàn),完成微波干燥、燒成、切割、噴膜等多道復雜工藝,生產(chǎn)好的陶瓷平板膜整裝待發(fā)。

圖為張家港市華遠環(huán)境科技有限公司納米平板陶瓷膜生產(chǎn)線(xiàn)。


      “平板陶瓷膜作為新一代的高端膜技術(shù),長(cháng)期以來(lái)被國外企業(yè)所壟斷,成本高,不利于普遍推廣應用?,F在,我們通過(guò)自主研發(fā)實(shí)現規?;a(chǎn),產(chǎn)品價(jià)格大幅低于進(jìn)口同類(lèi)型產(chǎn)品,打下了在國內廣泛推廣的基礎。”黃和芳給記者算了一筆賬,從全生命周期考慮,納米平板陶瓷膜雖然前期投資高于有機膜(例浸沒(méi)式PVDF中空纖維膜),但將時(shí)間拉長(cháng)至20年,前者總投資低于后者近40%。
 

 

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