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1、中 国 市 政 工 程 华 北 设 计 研 究 总 院废 水 处 理 与 资 源 化 课 题 组 专 家 组黄 金 鹿 教 授 级 高 工1 3 3 7 6 0 2 1 4 4 8CONTENTS目 录01高COD难生化工业废水处理02高盐工业废水处理及资源化04高耗能企业节水降碳减排增效03未来污水厂碳源浓缩及污泥资源化工业“废水”:一站式技术工艺装备优化创新服务基于绿色资源化的末端治理源头治理与减排过程工艺优化过程新技术装备应用与创新01PART 高COD难生化工业废水处理No.难降解性区分BOD5/CODCr按0.58折算1可生化性较好大于0.46大于80%2可以生化处理0.300.46
2、52%-80%3较难生化处理0.200.3034%-52%4不宜生化处理小于0.20小于34%生化指微生物不能降解,或者在任何环境条件下不能以足够的速度降解而使它在环境中长期积累的化合物,很多难降 解污染物还具有对生化系统的毒性,主要含难降解工业有机物的废水称为难降解有机废水。难降解有毒有机的毒性影响表现=微生物活性+絮凝性对B/C的理解 1,高COD难生化降解有机废水概述化学沉淀化学中和高级氧化法浮上法超声/等离子膜分离法蒸馏法/焚烧萃取/吸附法1)厌氧处理工艺厌氧活性污泥法厌氧生物膜法2)好氧处理工艺好氧活性污泥法好氧生物膜法单独运用物化处理成本过高,优先考虑物化和生化相结合的工艺处理生化
3、处理 2,工业污废水处理的主要方法物化处理11隔油/气浮化学中和化学沉淀 电化学 芬顿氧化 三维电解 多段臭氧 超声UV 湿式氧化 3,污废水处理工艺组合一览 各型氧化沟接触氧化法SBR(含各变形工艺)AO工艺(含多级AO)臭氧氧化气浮工艺MBRA1池水解酸化膜过滤芬顿氧化混凝沉淀高密池砂滤池MBBR池BAF池DN滤池氧化塘滤布池离子交换混凝沉淀厌氧反应器浓缩分盐中水回用12厌氧段缺氧+好氧段二沉池后物化段后生化后高级处理前物化段 纳米微气泡盐资源化离子膜交换 未来污水处理向绿色化,资源化,能源化方向发展,是不是这些工艺组合?值得探讨。如何选择高级氧化:确保实现BC大于0.35实现可生化降解,
4、重点考虑处理成本。4,高COD废水处理关键 1.Fentton 5,优秀的高级氧化技术:解决工业废水高COD不能生化问题 1.1,Fentton 1.2.:解决了芬顿氧化停滞和电化学氧化效率低的问题;促进铁的循环利用,有效控制了离子效应发生,实现了 阴阳极协同,铁泥产生量降低80%,氧化效率提升5070%;在温和条件下实现COD可持续降解,可达7090%以上。【效果】含硫酸钾废水经过氧化处理后,COD去除率高达82%,蒸馏后回收的硫酸钾盐为白色无味的晶体,钾含量为48.7%(以K2O计),达到农业用硫酸钾合格品(GB20406-2006)的要求。蒸发冷凝水去生化降解处理,达标排放。1.3.4h
5、14h24hCODmg/L23400104504214COD2.催化湿式氧化技术1,优点:可以氧化大部分难降解有机物;2,缺点:中压4mp一8mp工作,高温:工作温度200一280度;吨水投资费用高,机理示意图机 理直接氧化:污染物在电极表面直接被氧化。间接氧化:通过电化学反应生成具有强氧化性的中间产物,来间接氧化降解污染物。优 势试剂是清洁反应物电子常温常压下操作,管理简便装置占地面积小,可移动调整电压和电流保证出水水质稳定低压直流电源降解,不耗费药剂反应机理H2O OH +e-+H+2 OH H2O2Cl-+OH ClOH-3.电化学氧化技术1,优点:理论上可以氧化所有难降解有机物;2,缺
6、点:运营费用高,吨水投资费用高;4.FeC臭氧催化氧化技术1.可高效去除COD有机物、脱色,对环状及长链大分子有机物进行开环、断链;2.解毒,提高可生化性,对有毒、有害有机污染物破解有毒官能团,如将硝基(苯)还原为胺基(苯胺)化合物,降低毒性,提高工业废水的可生化性。3.彻底去除重金属离子(1)将六价铬还原为三价铬,经沉淀分离;(2)将重金属(如镍、铜、汞)离子还原为单质从水中分离;(3)将阴离子(如S2-、PO43-离子与铁离子形成不溶物)沉淀分离。4.除杂原子(如硫、磷、卤等):含杂原子(如S)有机物经开环、断链及进一步反应后,杂原子转化为无机物(如硫化氢、硫化钠等),最终反应生成生成硫化
7、物沉淀得以去除;5.除氨氮和总氮,产生HO.氧化氨氮形成N2,去除氨氮效果显著,同时零价铁的还原作用,与NO2-、NO3-等氮氧离子发生还原反应生成氮气,因而可以去除总氮。铁碳催化自电解材料对环状及长链大分子有机物进行开环、断链便于后续氧化和生化处理。4.FeC臭氧催化氧化技术应用:有机物有相壁垒需有多种催化剂协同处理02PART 高盐工业废水处理及资源化工业高浓废水资源化处理项目工艺流程图气浮隔油过滤杂物油污泥砂混凝沉淀吸附中和溶剂氨水回收气提精馏萃取蒸氨电解高级氧化COD金属除杂解毒 生化处理深度处理纳管达标排放膜处理中水回用分子切割营养元素超滤RO极浓纳滤分盐蒸发结晶干燥工业级一价盐冷冻
8、结晶脱水干燥工业级二价盐工业高浓废水淡水回用浓盐水分质资源化SED智能电渗析SED智能电渗析HCON高倍浓缩系统蒸发结晶工业硫酸铵晶体Na2CO3转换器高倍浓缩系统NaHCO3结晶器高倍浓缩系统蒸发结晶工业氯化铵晶体NaClNa2SO4NH4HCO3NH4HCO3NaHCO3结晶器碳酸氢钠超细粉NaHCO3NaHCO3(NH4)2SO4NH4Cl备注:本工艺流程图只是将相关工艺进行整合展示宣传,具体项目:一水一策,需进行优化设计寻找最佳工艺组合。可生化处理的水质BC比需大于0.35,TDS小于50000mgL,稀释到生化池后TDS指标需符合各地标准。1,高盐工业废水处理工艺选择:膜法-热法耦合
9、分质结晶工艺2,关键是追求更低的能耗:MVR耦合多效技术的开发和应用 注:蒸汽费按250元吨,电费按0.6元度,计算值;只是蒸发费用,不含盐的脱水干燥费用。如果把单效蒸发改造为MVR原理蒸发可以节能80,把三效也改造成MVR原理蒸发节能50。213,减少蒸发量是节能增效的关键:高倍浓缩技术概念及意义223.1,减少蒸发量是节能增效的关键:高倍浓缩方法概述233.2一价盐两级三段高倍浓缩解决方案243.3二价盐高倍浓缩解决方案253.4不同浓缩工艺适用范围及能耗对比4,盐的价值提升核心:多组分浓盐水分质资源化275,点石成金:高盐工业废水资源化系统工作流程03PART 高耗能企业节水降碳减排增效
10、高耗水环节高耗水环节高耗水工艺高耗水工艺缓慢澄清蒸腾+渗漏高耗水钒生产工艺煤气冷却高耗水锡操作工艺蒸氨冷凝烟气脱硫烟气脱硫冷却循环水蒸发循环浓缩水共性高耗水过程单元共性高耗水过程单元一,一,钢铁钢铁,冶金节水技术开冶金节水技术开发工作发工作烧结炼铁炼钢色冶金轧钢选矿炼焦有钢铁冶炼全流程耗水和节水钢铁冶炼全流程耗水和节水潜力分析潜力分析1.2总耗水量 节水潜力10铁矿石浮选 炼焦煤干燥 湿熄焦 循环冷却 纯水制备 焦化化产 高炉熔渣冷却0.80.60.4吨 产 品 耗 水 量(m n)0.2二,二,钢铁钢铁,冶金节水冶金节水潜力分析潜力分析浓缩固化用水流程优化配置提高循环水浓缩倍率减少外排水量末
11、端废水(脱盐浓水,脱硫废水)浓缩固化处理循环水、生活污水、含煤废 水等分质处理回用废水处理回用循环水水质处理冷却塔蒸发水回收梯级使用、循环使用难度、成本增加的事,华北院可以干出节能增效的活。三,三,钢铁钢铁,冶金节水思路冶金节水思路用水方案优化设计 纳米气泡与蒸 发水回收技术 中水回用技术极限浓缩技术在钢铁有色行业中,在钢铁有色行业中,水冷却水冷却是是广泛采用广泛采用的冷却方式,的冷却方式,冷却水量巨大冷却水量巨大,约占总,约占总用水量的量的80%。循环冷却蒸发消耗循环冷却蒸发消耗是钢铁有色以及电力等行业是钢铁有色以及电力等行业最大共性高耗水单元。最大共性高耗水单元。特点:特点:加热加热 冷却
12、冷却蒸发水冷却循环水1000-1500过程主流工艺:主流工艺:火法火法钢铁钢铁冶金冶金原料循环水加热产品不 木 木四,减少循环冷却水的蒸发量是节能增效的关键四,减少循环冷却水的蒸发量是节能增效的关键五,降低冷却塔的蒸发水耗,意义重大。五,降低冷却塔的蒸发水耗,意义重大。目前有冷却塔内加设高效收水器、高压静电收水和水轮式旋转布水器消除飘水现象等收水措施。但大多只是收回空气中携带的水滴,高压静电收水也是只收集粒径小于 200300m 的小水滴。蒸发水汽回收系统工业装置可实现对饱和空气中的水蒸气进行回收,集合多种材料、技术工作原理,提高回收效果。这部分蒸发水汽水量大,同时达到了蒸馏水的水质标准。回收
13、率估算效益分析;1、塔内填装高度一般以 500-800mm 计,2、循环水量蒸发水量大约按 1.4最低标准计算(回收)3、总循环水量 20000T/h1.4280T/h24/h 6720t/d、4、回收率按 30计算;6720t/d30计算2016t/d。5、去离子水 5 元/吨计;节约水费 2016t/d5 10080元/天。6、年收益;10080元/天350/天352万元/年(纯水)。7、节约了循环水的药剂费 0.2 元/T(节约)。8、年收益;2016水 t/d350 天/年0.2 元/吨.水14万元9、年收益;352万元/年14万元366 万元/年。10、总投资估算 360 万-预估
14、12个月回收投资。11、冬季回收率更高-12、-水蒸汽回收系统,无运行费用。04PART 未来污水厂碳源浓缩及污泥资源化探索 围绕“碳中和”目标,世界范围内领先的环境公司已经制定了面向2030年甚至是2040年的技术发展路线图,这些技术路线都是瞄准了对污水中资源回收、能耗自给与碳中和的未来可持续技术发展路线。在国内外专家学者研究成果的基础上,中国市政工程华北设计研究总院;废水处理与资源化课题组专家组提出:未来污废水碳源浓缩及污泥资源化处理路径。碳源浓缩生化处理生物脱氮达标排放工业污水污泥碳基生物质成型燃料制备核心技术:1,碳源浓缩技术,利用微砂混凝沉淀过滤UF(欢迎相关设备企业合作优化集成);
15、工艺对SS、COD、TP、TN去除率可达80%90%、30%80%、80%95%、20%25%,这要显著高于传统污水厂初沉池效率 ;极大减轻后续生化处理压力和成本。2,污泥碳基生物质成型燃料制备技术,将污水厂需花钱处理的碳基污染源转化为产生效益的能源,创造未来污水厂价值,形成新质生产力。1 1,未来未来污废水处理资源化废水处理资源化路径路径探索探索2,碳基污泥资源化,碳基污泥资源化工艺路线工艺路线一般固废类污泥一般固废类污泥含水含水率率80-85%加入除臭剂加入除臭剂搅拌搅拌10分钟之内快速持分钟之内快速持久除臭,改变硫化久除臭,改变硫化氢分子结构氢分子结构除臭剂除臭剂全流程废气净化除尘全流程
16、废气净化除尘固化重金属固化重金属对外产品:对外产品:A 生物质燃料散料生物质燃料散料B 生物质燃料颗粒生物质燃料颗粒C 燃烧灰(碳基肥原料)燃烧灰(碳基肥原料)燃烧供应蒸汽燃烧供应蒸汽除臭污泥除臭污泥固化剂固化剂 重金属固化重金属固化破壁剂破壁剂污泥污泥破壁,改变胞外破壁,改变胞外聚合物、改变絮凝剂分聚合物、改变絮凝剂分子结构子结构高压自然旋风干化,无废水排放水分降到40%以下再经低温干化发酵干化污泥发酵干化污泥生物质辅料生物质辅料燃烧值燃烧值提升提升3500大卡大卡/公斤公斤挤挤压造粒压造粒环保型燃烧灰环保型燃烧灰污泥基污泥基生物质成型燃料生物质成型燃料对外服务:提供污泥基生物质成型燃料供能
17、全套服务及解决方案印染、造纸、化工,医药,农药等用户方案一含水85%污泥添加固化剂,3-4小时内快速成型自然固化方案二添加部分纳米生物生化高温菌与生物质原料混合发酵提供合同能源方式供能市政污泥工业污泥生活污泥 专用发酵罐24-48小时厌氧高温发酵温度高达85度以上3,工艺工艺技术价值分析技术价值分析工工 艺艺 步步 骤骤行业方案行业方案A行业方案行业方案B本方案本方案C序号序号描述描述指标指标描述描述评价评价描述描述评价评价描述描述评价评价1污泥除臭污泥除臭气味、时间气味、时间物理物理封存恶臭封存恶臭不推荐不推荐添加剂添加剂72-120小时小时除臭除臭效果一般,长时效果一般,长时添加除臭剂添加
18、除臭剂10分钟之分钟之内快速持久除臭改变内快速持久除臭改变硫化氢分子结构硫化氢分子结构短时高效短时高效2污泥预固化污泥预固化含水率含水率85%成型时间、成型时间、耗能耗能干化机干化机固化固化含水率高含水率高60%高耗能高耗能自然晾干固化自然晾干固化48小时表面成型,小时表面成型,本体成型本体成型困难困难占用占用较大场地较大场地添加剂破壁剂改变胞添加剂破壁剂改变胞外聚合物和絮凝剂分外聚合物和絮凝剂分子结构子结构无耗能无耗能,快速脱快速脱水自然干化水自然干化3重金属处理重金属处理重金属检测残留量重金属检测残留量不处理不处理不推荐不推荐微生物微生物降解不彻底降解不彻底少部分少部分重金属有效重金属有效
19、重金属矿化处理重金属矿化处理有效快速有效快速4污泥脱水污泥脱水含水含水率率65%脱水脱水时间时间长、长、耗能耗能干化机干化机固化固化含水率高达含水率高达60%高耗能高耗能,需要,需要2小时小时脱水脱水自然晾干固化自然晾干固化需要很长时间蒸发需要很长时间蒸发脱水占用脱水占用较大场地较大场地纳米高温复合纳米高温复合菌菌24小时内温度达到小时内温度达到85度以上度以上72小时內快速蒸小时內快速蒸发水分降到发水分降到40%无废水排放无废水排放5污泥处理污泥处理经济性、环保性经济性、环保性粉碎做掺料,粉碎做掺料,水泥、煤等水泥、煤等依靠补贴,用依靠补贴,用量有限,有潜量有限,有潜在污染风险在污染风险深坑
20、填埋深坑填埋依靠补贴,逐步被依靠补贴,逐步被禁止,潜在污染源禁止,潜在污染源造粒做成生物质燃料造粒做成生物质燃料高经济价值,同高经济价值,同步解决园林废弃步解决园林废弃物处理,无污染物处理,无污染6附加价值附加价值经济和社会价值经济和社会价值不建议复制推广不建议复制推广被逐步禁止被逐步禁止燃烧产生蒸汽或供暖燃烧产生蒸汽或供暖循环循环经济经济建议建议推广推广废物处理闭环无污染废物处理闭环无污染02010304快速除臭、改变硫化氢分子结构、持久除臭快速除臭、改变硫化氢分子结构、持久除臭破除胞外聚合物快速破壁脱水改变絮凝剂分子结构破除胞外聚合物快速破壁脱水改变絮凝剂分子结构重金属固化重金属固化添加纳
21、米生化生物复合高温菌,使污泥快速发酵添加纳米生化生物复合高温菌,使污泥快速发酵24小时內升温小时內升温85度度通过自然高压风快速蒸发水分降至通过自然高压风快速蒸发水分降至40%无废水排放无废水排放再经过低温干燥至再经过低温干燥至20%水分挤压造粒水分挤压造粒碳源浓缩污泥不落地碳源浓缩污泥不落地颗粒燃烧后达到天颗粒燃烧后达到天然气燃放标准然气燃放标准4,核心优势核心优势危废固废变燃料,绿色低碳更环保危废固废变燃料,绿色低碳更环保5,样板工程样板工程 浙江省环保厅及绍兴市环保局组织多次实地考察及在线污染物监测。各项数据及指标均满足相关标准要求。项目进入政府环保解决方案推荐目录。嵊州样板工程嵊州样板
22、工程6,日处理日处理300吨财务模型吨财务模型序号序号指标名称指标名称单位单位数值数值备注备注一一建设建设1 1项目用地面积项目用地面积亩亩30302 2总建筑面积总建筑面积mm1200012000二二产品方案产品方案1 1年处置市政污泥(含水年处置市政污泥(含水85%85%)万吨万吨10102 2年加工市政污泥基生物质成型燃料颗粒年加工市政污泥基生物质成型燃料颗粒万吨万吨7 7三三年工作日年工作日天天330330二班制二班制四四项目能耗项目能耗1 1项目生活用水项目生活用水吨吨/年年3603602 2项目总耗电项目总耗电kwh/kwh/年年600600万万五五项目定员项目定员人人3030六六
23、项目总投资项目总投资亿亿元元1 11 1土地购置土地购置万元万元150015002 2厂房建设厂房建设万元万元100010003 3生产设备购置生产设备购置万元万元720072004 4铺底流动资金铺底流动资金万元万元300300七七经济指标经济指标1 1收取收取1010万万吨污泥处置费用吨污泥处置费用万元万元33003300按按平均平均330330元每吨计算,元每吨计算,工业污泥危废价格更高工业污泥危废价格更高2 2年产年产7 7万万吨污泥基生物质成型颗粒燃料吨污泥基生物质成型颗粒燃料万元万元45504550热值热值35003500大卡大卡/公斤,最低销售价公斤,最低销售价650650元元/
24、吨吨八八年总体收入年总体收入万元万元78507850九九年总体投入成本年总体投入成本万元万元43004300包含设备折旧费、原料费、包含设备折旧费、原料费、加工费、电费加工费、电费、工资等各项费用、工资等各项费用十十年营业税、附加税、年利税年营业税、附加税、年利税万元万元591.5591.5十一十一税前年净利润总额税前年净利润总额万元万元2928.52928.5(八)(八)-(九)(九)-(十)(十)十二十二财务评价指标财务评价指标1 1固定资产投资利润率固定资产投资利润率%36.6036.60(十一)(十一)/(六)(六)2 2投资回收期(税后)投资回收期(税后)年年3.53.5设计原则:设
25、计原则:1 1,绿色零碳排,绿色零碳排 ;2 2,能源自给,能源自给 ;3 3,水资源全部回用;无废气,固废排放;,水资源全部回用;无废气,固废排放;4 4,副产碳基复合肥助力绿色农业,副产碳基复合肥助力绿色农业碳源浓缩生化处理生物脱氮湿地净化工业市政污水污泥碳基生物质污泥循环回用生物燃料生物质发电太阳能发电储能系统电网系统电力自给废气富集助燃气体飞灰重金属回收氨法脱硫脱碳碳基复合肥7 7,未来绿色污水厂设计思路未来绿色污水厂设计思路飞灰除磷钾磷钾元料敬请各位专家批评指正!谢谢!Thank you.Copyright2023 Bokehua Env-Pro Sci-Tech Co.,Ltd.A
26、ll Rights Reserved.The information in this document may contain predictive statements including,without limitation,statements regarding the future financial and operating results,future product portfolio,new technology,etc.There are a number of factors that could cause actual results and development
27、s to differ materially from those expressed or implied in the predictive statements Therefore,such information is provided for reference purpose only and constitutes neither an offer nor an acceptance.Bokehua may change the information at any time without notice 把节能增效减排带给每个人、每个组织每个企业!Bring energy-saving and efficiency,emission reduction to every person,organization and enterprise!在此感谢与华北市政院前期合作的战略合作单位提供的相关资料图片和数据!谢谢!汇报人:黄金鹿汇报人:黄金鹿手机微信号:手机微信号: