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刘淑杰:RPIR快速生化污水处理技术 开启污水厂节能降耗新方向

时间:2016-10-21 13:48

作者:刘淑杰

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现场发言视频实录

深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室主任刘淑杰曾在中国水网专栏发布署名文章《靠污水厂提标,就能拯救水环境?》,在行业内引起很大反响,刘淑杰在论坛现场表示,这篇文章发表以后,可能有些人认为她反对污水处理厂提标。但她表示,其实恰恰相反,提标应该是趋势,改造是刚需。她详细介绍了,深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室研究的新技术“RPIR技术”,她说,这一技术的提出,开启了污水处理厂节能降耗的新方向。

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深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室主任刘淑杰

以下为刘淑杰现场发言内容:

提标是趋势,改造是刚需

提标改造不仅仅是新的标准问题,更重要的还是在提标改造的过程当中,能够贯彻一些新理念,能够实现产业化的升级,这次才是非常关键之处。

有人预测,近三年提标改造市场空间巨大可以达到400亿元。2014年8月住建部的数据显示,全国城镇污水处理厂近3900座。只有860座能够达到一级A的排放标准。也就是说还有3000多座的污水处理厂,也就是1亿多吨的出水达不到一级A,达不到一级A的标准,就被列入劣五类的水质。因此,进入了提标改造市场。

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那么提标改造改什么?刘淑杰总结认为,我总结包括三方面内容:设备优化。因为我国很多污水处理厂,基本上是在20世纪90年代建的,到现在有二十年的运转,曝气系统、风机、管道等都面临升级优化。自动化控制。包括互联网技术,使精准曝气,数控建模,系统优化变得非常简便运行。最关键的是核心工艺的完善。要达到新指标,还利用原来的工艺,就不能满足现在的要求。要求增加一些功能区,需要对工艺进行完善。

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工艺优化重点考虑针对性的指标有哪些?刘淑杰介绍,包括悬浮物、总磷、总氮三个方面,悬浮物和总磷,强化固液分离,比较容易。脱氮是比较难的过程,也是工艺优化的难点所在。刘淑杰指出,“针对这个问题,彭永臻院士曾指出,生物脱氮是唯一的方法。”

在考虑优化工艺选择时,四个问题无法回避。提标改造很大程度面临征地难问题;全方位提标改造,面临着一笔集中投资问题;提标后的能耗和运营费用问题;提标后指标特别是氮的达标稳定性问题。因此,刘淑杰认为,在考虑优化工艺时,应该重点考虑节地、节能、节管理的高效深化工艺。

如何才能优化生化工艺?首先看传统工艺,传统工艺用了一百年,主要有四个痛点比较突出,混合液携带微生物进入二沉池,生化池有效微生物少;二沉池环境变化,回流污泥活性低;大流量污泥回流,高耗能;二次沉淀,占地大。

如何提高污水处理效率?刘淑杰强调,“抓不住本质都是瞎含糊”。从污染物去除的本质考虑,其实非常简单,就是反应和分离两个过程。反应使污染物无害化,分离使水变清。

加快这两个过程,污染物去除效率自然会提高。考虑这两个过程,会发现我们所能采取的措施是很有限的,提高反应物浓度、强化混合、加温、密封加压、使用高效催化剂。

RPIR 快速生化污水处理技术,打开新的思路

刘淑杰同时强调,要提高生化反应效率,采用提高活性污泥浓度,优化反应条件,改善混合效果是通常可以采用的措施。基于这个考虑,2003年的时候,开始推广膜生物反应器工艺,膜过滤让污泥停留时间和水力停留时间分开控制,自由控制污泥浓度,提高微生物的数量和质量,提高了处理效率,节省了占地。但经过一段时间的实践,发现这可能并不是一种可持续的技术。

刘淑杰的团队从2004年开始思考,有没有一种新的工艺,能够达到拦截微生物的作用,又可以避开现存的一些问题。刘淑杰指出,经过了十余年的研发、推广、优化,提出了RPIR( 反应沉淀一体式矩形环流生物反应器)快速生化污水处理技术,开启了污水处理厂节能降耗的新方向。刘淑杰表示,RPIR的特点是,混合液流态稳定,污泥性状好,易于形成颗粒污泥,沉降性能优异;反应沉淀一体化,污泥浓度高,水力停留时间短,占地面积小,设备投资省;硝化反硝化作用强,出水总氮低;污泥无动力全回流,节能效果明显,运行费用低;启动快、运行稳定、抗冲击负荷能力强、管理方便;核心设备RPIR模块为全不锈钢材质,无易损部件,全寿命免维护。今年,RPIR快速生化污水处理装备荣获了首届“党建杯”创新大赛一等奖。

与传统工艺相比,RPIR技术致力于更好的解决节地、节能、节管理的问题,能够做得更优。刘淑杰举例介绍,一个10万吨污水处理厂(B升A改造),水价提升0.3元/吨,年收回费用达1460万元,回收年限为3.4。刘淑杰认为,这就让很多污水处理厂变被迫提标为主动提质。这项技术获得了一系列的荣誉,刚刚荣获深圳市2015年技术发明一等奖。目前已经在很多化工、乡镇、市政、食品加工、河道处理、屠宰、养殖等领域,建立了示范工程,这都是一些示范工程案例。

刘淑杰介绍,国际污水处理大师Mark van Loosdrecht教授曾大胆预言:好氧颗粒污泥技术将以其“高效低耗,易于分离,工艺紧凑”成为未来100年取代传统活性污泥法的新生代技术。而好氧颗粒污泥将是RPIR技术的未来发展空间。

最后刘淑杰引用“瓦克曼”的一句话,她说,“如果你在市场中以先锋的姿态推出某种产品,没有先例、没有道路可寻,在这样的情况下,关键在于尝试。谁也不知道会发生什么。因此,你尝试的越多,发现的就越多,学习的就越快,前进的就越远。”

(本文根据现场发言整理,未经本人审阅,如有表述不准确,还请见谅,欢迎微信底部留言更正)

 


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