“資源化”技術(shù)破解氨氮污染困局
2007年，氨氮是長江、黃河、海河和遼河的首要污染物，同時也是珠江和淮河的主要污染物。2008年重點流域水污染防治專項規(guī)劃考核結(jié)果表明，海河、遼河、三峽庫區(qū)及其上游、黃河中上游等流域大部分?jǐn)嗝姘钡瑯?biāo)，太湖、巢湖、滇池等流域氨氮達(dá)標(biāo)率也偏低。2009年《中國環(huán)境統(tǒng)計年報》顯示，我國廢水中的氨氮排放總量已達(dá)122.6萬噸，相當(dāng)于受納水體環(huán)境容量的4倍左右；而其中化工、有色等以高濃氨氮廢水為主的8個行業(yè)氨氮排放量占全國工業(yè)氨氮排放總量的85.9%……
環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院副院長吳舜澤撰文表示：“氨氮作為主要超標(biāo)污染物在七大水系中出現(xiàn)頻率非常高，氨氮污染是全國性的污染問題。”在今年10月召開的中共十七屆五中全會上通過的“十二五”規(guī)劃建議中，氨氮已成為繼COD后的全國主要水污染物排放的約束性控制指標(biāo)。
這將是一個強制性的標(biāo)準(zhǔn)，但氨氮廢水排放企業(yè)如何擺脫困局？
核心技術(shù)破解困局
調(diào)查顯示，我國化工、有色等以高濃氨氮廢水為主的8個行業(yè)的氨氮排放量占全國工業(yè)氨氮排放總量的85.9％，而這些廢水處理情況不容樂觀。
“資源化處理技術(shù)是一條全新的氨氮廢水處理路徑，可以使氨氮污染物削減率和利用率均大于99%，而以往全國工業(yè)廢水的氨氮去除率平均不超過68%。”中科院過程工程研究所助理研究員劉晨明在接受《科學(xué)時報》記者采訪時表示。
由中科院過程所、天津大學(xué)研發(fā)的“863”計劃項目成果“高濃氨氮廢水資源化處理技術(shù)與工程示范”提供了破解氨氮污染困局的新方法。近日，這一技術(shù)在北京通過了中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會組織的成果鑒定。
“目前氨氮廢水處理的方法主要有‘吹脫法’、‘生物法’等，但這些方法都存在很大缺陷。”劉晨明解釋，吹脫法即將氣體通入水中，使氣液相充分接觸，使水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除氨氮的目的。這需要空氣作為處理過程的載體。
劉晨明表示：“‘吹脫法’存在二次污染問題，廢水是處理完了，但排放了有毒氣體。而在‘生物法’中，微生物往往不足以降解高濃度氨氮廢水，有時所加入的微生物還面臨被‘毒死’的危險。而使用‘高濃氨氮廢水資源化處理技術(shù)’則不存在這些問題。”
中國工程院院士金鑒明、中國工程院院士張全興等鑒定組專家表示：“項目組研發(fā)的以高效低能耗精餾為基礎(chǔ)的高濃度氨氮廢水的資源化處理新工藝，和研制適合氨氮廢水處理的高效精餾塔關(guān)鍵設(shè)備，是新技術(shù)的核心所在。”
中科院過程所研究員曹宏斌表示：“這些核心技術(shù)基于氨與水分子相對揮發(fā)度的差異，通過在精餾塔內(nèi)進(jìn)行數(shù)十次氣液相平衡，可以將氨氮以分子氨的形式從水中分離，然后以氨水或液氨的形式從塔頂排出。經(jīng)過這一過程，脫氨后的廢水氨氮濃度可降至10毫克/升以下，達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)（小于15毫克/升）。”
資源化處理：變廢為寶
新技術(shù)的一個關(guān)鍵詞是“資源化”，這是以往氨氮廢水處理技術(shù)沒有實現(xiàn)的。
“精餾塔處理后的氨水或液氨從塔頂排出后，即被冷凝器冷卻到常溫成為高純氨水進(jìn)行回收。這一過程使氨氮資源回收率超過99%。”劉晨明解釋說，“氨氮以氨水的形式回收，氨水可以直接作為生產(chǎn)原料使用，實現(xiàn)了污染物的資源化，這相對于傳統(tǒng)技術(shù)節(jié)能40%。其運行成本受水質(zhì)影響，在5～20元/噸范圍內(nèi)波動。”
劉晨明表示：“雖然采用‘高濃氨氮廢水資源化處理技術(shù)’可能會使企業(yè)初期投資高出30%，但在處理過程中，收支抵消后，有些企業(yè)每處理1噸廢水還能夠盈利2～6元。而傳統(tǒng)的處理技術(shù)無法回收氨水，因此沒有盈利。所以，‘高濃氨氮廢水資源化處理技術(shù)’在具有良好環(huán)境效益的同時，也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。”
不管什么技術(shù)，企業(yè)能用才是硬道理。劉晨明說：“經(jīng)過實踐證明，傳統(tǒng)的精餾處理技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用過程中難以實現(xiàn)長期免維護(hù)運行，原因是廢水在處理過程中容易結(jié)水垢。新技術(shù)開發(fā)出高溫、高堿條件下專用阻垢分散劑，一舉解決了這一問題，使維護(hù)周期大大延長。”
據(jù)曹宏斌介紹，目前項目組利用該技術(shù)已在天津、福建、遼寧、吉林、廣東、湖南等地建成7套處理規(guī)模為100～400噸/天的示范工程，全部穩(wěn)定運行。這項技術(shù)將主要應(yīng)用于冶金、化工、食品加工等行業(yè)的氨氮廢水處理，而這些行業(yè)產(chǎn)生的氨氮廢水量占全國總排放量的一半以上。
目前，作為處理高濃度氨氮廢水的首選技術(shù)，“高濃氨氮廢水資源化處理技術(shù)”已被環(huán)保部列入2010年《國家先進(jìn)污染防治示范技術(shù)名錄》。
中國工程院院士張懿表示，目前，環(huán)保治理的思路已由“先污染后治理”向全過程污染控制轉(zhuǎn)變，從事過程工程的科學(xué)家要勇于承擔(dān)國家環(huán)保治理任務(wù)，不能再局限于發(fā)文章，而要切切實實拿出企業(yè)實用的環(huán)保技術(shù)，對企業(yè)負(fù)責(zé)，對社會負(fù)責(zé)。從這方面說，“高濃氨氮廢水資源化處理技術(shù)”的思路無疑是正確的。
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