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清研环境总经理刘淑杰:RPIR快速生化污水处理技术  开启污水厂节能降耗新方向
 

  2016年9月23日,由E20环境平台、上海市政设计研究总院(集团)有限公司、上海城投污水处理有限公司、上海水资源保护基金会共同主办的“2016(第八届)上海水业热点论坛”开幕,近500位行业人士齐聚闵行星河湾酒店,共同探讨“污水污泥产业新供给如何升级”;我公司总经理刘淑杰作为特邀嘉宾在论坛现场就"RPIR快速生化污水处理技术——开启污水厂节能降耗新方向"进行了发言。
  刘淑杰总经理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,她在论坛现场表示,这篇文章发表以后,可能有些人认为她反对提标。但她表示,其实恰恰相反,她认为污水处理厂提标是趋势,改造是刚需,关键在于如何提,如何改?她认为提标改造不仅仅是指达到新标准,而是指在达到新标准的同时进行工艺优化,提高效率,降低能耗,简化管理。她详细介绍了由我公司进行产业化推广的——深圳清华大学研究院历时十二年研究的新技术“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。
 
  以下为刘淑杰总经理现场发言内容:

  各位专家领导,各位亲爱的同行,大家好!我是深圳市清研环境科技有限公司的刘淑杰,今天非常高兴能在这里和大家一起探讨这个非常有意义的话题!我曾经在上次的提标大讨论中写过一篇文章叫做《靠污水处理厂提标,就能改善水环境?》,看过的人也许会误解我是一个提标改造的反对者。事实上,恰恰相反,我认为:污水处理厂提标是趋势,改造是刚需,关键在于如何提,如何改?因为我认为提标改造不仅仅是指达到新标准,而是指在达到新标准的同时进行工艺优化、提高效率、降低能耗、简化管理。
  据住建部城镇污水处理厂的实时管理系统显示,截至2014年8月,全国城镇污水处理厂共3900座,日处理能力1.55亿立方米。其中,一级A项目约860个,日处理能力2925万立方米。其中有3000多座污水处理厂达不到一级A排放标准,根据“水十条”的界定,达不到则被划入劣五类水质,在提标改造要求范围之内,由此带来的市场空间非常巨大。
  那么提标改造改什么?我个人觉得主要集中于三个方面:一个设备优化升级,我们的污水处理厂从二十世纪九十年代开始建设,至今已经经过了二十多年的运转,设备老化现象严重,其中曝气系统、风机水泵、管道等都面临着优化升级的需求;另外是管控体系升级,由于自动化控制和互联网技术的发展,精准曝气、数控建模和系统优化都变得可行,所以管控系统面临着升级改造;但最重要的还是核心工艺的优化,随着标准的提高,我们的核心工艺已经不足以达到新的标准,必须通过增加功能区,优化生化工艺来达到新的标准。核心工艺优化的针对性指标主要有三个:悬浮物、总磷和总氮。悬浮物和总磷可以通过强化固液分离系统很容易实现,而提标改造的真正难点和关键在于脱氮,脱氮的唯一解决方法是强化生化。
  脱氮除磷方面的泰斗彭永臻院士也说:生物脱氮是唯一的方法,混凝沉淀、微滤、超滤、纳滤膜等物化法都不能有效去除氨氮和硝态氮,本质上还是要优化生化工艺本身。
  在选择生化优化工艺的时候,我觉得要重点要考虑几个问题:一个是提标改造很大程度面临征地难的问题;二是全方位提标改造,面临着投资问题;三是提标后的能耗和运行费用增加问题;四是提标后指标特别是氮的达标稳定性问题。基于这四点考虑,优化工艺的选择重点要考虑具有“节地、节能、节管理”的特点。
  无论是厌氧还是好氧,提高生化反应效率一般都是从优化反应条件、提高污泥浓度、改善传质效果几个方面来采取措施的,由于厌氧本身耗能低,因此以厌氧氨氧化为主要方向的工艺技术研究近期也成了大家讨论的热点,由于我国大部分的市政污水处理厂还是以好氧生化为主要工艺环节,今天咱们重点探讨针对好氧工艺的节能降耗型原位提标增容技术发展。
  基于对反应和分离效率的考虑,我们团队自2003年开始研究推广应用了膜生物反应器MBR工艺,其最大优势是在生化池加入了膜组件,出水经过了膜的过滤,拦截了微生物在生化池,提高了微生物的数量和质量,从而提高了处理效率。同时,省去了二沉池,节省了占地。我们把这种工艺用在了很多工业污水处理当中,取得了非常不错的效果。
  目前我国已经成为世界第一用膜大国,据《膜分离技术与应用》最新统计结果,预计在2017年,仅碧水源的膜工程总规模将达到2000万吨每天。
   但是在MBR技术的推广应用当中,我们发现MBR在工业或一些难处理高盐废水生化处理当中虽然有一定的优势,但用于大水量低负荷市政污水处理,并不是一种可持续性水处理技术。首先,由于膜污堵的不可避免性,通量持续下降,水量冲击时只能直排;其次膜的生产过程和膜更换产生的固废都是污染过程。特别是,即使在膜国产化过程中价格大幅下降,膜处理工艺依然是一种高投入、高折旧、高运行成本和对现场管理人员专业性要求较高的工艺。这一观点也被注明国际水协水处理专家郝晓地教授论证。
  因此,在04年开始,我们提出了非膜生物反应器RPIR替代MBR,以期开启污水处理厂节能降耗型原位提标增容新方向,助力市政污水处理厂生态化转型。我们用了十二年的时间,对这项技术进行不断的研究、应用、优化,目前这个标准化的模块基本上可以替代MBR膜组件的功能,这个标准化模块的处理水量为600吨每天。把这个RPIR模块放置于生化池中,生化池的效率被大大提高。主要表现为:
   ① 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;
   ②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;
   ③硝化反硝化作用强,出水总氮低;
   ④污泥无动力全回流,节能效果明显,运行费用低;
   ⑤启动快、运行稳定、抗冲击负荷能力强、管理方便;
   ⑥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。
  下面我们来看看传统工艺、膜生物反应器工艺和RPIR工艺的对比分析:
  与MBR工艺相比,我们致力于解决MBR的:投资成本高、运行成本高、直排问题、膜更换问题、二次污染问题等一系列市场痛点;
  与传统工艺相比,我们致力于在“节能、节地、节管理”方面有革命性地改良和优化。举例来讲,我们就一个10万吨/天的污水处理厂进行B升A改造,水价同样都是提升3毛钱的情况下,如果用RPIR快速生化污水处理模块来改,保守估计,也就是考虑后端加上过滤,吨水投资500元,只需要3.4年就可以回收投资,这极有可能会让运营企业变被动提标为主动提质。而用MBR工艺进行改造,投资成本高了一倍不说,每年还要持续投入四百多万来对膜系统进行维护运营,是一个持续投入的过程。
  因此,RPIR快速生化污水处理技术在传统活性污泥法的基础上,通过反应器结构设计,增加导流模块,人为创造污泥无动力全回流条件,在不需要增加任何外来动力的情况下形成了等同于MBR膜的微生物截留作用,使反应器中始终保持较高的活性污泥浓度。RPIR模块为全不锈钢材质,无易损部件,在投资运行维护方面远远优于MBR。RPIR真正的实现了低成本、高效率、简管理、优出水。
  RPIR快速生化污水处理技术历经12年的开发和完善,厚积薄发,陆续获得行业的认可。2014年的国家环境保护可续技术奖、2015年深圳市技术发明一等奖都是含金量非常高的奖项;在实际应用上,在高低浓度都有国家级示范工程,还被广西壮族自治区列为“十三五”乡镇污水处理推荐技术。
  该技术已经在化工园区废水、屠宰废水、乡镇污水、市政污水提标改造、养殖废水、食品加工废水等领域建立示范工程,取得成功应用。特别是近期通过北控水务,已经进入到市政污水节能降耗型原位提标增容项目,这将会给RPIR带来一个巨大的应用空间。
  在国内很大一部分人高呼活性污泥法已经用到了极致的时候,世界范围内革新性生化处理技术一次次不断冲击我们的视野。其中最为大家热捧的当数荷兰好氧颗粒污泥技术。好氧颗粒污泥以其沉降性能优异、生物量高、反应器占地少、耗能低等特点被世界范围内誉为污水处理技术领域皇冠上的明珠。可喜的是,RPIR在1500吨/天的屠宰废水处理工程实践中,出现了非常优异的好氧颗粒污泥现象,目前我们正在组建顶级团队对RPIR这项特性进行深入研究。
  这位帅哥最近很火,估计大家都通过文献或微信认识了,他就是被誉为国际水处理大师的Mark先生,他最近做了个大胆预言: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RPIR恰恰是具备了这些特征的新技术,而且已经开启了应用的大门,未来有会怎样呢?我觉得很值得期待!
  最后,我想用朱迪•瓦克曼( Judy Wajcman)的一句话结束我的报告: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。送与大家共勉之!谢谢大家!

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