本刊記者 李孟

再生粉末活性炭：湖北君集污水深度“整容”

本刊記者 李孟

“從污水處理廠出來的水，清得像溪流水?！苯鼉赡?，只要到過浙江省紹興市嵊新首創(chuàng)污水處理廠的人，無不眼前一亮。要知道，浙江紹興的嵊州市，是全球最大的領(lǐng)帶之鄉(xiāng)和絲針織服裝重要的生產(chǎn)基地，僅領(lǐng)帶服裝年產(chǎn)值就達(dá)164.24億元。

2014年底，日排放量超過15萬(wàn)噸的紹興嵊新首創(chuàng)污水處理廠，率先采用再生粉末活性炭深度處理污水的工藝技術(shù)，破解了印染污水這個(gè)世界級(jí)難題，嵊州工業(yè)園區(qū)23家印染企業(yè)、11家造紙企業(yè)和14家其他企業(yè)的工業(yè)廢水都要在此處理。

作為目前國(guó)內(nèi)最大的印染污水處理項(xiàng)目，怎樣的“神器”才能達(dá)到絕佳效果？

現(xiàn)狀堪憂 任重道遠(yuǎn)

紹興印染布匹年產(chǎn)量約為202億米，超過全國(guó)的1/3，但印染產(chǎn)業(yè)也給紹興水質(zhì)帶來巨大壓力，每印染加工一噸紡織品，需耗水100噸至200噸，其中近90%會(huì)成為廢水。

嵊新首創(chuàng)污水處理有限公司承擔(dān)著嵊州、新昌兩地企業(yè)生產(chǎn)污水和城鎮(zhèn)生活污水的集中處理、達(dá)標(biāo)排放任務(wù)。由于進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定等原因，排入剡溪時(shí)，水體顏色明顯區(qū)別于上游來水，形成明顯色帶。

2014年3月起，湖北君集水處理有限公司（以下簡(jiǎn)稱“君集環(huán)?！保┩顿Y1.6億元，對(duì)嵊新污水處理廠一期全面實(shí)施提標(biāo)改造工程，并于2014年12月31日開始試運(yùn)行。提標(biāo)改造時(shí)，嵊新污水處理廠采用粉末活性炭吸附工藝，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)大型的污水處理廠實(shí)行活性炭工藝改造的先河，只用了短短92天時(shí)間，就建成了日處理污水15萬(wàn)噸的設(shè)施，出水標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定達(dá)到地表水4類標(biāo)準(zhǔn)。

自通水以來，提標(biāo)工藝運(yùn)行良好，出水效果滿足了工程設(shè)計(jì)要求，出水COD低于50mg/L，色度從30倍甚至更高降低到15倍，其他主要指標(biāo)也均達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。升“A”完成的同時(shí)，還配合造紙行業(yè)的中水回用技術(shù)，為仙巖造紙園區(qū)提供生產(chǎn)用水。

一級(jí)A的水質(zhì)什么樣？從指標(biāo)上來說，COD下降16.7%，主要懸浮物下降一半以上，氨氮、總磷下降30%以上。用肉眼看，清澈透明，幾乎和干凈的水沒什么區(qū)別。最直接的區(qū)別在于，一級(jí)A水直排入江入河，水體凈化速度明顯快于一級(jí)B，對(duì)改善地表水水質(zhì)影響很大。

整個(gè)嵊新廠區(qū)，除了進(jìn)水口處有稍許臭味，其他地方幾乎聞不到任何臭味。為能更清晰直觀了解水質(zhì)的變化，公司技術(shù)人員還分別從污水入口處、處理后達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)、達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)這3處出水口提取3類不同的水進(jìn)行觀察，可清楚看出水質(zhì)從混濁到清澈的變化。水處理結(jié)果，從專業(yè)的數(shù)據(jù)看，主要是CODcr由60控制在50以內(nèi)，氨氮由8控制在5以內(nèi)。

粉末活性炭——“愛恨”交加

這一想法的爆發(fā)源于哪里？據(jù)了解，很多工業(yè)企業(yè)像塑料、石油行業(yè)，有不少化學(xué)成分在里面，生化方法都不足以凈化，粉末活性炭處理污水不是新技術(shù)，但要大規(guī)模應(yīng)用，首先必須降低污水中的懸浮物，還要解決過水量小的問題。

為了掌握粉末活性炭的吸附效率、過水流速、炭層的最佳設(shè)計(jì)高度，君集環(huán)保經(jīng)過11796次過濾之后，終于獲得了理想數(shù)據(jù)。有了理想的粉末活性炭過濾數(shù)據(jù)，在通行的過濾罐的基礎(chǔ)上，公司設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)粉末活性炭的全新的連續(xù)式粉末活性炭過濾罐，可以不間斷地長(zhǎng)時(shí)間工作，一個(gè)過濾罐24小時(shí)過濾1萬(wàn)噸污水。

而在污水通過粉末活性炭過濾之前，首先在污水中投放某些物質(zhì)助濾，通過板框，去掉污水中的懸浮物，也就是污泥。在嵊新污水處理廠，1萬(wàn)噸污水大約產(chǎn)生3噸污泥，僅為其他污水處理工藝的1/10。

從污水流入，加助濾劑，一級(jí)過濾，加粉末活性炭，二級(jí)過濾，全過程不到30分鐘，流出來的水清澈透明，部分指標(biāo)達(dá)到或超過地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。可以說，時(shí)間優(yōu)勢(shì)也成為其中一大亮點(diǎn)。

活性炭的吸附效果眾所周知，粉末活性炭和顆?；钚蕴康膮^(qū)別則在于吸附面積。如果顆?；钚蕴渴且粋€(gè)足球，粉末活性炭就是把足球分解成的若干個(gè)乒乓球，這些乒乓球的表面積可能是足球面積的上百倍，吸附效率大大提高。君集通過7年的努力，利用生物再生和熱再生各自優(yōu)勢(shì)，不但實(shí)現(xiàn)粉末活性炭低成本、無害化再生，而且從源頭破解傳統(tǒng)污水處理“治水不治泥”的頑疾。

就是這樣一項(xiàng)惹人青睞的技術(shù)，它也有“軟肋”：價(jià)格昂貴。優(yōu)質(zhì)椰殼炭近萬(wàn)元一噸，二手粉末活性炭也要五六千元一噸。就全國(guó)而言，每年活性炭產(chǎn)量約60萬(wàn)噸，如何高效回收利用活性炭成為眼前不得不解決的困難。

為了讓使用過的粉末活性炭再生，重新使用甚至反復(fù)使用，君集環(huán)保的專家團(tuán)隊(duì)們查遍國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模的生產(chǎn)運(yùn)用，前后花費(fèi)幾千萬(wàn)元。

2008年，在經(jīng)過6次設(shè)備迭代后，公司終于找到粉末活性炭的再生方法，為了降低活化成本，工程師又設(shè)計(jì)了一種全新的一體化活性炭再生爐，能耗降低了40%，產(chǎn)量提高了1倍。在活化的過程中，吸附的有機(jī)物也變成了活性炭，吸附效果比新炭的效果好，因?yàn)樘康目讖綇氐妆淮蜷_。

在項(xiàng)目中，君集環(huán)保創(chuàng)新性的使用高密度粉末活性炭技術(shù)，利用活性炭的廣譜吸附性，實(shí)現(xiàn)了最理想的去污效果。而對(duì)于使用一段時(shí)間后的活性炭，他們又發(fā)明了更為先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)這些活性炭進(jìn)行再活化處理，再次活化處理的活性炭，其功能可以恢復(fù)99%以上。再次活化活性炭時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳則注入污水中，降低污水的pH值。

換“面孔”——提標(biāo)改造

一般來說，污水處理廠升“A”要新建一個(gè)污水深度處理的新單元。如果在空地上新建，只是管道切割，對(duì)污水處理廠整體運(yùn)行影響不大，但如果污水處理廠之前的布局就比較緊湊，是就地改造，會(huì)產(chǎn)生較大的影響甚至要暫停污水處理廠，時(shí)間跨度可能是幾個(gè)月之久。

從B到A的跨越前后需要疊加的投資有哪些呢？據(jù)業(yè)內(nèi)人士給出的計(jì)算模型來看，一個(gè)污水處理廠從一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的追加投資，等于該處理廠原始投資成本的50%到70%。

以一座平均處理能力為4萬(wàn)立方米/日的污水處理廠為例，一級(jí)B污水處理廠基礎(chǔ)建設(shè)投資約為6000到8000萬(wàn)元，其升至一級(jí)A的追加資本為3000到5600萬(wàn)元。

追加投資最后有兩種結(jié)果，一是污水處理費(fèi)的上漲，二是由政府買單。一級(jí)A對(duì)于污水處理廠出水水質(zhì)還會(huì)有更高要求，這也意味著每一步的提質(zhì)，投入資金額將越來越高。就像百米長(zhǎng)跑一樣，專業(yè)運(yùn)動(dòng)員每提高0.01秒，背后是成倍的付出。

因此，如何經(jīng)濟(jì)高效地“升A”，成為了污水處理廠當(dāng)前急需解決的問題，每個(gè)污水處理廠處理一噸污水的成本都不同，使得污水處理廠在工藝選擇上的成本考量顯得尤為重要。

君集環(huán)保巧妙用氮磷控制技術(shù)、助濾技術(shù)、污水處理智能運(yùn)行技術(shù)等，自主研發(fā)的工業(yè)廢水、生活廢水治理和湖泊修復(fù)的多項(xiàng)核心技術(shù)，已獲得了19項(xiàng)各類專利。該工藝顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)就是，同樣的處理能力，占地僅是原來的1/6，處理一噸污水的成本不到兩元錢。