在深入實施“十四五”規(guī)劃關鍵之年。堅持科技創(chuàng)新是我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。改革開放以來，國家涌現出一大批敢闖敢干、勇于創(chuàng)新的企業(yè)家，他們不忘初心，砥礪奮進，發(fā)揚愛國奮斗精神，展示了新時代企業(yè)家的獨特風采。在2022年兩會期間特以《兩會關注：解碼科技創(chuàng)新》為題材，特報道在科技戰(zhàn)線上作出突出貢獻的科技工作者及科技前沿技術。

改革開放40多年來，國內經濟高速發(fā)展，同時，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，地表水及地下水也受到嚴重威脅。

2019年～2021年，住建部、環(huán)保部、國家發(fā)改委聯合下文，提出對城鎮(zhèn)污水處理提質增效三年行動方案，要求“加快補齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設施短板，盡快實現污水管網全覆蓋、全收集、全處理”，以便保護生態(tài)環(huán)境，遏制生態(tài)環(huán)境惡化勢頭，為持續(xù)推進污水處理提質增效打好堅實基礎。

首先是生活污水，由于城鎮(zhèn)化發(fā)展，城市人口導致生活污水排放量增加，生活污水處理場及其管網建設速度滯后。其次是工業(yè)廢水，由于各行各業(yè)新技術、新材料、新產品、新工藝不斷創(chuàng)新、改進，廢水成分復雜，廢水呈現高COD、高氨氮、高磷、高鹽、高重金屬特征，且污染因子呈現分子量大、分子鏈長，極易溶于水，很難被氧化，處理難度大大增加。再有就是黑臭水（常年遺留水），由于城鎮(zhèn)改造、企業(yè)搬遷、停產、改建、渠改等因素，常年遺留下來的黑臭水直接影響生態(tài)環(huán)境。

近期國家發(fā)改委和住建部出臺了《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），要求2025年前消除生活污水直排口和收集處理空白區(qū)。集中收集率城市要求70%以上，縣城達到95%以上，處理后達到一級A排放標準。強調補短板、強弱項、破難題，其核心是提標改造，促使污水處理出現新局面。

目前，全國已建成污水處理廠427座，但污水增加量遠大于污水處理量，供求矛盾很大。在城鎮(zhèn)化進程加快、水資源緊缺、水污染加劇背景下，國家日益重視環(huán)境保護，政府除推出污水治理資源化利用外，將推出更多治理項目。

同時，中國污水處理業(yè)迅速成長，目前規(guī)模以上企業(yè)有336家，其中國營、民營、外企的環(huán)保企業(yè)數量達到96%。公開資料顯示，2018年污水處理行業(yè)形成產值614億元，預計2024年將達到1400億元。農村在2020年產值達到844億元，處理率為30%；2035年產值將達到1305億元，處理率為58%。

國情表明我國環(huán)保事業(yè)任重道遠，落實《規(guī)劃》的要求，核心問題是提標改造，不斷提高污水處理的核心技術，以滿足各種污水處理要求。

隨著國民經濟高速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境遭到極大威脅，一方面廢水成分越來越復雜，污染因子突顯高分子、復合型大分子有機物，這部分有機分子極易溶解水，卻很難被氧化；另一方面環(huán)保技術魚目混珠，不經濟、不科學、不成熟的技術還很有市場，環(huán)保新技術、新工藝、新材料、新產品受到觀念和體制的制約，出現投資高不見效、提標改造換湯不換藥、專家論證和招投標走過場等現象，造成處理工藝越搞越復雜，投資費用越來越高，運行費用越來越高，給國家和用戶造成很大負擔。

解決上述問題，必須從環(huán)保技術創(chuàng)新上下功夫，常用的物理法、化學法已適應不了環(huán)保要求，而當前的生化法、膜技術、多效蒸發(fā)器處理工藝，雖然優(yōu)勢突出，缺陷也不可回避。

當前國內污水處理工藝繁多生化法在處理廢水中作出了歷史性貢獻，由于其處理量大、低運行成本、便于管理維護，被廣泛采用，遇到問題后，在生化范圍內又出現了A2/O，或厭氧、缺氧、好氧交替或多次重復使用。

對于低分子、低色度、低味、低毒的有機物，如生活污水，采用A/O工藝一般可達到一級A排放標準。但對于COD高、氨氮高、磷高、鹽高，或工業(yè)廢水進入后，原生化系統(tǒng)很難維持，出現達標困難，這是因為生化處理是靠微生物的酶轉化進行的，必須保證生存和繁殖條件，欲消化污染因子，對廢水的成分、PH值、溫度、泥齡、碳源、氮源都要嚴格保證，否則硝化菌、反硝化菌、聚磷菌的質和量保證不了，生化處理就不能正常進行，究其原因是微生物的酶轉化能力是有限的，不是無所不能的。

技術處理工藝也是常用工藝之一，當前國內不少水處理廠在好氧段加入MBR生物膜，在進膜初期（3月～5月內），出水達到COD<30mg/L、磷<0.2mg/L、氨氮<3mg/L，很容易實現，但超過5個月，排水量減小，水質變壞，主要原因是MBR是過濾技術，微孔只有0.02～0.05μm，只能使水分子、溶性顆粒、一價重金屬離子通過，采取的是物理滲透作用，當污泥、微生物團、高分子有機物累積在微孔入口處，滲透力消失，過濾作用很快失去，希望表面好氧、內部厭氧的局面難以維持，特別是國產膜壽命2年～3年，投資費用很高，設計規(guī)模3000T/d，MBR費用需300萬元左右，設計規(guī)模5萬噸/天，MBR費用需8000萬元左右。

為使MBR正常運行，一般一年要維修兩次以上，或酸洗，或更換膜片，維修費用增加。

事實證明，MBR的應用動機好，效果并不好，在水處理中采用任何過濾技術都是行不通的。

膜技術及多效蒸發(fā)器處理工藝同樣是有利有弊，凡采用膜技術，如超濾、反滲透、納濾、MBR等，對高濃度污水處理時，都遇到同一問題，即40%的廢水通過了，仍還有60%的污水在膜前未通過，這部分水處理起來難度更大，只好采用多效蒸發(fā)器進行固液分離。雖可解決少量污水排放問題，但后遺癥很大：投資費用高。

由于生態(tài)環(huán)境惡化和環(huán)保技術的要求，新鄉(xiāng)市天盛環(huán)保公司擺脫舊的觀念和工藝，從分子結構入手，獨立研制開發(fā)了“超強氧化還原廢水處理裝置”（簡稱CYH法），涵蓋了高頻電絮凝和高頻電芬頓兩種工藝，核心是高頻直流電化學，該技術對污染因子的分子結構，具有開環(huán)斷鏈——氧化還原——脫色脫臭脫毒——深度氣浮——深度絮凝五項功能，這有賴于極板反應、催化反應、高頻反應，在這三項綜合反應作用下，在直流電場中產生了原生態(tài)的氫離子、氧離子、氫氧根離子、羥基自由基[·OH]，同時產生了強大的離子流呈萬級數增加，在國內廢水治理方面是一項重大技術變革。

通過實踐證明，對各種有機物和重金屬廢水，特別是難降解的有機物，廢水治理都取得了良好效果。

采用CYH法處理技術，在廢水治理中顯示了強大的功能，對于重金屬廢水采用高頻電絮凝技術，一次即可達到排放標準。對于各種有機廢水采用一級、多級，或電絮凝和電芬頓混合使用，皆可穩(wěn)定達標排放。

CYH法處理工藝機理包括極板反應，利用污水中的水分子產生原生態(tài)氧離子、氫離子、氫氧根離子，使有機分子被分離；通過高頻反應，高帶電負荷的能量，在電解場游離中，使有機分子被切割、瓦解，大分子被分解為小分子，長鏈被切割為短鏈；由催化反應，利用極板析出的亞鐵離子，直接催化雙氧水產生高氧化電位的羥基自由基[·OH]，使有機成分被氧化。與化學芬頓相比，可連續(xù)運行，運行成本大大降低。

當廢水中COD較高時，在高頻直流電場中，對有機分子直接開環(huán)斷鏈，使大分子變?yōu)樾》肿?、使長鏈分子變?yōu)槎替湻肿樱瑫r被氧化絮凝下來。

當廢水中有氨氮時，在高頻直流電場中，首先使氨氮分解，生成二氧化碳和水，其中有機氮被氧化成無機氮，生成硝酸鹽和亞硝酸鹽沉淀。

當廢水中含磷時，在原生態(tài)氧和羥基自由基[OH]作用下，有機磷變?yōu)闊o機磷，偏磷氧化成正磷沉淀下來。

當廢水全鹽較高時，采用多級高頻電絮凝，在強大裹挾作用下，全鹽去除率可達95%以上。

當廢水中含有重金屬時，由于強氧化作用在調整ph值后，混合重金屬離子可一并去除，一次處理可達到標準。

綜上所述，在CYH法作用下，使廢水中的有機態(tài)變?yōu)闊o機態(tài)，不僅使COD大大降低，而且使廢水的水解酸化能力大大提高，為生化創(chuàng)造了最佳條件。

1.該工藝原則上少加藥或不加藥。根據廢水狀況可采用CYH法，達到治理廢水的目的。

2.不僅大大降低COD，提高水解酸化能力，同時除磷效果好（可將有機磷氧化成無機磷，將偏磷氧化成正磷降解下來）；除氨氮效果好（可分解、氧化、氣浮，使氨氮分解，有機氮氧化成無機氮，將其降解下來）；脫鹽效果好（有極佳的分解、置換作用）。

3.該工藝占地面積小、投資省、易管理維修、運行費用低、污泥生成量少，關鍵零部件為進口原裝件，主機使用壽命八年以上。

4.該工藝的問世，使各水處理場提標改造成為現實，采用該技術原生化處理不變，或者省去厭氧段處理，可使排水達到地表水Ⅳ類標準。

該裝置適用于各種重金屬及有機廢水治理，涉及行業(yè)如電鍍、乳化液、采礦、煤化、冶煉、化工、醫(yī)藥、農藥、電池行業(yè)、農產品加工、垃圾滲透液、礦山開采、印染、黑臭水等難以處理的有機廢水的實例證明，CYH 法技術對各種有機物和重金屬廢水，特別是難降解的有機物，廢水治理都取得了很好效果。

運用該技術使廢水處理由復雜變?yōu)楹唵?，由不可能變?yōu)榭赡埽刹豢蛇M生化變?yōu)榭身樌M生化，由一級A排放標準提標改造為地表水Ⅲ、Ⅳ類標準成為現實，且占地面積小、投資省、易管理維修、使用壽命長、處理費用低等優(yōu)勢，該技術2016年8月已獲國家級科技評價，結論“達到國際先進水平”；2018年8月列入環(huán)保部·環(huán)科學會“優(yōu)秀環(huán)?？萍紕?chuàng)新實用成果目錄”，在環(huán)境治理中引起巨大反響。

在采訪中公司董事長、高級工程師梁鳳鳴先生講到：按現有建筑設計院水處理概算為依據，以生活污水處理廠為例，日處理量2.5萬噸，投資2.5億元；處理量10萬噸，投資10億元。提標改造時，日處理量2.5萬噸，投資約1億元；提標改造時，處理量10萬噸，投資約4億元。對于工業(yè)廢水處理廠，視廢水狀況、投資費用一般為生活污水處理場的2倍～4倍。采用CYH法，對于生活污水處理場，投資可節(jié)省50%；提標改造可節(jié)省30%。運行費用可節(jié)省60%，對于工業(yè)污水處理場，降低投資費用30%～50%，使投資費用、運行費用、提標改造費用大大節(jié)省。

超強氧化還原廢水處理裝置，即CYH法的問世，解決了廢水處理難題，開辟了廢水處理的先河，電解+生化已成為各種廢水處理的新模式，在廢水處理中取得巨大的社會效益、經濟效益和環(huán)境效益，市場前景將不可估量。

責任編輯/熊雪琴