核技術界的「去汙粉」|電子束輻照技術如何處理工業廢水

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長江大保護中,廢水處理是十分關鍵的環節,中廣核技有”新武器”

南方能源觀察

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eo記者 劉文慧

浙江金華浦江縣,中國第一個電子束處理工業廢水示範項目在這裡落地。這裡有急需處理的工業廢水,這裡也實行全國最嚴格的汙水處理地方標準。

為環保埋單,意味著生產企業需要更高廢水處理效率的技術,同時經濟性不能弱於原有方案。這給核技術帶來市場空間——高能電子束流在水中可以產生強氧化性自由基,自由基能高效分解有機汙染物,同步實現消毒滅菌。

2017年,中廣核下屬上市公司中廣核技(SZ.000881)率先將此技術在浙江進行了產業化應用。恆昌集團第一個吃螃蟹,與中廣核技簽署《電子束處理廢水項目銷售協議》,於浦江印染有限公司建成運行示範工程。

“以示範工程為例,企業的原處理工藝是在生化處理後,出水採用混凝沉澱加臭氧氧化,只能達到接入城市汙水處理廠的納管標準。如今,採用電子束輻照加混凝沉澱處理工藝,出水水質能夠達到直接排放標準要求。”中廣核技董事長張劍鋒介紹,“如實現直接排放,與原工藝相比較,每噸廢水處理費用可節省約1.4元。同時,印染廢水經過電子束輻照深度處理後,並能實現部分回用,提高經濟效益。”

最嚴格水質把控

2018年7月,eo記者來到中廣核技電子束處理工業廢水示範項目現場。

浙江恆昌集團浦江印染有限公司原有的印染廢水處理系統設計處理規模為13000t/d,設有9000t/d和4000t/d兩套生化處理系統,再通過末端混凝沉澱和臭氧氧化脫色後達標排放。

2016年,恆昌集團開始電子束輻照新型廢水處理技術,進行印染廢水生產性處理試驗研究。2017年3月,示範工程建成,工業廢水處理規模為2000t/d。

示範工程採用與原有傳統工藝有機結合的方式,印染廢水經過二沉池後進入項目現場的調節池,通過管道輸入電子束輻照室進行處理,處理後輸出進入混凝池,再進入終沉池,最後一道工序為精密過濾,廢水從初始的灰黑混濁狀變得清澈透明,達到當地直接排放的標準。

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示範項目落地浦江縣並非偶然。

浦江縣是浦陽江的發源地。浦陽江,又稱浣江,傳說中古越西施浣紗沉魚之江,起於浦江縣,流經諸暨市、杭州蕭山區,終注入錢塘江富春江段。

位於上游的浦江縣,擁有水晶、服裝等特色產業。只是,這些產業的製造環節也帶來大量工業廢水。從2006年起,浦江縣開始治水,最主要是針對水晶加工戶的規範管理,前兩輪整治行動均以失敗告終,直到第三次以治水倒逼產業轉型升級,終於2015年,將把整治後的兩千多家水晶企業,搬到四個大型產業集聚園區,實行統一汙水處理。

為了鞏固治水成果,浦江縣及所在的金華市在尾水排放上制定了遠高於國家一級A標準的“金華標準”。

中廣核達勝擬在金華浦江恆昌印染電子束輻照處理印染廢水示範工作基礎上,對浦江縣三類工業園區內集聚的6家印染企業廢水進行專項集中處理,實現印染廢水的高標準清潔排放,提高中水回用率,改變傳統印染行業“高耗水、高汙染”的“頑疾”。

效率與成本

據介紹,該高能電子束輻照處理汙水技術由中廣核技下屬全資子公司中廣核達勝與清華大學合作研發。

2017年9月該示範工程的工業廢水處理效果通過了第三方檢測機構——杭州華圭環境檢測有限公司的現場隨機抽樣檢測。

2017年10月16日,中國核能行業協會在北京組織了《電子束處理工業廢水技術》科技成果鑑定會。鑑定委員會由8名院士和5位國內相關領域的知名專家組成,中國工程院院士曲久輝擔任鑑定委員會主任。

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鑑定委員會認為,《電子束處理工業廢水技術》中的水處理專用電子加速器、輻照反應器整體裝置以及電子束處理工業廢水工藝技術,屬於國內首創,突破了當前難降解廢水處理的技術瓶頸,一旦實現大規模產業化,可大幅度提高我國工業廢水治理水平。該技術結合生物技術深度處理工業廢水工藝,成本更低,淨化程度更高,可實現廢水的高標準排放或者中水回用。而且,針對難降解有機物質具有其他技術難以比擬的優勢,有望解決難降解廢水處理“世界性難題”。

現場工作人員告訴eo記者,與傳統工藝相比,電子束的優勢在於處理效率高,這使得廢水處理中所需的池子佔地面積更小。

另外,傳統工藝的成本趨於穩定,比如藥劑成本難以有更多優勢,而電子束工藝處理時耗電量大,在當下調整電價促進實體經濟“降成本”的大背景下,電價擁有下調空間,電子束輻照處理的變動成本呈下降趨勢。

如果廢水處理後能達到直排標準並實現直接排放,則不需要進入汙水管網,交由汙水處理廠處理,這也將給企業省下汙水處理廠處理費用。

安全與市場

2018年3月30日,《電子束處理印染和造紙工業廢水技術規範》正式頒佈。該技術規範是全球電子束處理工業廢水應用領域的首個技術標準,填補了國際標準空白。

在安全性上,電子加速器不使用核素,通過電源控制啟閉,斷電後不產生輻射,而採用1.5MeV電子加速器,廢水輻照後無放射性殘留風險。

eo記者在現場看到電子加速器設置了專門的屏蔽防護設施。廠房牆上掛著應急預案和低壓櫃安全操作規程。廠房辦公室內,工作人員可以通過屏幕查看加速器輻照控制系統運行情況,並通過攝像監控獲取出水口處理圖像。

在張劍鋒看來,浦江有最為嚴格的水質把控、最為複雜的水質成份、最為多變的情況處理和難度係數最大的處理過程,一旦浦江的示範項目獲得成功,即可向全國範圍推廣。

據環境統計年報數據顯示,2015年我國工業廢水排放總量199.5億噸,其中印染和造紙工業廢水排放量佔比約1/4。專家表示,印染和造紙工業廢水總量大、汙染物成分複雜,含有大量難以生物降解的有害物質,相比其他手段,利用電子束技術處理的廢水淨化程度更高,處理效果更好,還可實現廢水高標準排放或中水回用。

2018年4月11日上午,中廣核達勝與冠華國際控股所屬江門市新會區冠華針織廠有限公司,在深圳舉行電子束處理工業廢水合作項目簽約儀式。

根據協議內容,雙方將合作建立7臺電子加速器聯機、日處理量超過3萬噸的工業廢水處理線,專門處理印染領域高難度工業廢水。

中廣核技總經理胡冬明表示,本次簽約的是中國首個3萬噸級以上電子束處理工業廢水技術商業化應用項目,也是目前世界上採用該類技術處理工業廢水的最大單體項目,標誌著中國電子束處理工業廢水技術首次邁進大規模商業化應用階段。

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