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超临界技术能引发固废处理领域的革命吗?
 
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3上一篇 2015年12月15日 放大 缩小 默认        

超临界技术能引发固废处理领域的革命吗?

新奥环保超临界污泥处理示范项目
南京超临界氧化处理工业固体废物项目
 

◆童克难

污泥、危废以及高浓度难降解废水处理一向是环境治理的难点和痼疾。长期以来,我国水处理行业有着“治污不治泥,污染大转移”的说法。虽然经过处理的废水可以达标排放,但是在处理过程中产生的污泥(尤其是危险废物)并未得到有效处置,所造成的二次污染问题一直受人诟病。

针对这个问题,新奥集团历经7年研发,自主创新了一套可实现对污泥、危废及难降解废水无害化处理的超临界水氧化技术,为固体废物的处置提供了新的技术样本。

大型超临界水氧化装置落户廊坊

2015年5月,新奥集团超临界水氧化技术在廊坊市龙河工业园完成污泥处理示范装置建设,并顺利试运行。项目占地1.45公顷,总投资1.5亿元,处理能力达到240吨/天。

这是国内首套实现工业化运行的超临界水氧化装置,也是目前世界上处理能力超前的超临界水氧化技术应用项目,从根本上解决了市政污泥对土壤和地下水造成的污染问题。

其实早在2011年,新奥集团就完成了6t/d超临界水氧化技术中试装置建设,实现了72小时连续稳定运行,并利用这一装置对制药药渣及废水、军工废水、石油炼化碱渣、石油开采油泥、印染污泥、市政污泥等多种废弃物进行了处理试验。中试结果表明,污染物能够得到高效彻底降解,处理后出水严格满足国家排放标准。

“这一技术为我国市政污泥及危险废物的处理提供了一条新路径。”以中国工程院院士王浩为首的专家鉴定委员会在技术鉴定会上这样评价超临界技术。更有业内人士直言,超临界水氧化技术的成功应用,将引发我国固体废物处理领域的一场革命。

如果说个别专家的观点可能片面,那么工业化处理装置的实际运行状况也许更能说明问题。从目前的运行结果来看,日处理能力240吨的廊坊示范项目出水COD含量远远低于一级A排放标准,可直接在厂区和园区内进行回用;经超临界处理后,污泥中有机质几乎100%彻底分解,重金属转化为稳定氧化态,处理后的固体物可用于建材生产。更为可贵的是,处理过程中不产生PM2.5、硫氧化物、氮氧化物及二恶英等二次污染物,能够实现对周边居民和企事业单位的零干扰。

新技术的应用带来了可观的社会效益和经济效益。如采用常规的填埋方式处理污泥,每吨污泥脱水干化与填埋的直接处理成本至少也在二三百元以上,所造成的土壤和地下水污染则很难避免,间接带来的环境污染成本难以估量。焚烧方式处理污泥相对干净彻底,但要真正消除烟气排放中含有的二恶英等剧毒污染物,每吨污泥的处理成本将达到600~800元。采用超临界水氧化技术处理污泥,全部处理成本可控制在500元/吨以内,同时能够实现零污染,技术优势可谓相当突出。

超临界水氧化到底是什么?

超临界水氧化技术是什么?在技术交流和推广时,这是经常被客户和业主问到的一个问题。新奥环保副总经理许福才坦言,与传统的处理工艺相比,超临界水氧化技术虽然有着不可比拟的优势,但是由于国内应用项目少等原因,确实“知名度”不高。

事实上,早在20世纪80年代,超临界水氧化技术就由美国学者提出并逐渐发展为新兴的污染物处理技术。长期以来,西方发达国家针对这种技术投入了大量人力、物力进行研究,各类试验装置和工业化应用装置也在不断兴建。

美国国家关键技术所列的六大领域之一“能源与环境”中,最有前途的废物处理技术就是超临界水氧化技术。美国能源部科学家Paul W.Hart指出:“鉴于超临界水氧化技术具有诸多优点,用它来代替焚烧法是极有生命力的”。

具有“诸多优点”的超临界水氧化技术在国外得到了广泛应用。目前这种技术已被美国国防部和能源部用来处理化学武器、火箭推进剂、放射性物质、炸药等高能废物,德国、法国、日本、韩国等国家也已经引入此技术用于处理各类危险废物。

正是看中了超临界水氧化技术的潜在应用价值,近些年,国内也有不少机构在研究它,但大多局限于实验室阶段的研究,与真正的产业化应用仍然相距甚远。新奥集团从2008年起启动超临界水氧化技术研发,从小试到中试,先后自主开发了4套不同规模的超临界反应装置,开展试验400余次,累计运行时间超过6000小时,获取了大量基础数据。直至2015年5月240t/d工业示范装置的建成投运,新奥集团用了7年时间追上了西方先进技术。

“秒杀一切有机物”,新奥环保技术有限公司总经理高继华这样形象地解释新奥超临界水氧化技术的神奇之处。

简单来说,就是在特殊的高温高压环境下,处于超临界状态的水能与有机物完全互溶,同时还可以大量溶解空气中的氧,而无机物特别是盐类在超临界水中的溶解度则很低。利用超临界水作为特殊溶剂,水中的有机物和氧气可以在极短时间内完成彻底的氧化反应。反应产物通过分离装置进行固、液、气分离,转化为无毒无害的水、无机盐以及二氧化碳、氮气等气体,并最终在生产和生活中得到回用。

“与西方国家相比,虽然我们研究的时间并不算太长,但是我可以自信的说,新奥的超临界水氧化技术已经达到了世界领先水平。廊坊的示范装置,即便在世界范围内也是单体规模大、技术先进的。”高继华表示。

超临界氧化技术将带来什么?

无论发达国家在军工等尖端领域的应用,还是业内人士所指的“固废处理领域的变革”,所看重的都是超临界水氧化技术相比传统工艺能够实现彻底的无害化处理,避免了各类二次污染物的产生。

王浩等专家在技术鉴定中写道:超临界水处理市政污泥及危险废物工艺实现了无机化率99%,固相减容率>90%,灰分中碳含量<2%,重金属转化为稳定氧化态;尾气中二恶英<0.02ngTEQ/NM3,SO2<5mg/Mm3、NOx<1mg/Nm3;排水指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级排放标准。

“高浓度难降解废水、污泥以及液态、半液态危险废物的处理更能够体现新奥的技术优势,别人处理不了的东西,恰恰是新奥感兴趣的东西。”高继华这样表示。

相比市政污泥,国内环保企业在高浓度难降解有机废物以及危险废物的处理方面技术储备更为薄弱。就算采用最为成熟的物化+焚烧+填埋的处理方式,其处理费用也要达到每吨上千元甚至数千元。高继华所指的技术优势,就是不论多么难以处理的废物,超临界水氧技术都可以实现通吃,处理成本更加低廉,同时还能够消除传统焚烧技术难以避免的“临避效应”。因此,不论是量大面广的市政污泥处理行业,还是制药、农药、石油开采及炼化、机械加工、表面处理、军工等存在废液、废渣、污泥处理难题的行业,这项技术都能够得到广泛应用。

处理成本低,不会产生二次污染,超临界水氧化技术真正为固废、危废的处理提供了一条新的解决之道。

超临界水氧化技术也正在凭借其自身的优势,得到越来越多客户的认可。2015年11月,新奥环保技术有限公司与南京化工园区管委会签订了“超临界氧化处理工业固体废物项目”入园协议,超临界水氧化技术应用真正延伸到了危险废物处理行业。项目占地40亩,一期项目规划处理能力5万吨/年,总投资达3.5亿元人民币。在化工、制药行业集中的石家庄循环产业园,新奥环保也已经完成入园选址。在11月刚刚结束的广州环博会和南京国际环保产业展览会上,许多环保企业和客户在深入了解新奥超临界水氧化技术之后,纷纷提出与新奥环保建立业务联系并开展项目合作。

“未来,新奥环保还将大力推进超临界水氧化技术与互联网技术的融合,为用户提供方便快捷的应用体验。”针对超临界技术的应用前景,高继华表示,超临界水氧化技术工艺流程短,处理效率高,特别适合开展小型化撬装装置和移动处理装置的应用。通过引入“互联网+” 模式,就能够将各地危废协调处置中心配属的超临界撬装装置、移动处理装置与各地区、各行业成千上万家客户的危废处置需求连接在一起,让客户足不出户就可以享受到高标准、低成本的危废处置服务。这种商业模式的变革或许将颠覆传统的危废处置模式,在环保领域掀起一场互联网+超临界的技术革命。

 
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