工業高COD高鹽廢水處理與未來資源化利用探索--黃金鹿.pdf

1、中 國 市 政 工 程 華 北 設 計 研 究 總 院廢 水 處 理 與 資 源 化 課 題 組 專 家 組黃 金 鹿 教 授 級 高 工1 3 3 7 6 0 2 1 4 4 8CONTENTS目 錄01高COD難生化工業廢水處理02高鹽工業廢水處理及資源化04高耗能企業節水降碳減排增效03未來污水廠碳源濃縮及污泥資源化工業“廢水”：一站式技術工藝裝備優化創新服務基于綠色資源化的末端治理源頭治理與減排過程工藝優化過程新技術裝備應用與創新01PART 高COD難生化工業廢水處理No.難降解性區分BOD5/CODCr按0.58折算1可生化性較好大于0.46大于80%2可以生化處理0.300.46

2、52%-80%3較難生化處理0.200.3034%-52%4不宜生化處理小于0.20小于34%生化指微生物不能降解，或者在任何環境條件下不能以足夠的速度降解而使它在環境中長期積累的化合物，很多難降 解污染物還具有對生化系統的毒性，主要含難降解工業有機物的廢水稱為難降解有機廢水。難降解有毒有機的毒性影響表現=微生物活性+絮凝性對B/C的理解 1，高COD難生化降解有機廢水概述化學沉淀化學中和高級氧化法浮上法超聲/等離子膜分離法蒸餾法/焚燒萃取/吸附法1)厭氧處理工藝厭氧活性污泥法厭氧生物膜法2)好氧處理工藝好氧活性污泥法好氧生物膜法單獨運用物化處理成本過高，優先考慮物化和生化相結合的工藝處理生化

3、處理 2，工業污廢水處理的主要方法物化處理11隔油/氣浮化學中和化學沉淀 電化學 芬頓氧化 三維電解 多段臭氧 超聲UV 濕式氧化 3，污廢水處理工藝組合一覽 各型氧化溝接觸氧化法SBR(含各變形工藝)AO工藝(含多級AO)臭氧氧化氣浮工藝MBRA1池水解酸化膜過濾芬頓氧化混凝沉淀高密池砂濾池MBBR池BAF池DN濾池氧化塘濾布池離子交換混凝沉淀厭氧反應器濃縮分鹽中水回用12厭氧段缺氧+好氧段二沉池后物化段后生化后高級處理前物化段 納米微氣泡鹽資源化離子膜交換 未來污水處理向綠色化，資源化，能源化方向發展，是不是這些工藝組合？值得探討。如何選擇高級氧化:確保實現BC大于0.35實現可生化降解，

4、重點考慮處理成本。4，高COD廢水處理關鍵 1.Fentton 5，優秀的高級氧化技術：解決工業廢水高COD不能生化問題 1.1,Fentton 1.2.：解決了芬頓氧化停滯和電化學氧化效率低的問題；促進鐵的循環利用，有效控制了離子效應發生，實現了 陰陽極協同，鐵泥產生量降低80%，氧化效率提升5070%；在溫和條件下實現COD可持續降解，可達7090%以上?！拘Ч亢蛩徕洀U水經過氧化處理后，COD去除率高達82%，蒸餾后回收的硫酸鉀鹽為白色無味的晶體，鉀含量為48.7%(以K2O計)，達到農業用硫酸鉀合格品(GB20406-2006)的要求。蒸發冷凝水去生化降解處理,達標排放。1.3.4h

5、14h24hCODmg/L23400104504214COD2.催化濕式氧化技術1，優點：可以氧化大部分難降解有機物；2，缺點：中壓4mp一8mp工作，高溫：工作溫度200一280度；噸水投資費用高，機理示意圖機 理直接氧化：污染物在電極表面直接被氧化。間接氧化：通過電化學反應生成具有強氧化性的中間產物，來間接氧化降解污染物。優 勢試劑是清潔反應物電子常溫常壓下操作，管理簡便裝置占地面積小，可移動調整電壓和電流保證出水水質穩定低壓直流電源降解，不耗費藥劑反應機理H2O OH +e-+H+2 OH H2O2Cl-+OH ClOH-3.電化學氧化技術1，優點：理論上可以氧化所有難降解有機物；2，缺

6、點：運營費用高，噸水投資費用高；4.FeC臭氧催化氧化技術1.可高效去除COD有機物、脫色，對環狀及長鏈大分子有機物進行開環、斷鏈；2.解毒，提高可生化性，對有毒、有害有機污染物破解有毒官能團，如將硝基（苯）還原為胺基（苯胺）化合物，降低毒性，提高工業廢水的可生化性。3.徹底去除重金屬離子（1）將六價鉻還原為三價鉻，經沉淀分離；（2）將重金屬（如鎳、銅、汞）離子還原為單質從水中分離；（3）將陰離子（如S2-、PO43-離子與鐵離子形成不溶物）沉淀分離。4.除雜原子（如硫、磷、鹵等）：含雜原子（如S）有機物經開環、斷鏈及進一步反應后，雜原子轉化為無機物（如硫化氫、硫化鈉等），最終反應生成生成硫化

7、物沉淀得以去除;5.除氨氮和總氮，產生HO.氧化氨氮形成N2，去除氨氮效果顯著，同時零價鐵的還原作用，與NO2-、NO3-等氮氧離子發生還原反應生成氮氣，因而可以去除總氮。鐵碳催化自電解材料對環狀及長鏈大分子有機物進行開環、斷鏈便于后續氧化和生化處理。4.FeC臭氧催化氧化技術應用：有機物有相壁壘需有多種催化劑協同處理02PART 高鹽工業廢水處理及資源化工業高濃廢水資源化處理項目工藝流程圖氣浮隔油過濾雜物油污泥砂混凝沉淀吸附中和溶劑氨水回收氣提精餾萃取蒸氨電解高級氧化COD金屬除雜解毒 生化處理深度處理納管達標排放膜處理中水回用分子切割營養元素超濾RO極濃納濾分鹽蒸發結晶干燥工業級一價鹽冷凍

8、結晶脫水干燥工業級二價鹽工業高濃廢水淡水回用濃鹽水分質資源化SED智能電滲析SED智能電滲析HCON高倍濃縮系統蒸發結晶工業硫酸銨晶體Na2CO3轉換器高倍濃縮系統NaHCO3結晶器高倍濃縮系統蒸發結晶工業氯化銨晶體NaClNa2SO4NH4HCO3NH4HCO3NaHCO3結晶器碳酸氫鈉超細粉NaHCO3NaHCO3(NH4)2SO4NH4Cl備注：本工藝流程圖只是將相關工藝進行整合展示宣傳，具體項目：一水一策，需進行優化設計尋找最佳工藝組合?？缮幚淼乃|BC比需大于0.35，TDS小于50000mgL，稀釋到生化池后TDS指標需符合各地標準。1，高鹽工業廢水處理工藝選擇：膜法-熱法耦合

9、分質結晶工藝2，關鍵是追求更低的能耗：MVR耦合多效技術的開發和應用 注：蒸汽費按250元噸，電費按0.6元度，計算值；只是蒸發費用，不含鹽的脫水干燥費用。如果把單效蒸發改造為MVR原理蒸發可以節能80，把三效也改造成MVR原理蒸發節能50。213，減少蒸發量是節能增效的關鍵:高倍濃縮技術概念及意義223.1，減少蒸發量是節能增效的關鍵:高倍濃縮方法概述233.2一價鹽兩級三段高倍濃縮解決方案243.3二價鹽高倍濃縮解決方案253.4不同濃縮工藝適用范圍及能耗對比4，鹽的價值提升核心：多組分濃鹽水分質資源化275，點石成金：高鹽工業廢水資源化系統工作流程03PART 高耗能企業節水降碳減排增效

10、高耗水環節高耗水環節高耗水工藝高耗水工藝緩慢澄清蒸騰+滲漏高耗水釩生產工藝煤氣冷卻高耗水錫操作工藝蒸氨冷凝煙氣脫硫煙氣脫硫冷卻循環水蒸發循環濃縮水共性高耗水過程單元共性高耗水過程單元一，一，鋼鐵鋼鐵，冶金節水技術開冶金節水技術開發工作發工作燒結煉鐵煉鋼色冶金軋鋼選礦煉焦有鋼鐵冶煉全流程耗水和節水鋼鐵冶煉全流程耗水和節水潛力分析潛力分析1.2總耗水量 節水潛力10鐵礦石浮選 煉焦煤干燥 濕熄焦 循環冷卻 純水制備 焦化化產 高爐熔渣冷卻0.80.60.4噸 產 品 耗 水 量(m n)0.2二，二，鋼鐵鋼鐵，冶金節水冶金節水潛力分析潛力分析濃縮固化用水流程優化配置提高循環水濃縮倍率減少外排水量末

11、端廢水（脫鹽濃水，脫硫廢水）濃縮固化處理循環水、生活污水、含煤廢 水等分質處理回用廢水處理回用循環水水質處理冷卻塔蒸發水回收梯級使用、循環使用難度、成本增加的事，華北院可以干出節能增效的活。三，三，鋼鐵鋼鐵，冶金節水思路冶金節水思路用水方案優化設計 納米氣泡與蒸 發水回收技術 中水回用技術極限濃縮技術在鋼鐵有色行業中，在鋼鐵有色行業中，水冷卻水冷卻是是廣泛采用廣泛采用的冷卻方式，的冷卻方式，冷卻水量巨大冷卻水量巨大，約占總，約占總用水量的量的80%。循環冷卻蒸發消耗循環冷卻蒸發消耗是鋼鐵有色以及電力等行業是鋼鐵有色以及電力等行業最大共性高耗水單元。最大共性高耗水單元。特點：特點：加熱加熱 冷卻

12、冷卻蒸發水冷卻循環水1000-1500過程主流工藝：主流工藝：火法火法鋼鐵鋼鐵冶金冶金原料循環水加熱產品不 木 木四，減少循環冷卻水的蒸發量是節能增效的關鍵四，減少循環冷卻水的蒸發量是節能增效的關鍵五，降低冷卻塔的蒸發水耗，意義重大。五，降低冷卻塔的蒸發水耗，意義重大。目前有冷卻塔內加設高效收水器、高壓靜電收水和水輪式旋轉布水器消除飄水現象等收水措施。但大多只是收回空氣中攜帶的水滴，高壓靜電收水也是只收集粒徑小于 200300m 的小水滴。蒸發水汽回收系統工業裝置可實現對飽和空氣中的水蒸氣進行回收，集合多種材料、技術工作原理，提高回收效果。這部分蒸發水汽水量大，同時達到了蒸餾水的水質標準?；厥?/p>

13、率估算效益分析；1、塔內填裝高度一般以 500-800mm 計，2、循環水量蒸發水量大約按 1.4最低標準計算（回收）3、總循環水量 20000T/h1.4280T/h24/h 6720t/d、4、回收率按 30計算；6720t/d30計算2016t/d。5、去離子水 5 元/噸計；節約水費 2016t/d5 10080元/天。6、年收益；10080元/天350/天352萬元/年（純水）。7、節約了循環水的藥劑費 0.2 元/T（節約）。8、年收益；2016水 t/d350 天/年0.2 元/噸.水14萬元9、年收益;352萬元/年14萬元366 萬元/年。10、總投資估算 360 萬-預估

14、12個月回收投資。11、冬季回收率更高-12、-水蒸汽回收系統,無運行費用。04PART 未來污水廠碳源濃縮及污泥資源化探索 圍繞“碳中和”目標，世界范圍內領先的環境公司已經制定了面向2030年甚至是2040年的技術發展路線圖，這些技術路線都是瞄準了對污水中資源回收、能耗自給與碳中和的未來可持續技術發展路線。在國內外專家學者研究成果的基礎上，中國市政工程華北設計研究總院；廢水處理與資源化課題組專家組提出：未來污廢水碳源濃縮及污泥資源化處理路徑。碳源濃縮生化處理生物脫氮達標排放工業污水污泥碳基生物質成型燃料制備核心技術：1，碳源濃縮技術，利用微砂混凝沉淀過濾UF（歡迎相關設備企業合作優化集成）；

15、工藝對SS、COD、TP、TN去除率可達80%90%、30%80%、80%95%、20%25%，這要顯著高于傳統污水廠初沉池效率 ；極大減輕后續生化處理壓力和成本。2，污泥碳基生物質成型燃料制備技術，將污水廠需花錢處理的碳基污染源轉化為產生效益的能源，創造未來污水廠價值，形成新質生產力。1 1，未來未來污廢水處理資源化廢水處理資源化路徑路徑探索探索2，碳基污泥資源化，碳基污泥資源化工藝路線工藝路線一般固廢類污泥一般固廢類污泥含水含水率率80-85%加入除臭劑加入除臭劑攪拌攪拌10分鐘之內快速持分鐘之內快速持久除臭，改變硫化久除臭，改變硫化氫分子結構氫分子結構除臭劑除臭劑全流程廢氣凈化除塵全流程

16、廢氣凈化除塵固化重金屬固化重金屬對外產品：對外產品：A 生物質燃料散料生物質燃料散料B 生物質燃料顆粒生物質燃料顆粒C 燃燒灰（碳基肥原料）燃燒灰（碳基肥原料）燃燒供應蒸汽燃燒供應蒸汽除臭污泥除臭污泥固化劑固化劑 重金屬固化重金屬固化破壁劑破壁劑污泥污泥破壁，改變胞外破壁，改變胞外聚合物、改變絮凝劑分聚合物、改變絮凝劑分子結構子結構高壓自然旋風干化，無廢水排放水分降到40%以下再經低溫干化發酵干化污泥發酵干化污泥生物質輔料生物質輔料燃燒值燃燒值提升提升3500大卡大卡/公斤公斤擠擠壓造粒壓造粒環保型燃燒灰環保型燃燒灰污泥基污泥基生物質成型燃料生物質成型燃料對外服務：提供污泥基生物質成型燃料供能

17、全套服務及解決方案印染、造紙、化工，醫藥，農藥等用戶方案一含水85%污泥添加固化劑，3-4小時內快速成型自然固化方案二添加部分納米生物生化高溫菌與生物質原料混合發酵提供合同能源方式供能市政污泥工業污泥生活污泥 專用發酵罐24-48小時厭氧高溫發酵溫度高達85度以上3，工藝工藝技術價值分析技術價值分析工工 藝藝 步步 驟驟行業方案行業方案A行業方案行業方案B本方案本方案C序號序號描述描述指標指標描述描述評價評價描述描述評價評價描述描述評價評價1污泥除臭污泥除臭氣味、時間氣味、時間物理物理封存惡臭封存惡臭不推薦不推薦添加劑添加劑72-120小時小時除臭除臭效果一般，長時效果一般，長時添加除臭劑添加

18、除臭劑10分鐘之分鐘之內快速持久除臭改變內快速持久除臭改變硫化氫分子結構硫化氫分子結構短時高效短時高效2污泥預固化污泥預固化含水率含水率85%成型時間、成型時間、耗能耗能干化機干化機固化固化含水率高含水率高60%高耗能高耗能自然晾干固化自然晾干固化48小時表面成型，小時表面成型，本體成型本體成型困難困難占用占用較大場地較大場地添加劑破壁劑改變胞添加劑破壁劑改變胞外聚合物和絮凝劑分外聚合物和絮凝劑分子結構子結構無耗能無耗能，快速脫快速脫水自然干化水自然干化3重金屬處理重金屬處理重金屬檢測殘留量重金屬檢測殘留量不處理不處理不推薦不推薦微生物微生物降解不徹底降解不徹底少部分少部分重金屬有效重金屬有效

19、重金屬礦化處理重金屬礦化處理有效快速有效快速4污泥脫水污泥脫水含水含水率率65%脫水脫水時間時間長、長、耗能耗能干化機干化機固化固化含水率高達含水率高達60%高耗能高耗能，需要，需要2小時小時脫水脫水自然晾干固化自然晾干固化需要很長時間蒸發需要很長時間蒸發脫水占用脫水占用較大場地較大場地納米高溫復合納米高溫復合菌菌24小時內溫度達到小時內溫度達到85度以上度以上72小時內快速蒸小時內快速蒸發水分降到發水分降到40%無廢水排放無廢水排放5污泥處理污泥處理經濟性、環保性經濟性、環保性粉碎做摻料，粉碎做摻料，水泥、煤等水泥、煤等依靠補貼，用依靠補貼，用量有限，有潛量有限，有潛在污染風險在污染風險深坑

20、填埋深坑填埋依靠補貼，逐步被依靠補貼，逐步被禁止，潛在污染源禁止，潛在污染源造粒做成生物質燃料造粒做成生物質燃料高經濟價值，同高經濟價值，同步解決園林廢棄步解決園林廢棄物處理，無污染物處理，無污染6附加價值附加價值經濟和社會價值經濟和社會價值不建議復制推廣不建議復制推廣被逐步禁止被逐步禁止燃燒產生蒸汽或供暖燃燒產生蒸汽或供暖循環循環經濟經濟建議建議推廣推廣廢物處理閉環無污染廢物處理閉環無污染02010304快速除臭、改變硫化氫分子結構、持久除臭快速除臭、改變硫化氫分子結構、持久除臭破除胞外聚合物快速破壁脫水改變絮凝劑分子結構破除胞外聚合物快速破壁脫水改變絮凝劑分子結構重金屬固化重金屬固化添加納

21、米生化生物復合高溫菌，使污泥快速發酵添加納米生化生物復合高溫菌，使污泥快速發酵24小時內升溫小時內升溫85度度通過自然高壓風快速蒸發水分降至通過自然高壓風快速蒸發水分降至40%無廢水排放無廢水排放再經過低溫干燥至再經過低溫干燥至20%水分擠壓造粒水分擠壓造粒碳源濃縮污泥不落地碳源濃縮污泥不落地顆粒燃燒后達到天顆粒燃燒后達到天然氣燃放標準然氣燃放標準4，核心優勢核心優勢危廢固廢變燃料，綠色低碳更環保危廢固廢變燃料，綠色低碳更環保5，樣板工程樣板工程 浙江省環保廳及紹興市環保局組織多次實地考察及在線污染物監測。各項數據及指標均滿足相關標準要求。項目進入政府環保解決方案推薦目錄。嵊州樣板工程嵊州樣板

22、工程6，日處理日處理300噸財務模型噸財務模型序號序號指標名稱指標名稱單位單位數值數值備注備注一一建設建設1 1項目用地面積項目用地面積畝畝30302 2總建筑面積總建筑面積mm1200012000二二產品方案產品方案1 1年處置市政污泥（含水年處置市政污泥（含水85%85%）萬噸萬噸10102 2年加工市政污泥基生物質成型燃料顆粒年加工市政污泥基生物質成型燃料顆粒萬噸萬噸7 7三三年工作日年工作日天天330330二班制二班制四四項目能耗項目能耗1 1項目生活用水項目生活用水噸噸/年年3603602 2項目總耗電項目總耗電kwh/kwh/年年600600萬萬五五項目定員項目定員人人3030六六

23、項目總投資項目總投資億億元元1 11 1土地購置土地購置萬元萬元150015002 2廠房建設廠房建設萬元萬元100010003 3生產設備購置生產設備購置萬元萬元720072004 4鋪底流動資金鋪底流動資金萬元萬元300300七七經濟指標經濟指標1 1收取收取1010萬萬噸污泥處置費用噸污泥處置費用萬元萬元33003300按按平均平均330330元每噸計算，元每噸計算，工業污泥危廢價格更高工業污泥危廢價格更高2 2年產年產7 7萬萬噸污泥基生物質成型顆粒燃料噸污泥基生物質成型顆粒燃料萬元萬元45504550熱值熱值35003500大卡大卡/公斤，最低銷售價公斤，最低銷售價650650元元/

24、噸噸八八年總體收入年總體收入萬元萬元78507850九九年總體投入成本年總體投入成本萬元萬元43004300包含設備折舊費、原料費、包含設備折舊費、原料費、加工費、電費加工費、電費、工資等各項費用、工資等各項費用十十年營業稅、附加稅、年利稅年營業稅、附加稅、年利稅萬元萬元591.5591.5十一十一稅前年凈利潤總額稅前年凈利潤總額萬元萬元2928.52928.5（八）（八）-（九）（九）-（十）（十）十二十二財務評價指標財務評價指標1 1固定資產投資利潤率固定資產投資利潤率%36.6036.60（十一）（十一）/（六）（六）2 2投資回收期（稅后）投資回收期（稅后）年年3.53.5設計原則：設

25、計原則：1 1，綠色零碳排，綠色零碳排 ；2 2，能源自給，能源自給 ；3 3，水資源全部回用；無廢氣，固廢排放；，水資源全部回用；無廢氣，固廢排放；4 4，副產碳基復合肥助力綠色農業，副產碳基復合肥助力綠色農業碳源濃縮生化處理生物脫氮濕地凈化工業市政污水污泥碳基生物質污泥循環回用生物燃料生物質發電太陽能發電儲能系統電網系統電力自給廢氣富集助燃氣體飛灰重金屬回收氨法脫硫脫碳碳基復合肥7 7，未來綠色污水廠設計思路未來綠色污水廠設計思路飛灰除磷鉀磷鉀元料敬請各位專家批評指正！謝謝！Thank you.Copyright2023 Bokehua Env-Pro Sci-Tech Co.,Ltd.A

26、ll Rights Reserved.The information in this document may contain predictive statements including,without limitation,statements regarding the future financial and operating results,future product portfolio,new technology,etc.There are a number of factors that could cause actual results and development

27、s to differ materially from those expressed or implied in the predictive statements Therefore,such information is provided for reference purpose only and constitutes neither an offer nor an acceptance.Bokehua may change the information at any time without notice 把節能增效減排帶給每個人、每個組織每個企業！Bring energy-saving and efficiency,emission reduction to every person,organization and enterprise!在此感謝與華北市政院前期合作的戰略合作單位提供的相關資料圖片和數據！謝謝！匯報人：黃金鹿匯報人：黃金鹿手機微信號：手機微信號：1337602144813376021448