我国首创电子束处理工业废水技术产业化应用获突破

本报记者 周丽燕

2017-12-07期07版

日前,中广核核技术发展股份有限公司(以下简称“中广核技”)与清华大学联合宣布:“中国首创、世界领先”的电子束处理工业废水技术已拿到科技成果鉴定证书,正式完成由中国核能行业协会组织的科技成果鉴定。“这意味着电子束处理工业废水技术臻于成熟,具备大规模产业化应用的条件,标志着我国工业废水深度处理技术实现了历史性重大突破,是中国乃至世界工业废水处理领域的一次技术飞跃。”

“中广核技电子束处理工业废水技术科技成果发布会暨项目签约仪式”日前在浙江举行,中广核技董事长张剑锋在会上介绍,中广核技已陆续开展电子束辐照技术研究、废水处理工艺革新、关键装备制造、技术规范编制等相关工作,并建立了国内首个电子束处理工业废水示范项目。会上,中广核技与清华大学签署合作协议,宣布双方将联合成立“电子束及环境技术应用联合研究中心”,共同推动中国电子束技术在环境保护领域的基础研究、科技成果转化及产业化推广等工作;另外,中广核技还与恒昌集团有限公司就印染废水处理签署合作协议,标志着中国电子束技术首次实现真正意义上的产业化应用。

清华大学教授、中国工程院院士钱易表示,电子束处理工业废水技术结合生物处理工艺具有独特的优势,在环境污染治理领域有着广阔的应用前景,特别是在难降解废水和工业废水深度处理方面,将推动中国工业废水处理领域向更高的标准和更环保的方向发展。

首创技术突破瓶颈

解决废水处理“世界性难题”

科技成果鉴定委员会专家陈殿华受中国核能行业协会委托,在发布会上宣读了电子束处理工业废水技术科技成果鉴定结论:该技术成果实现了电子束处理工业废水技术的自主创新,达到了国际领先水平,具有广阔的推广前景,将产生重要的环境、经济和社会效益。

鉴定委员会认为,电子束处理工业废水技术中的水处理专用电子加速器、辐照反应器整体装置以及电子束处理工业废水工艺技术,属于国内首创,突破了当前难降解废水处理的技术瓶颈,一旦实现大规模产业化,可大幅度提高我国工业废水治理水平。该技术结合生物技术深度处理工业废水工艺,成本更低,净化程度更高,可实现废水的高标准排放或者中水回用。而且,针对难降解有机物质具有其他技术难以比拟的优势,有望解决难降解废水处理“世界性难题”。

清华大学核能与新能源技术研究院副院长王建龙介绍,实验研究证明,该技术广泛适用于印染、造纸、化工、制药等各行业废水处理,以及水质复杂的工业园区废水处理,并可用于医疗废弃物、抗生素菌渣等特殊危险废物的无害化处理。随着技术改进和综合解决方案的研发,未来还可应用于污水中无机重金属离子的去除,以及固体污泥、工业废气、环境突发应急、医用污水、废渣处理等领域。

“电子束处理工业废水技术具有安全、环保的特点。”王建龙介绍。在安全方面,虽属于核技术应用范畴,但电子束处理废水技术有两个特点:一是不使用放射性核素,其核心装置电子加速器通过电源控制开启和关闭,断电后不产生任何辐射;二是电子加速器实现了安全联锁设计,确保在出现任何意外状况时能够及时、快速断电,实施保护措施。此外,工业废水经过电子束辐照处理后,并没有放射性,对环境没有任何影响。

在环保方面,电子束辐射装置在全球范围内的工业生产、科学研究中已广泛应用,既有可供借鉴的成熟经验,也有现行的防护与运行法规。而且,电子束处理工业废水技术在处理废水的过程中,不会产生和排放有毒害副产物,不会对周边居民的环境与生活造成不良影响。

电子束处理工业废水技术产业化应用获突破

目前,电子束辐照技术作为处理难降解废水的一种重要解决手段,被国际原子能机构(IAEA)列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向,已成为国际新型环保技术的研究热点和重要发展趋势。2017年3月,中广核技在浙江省金华市浦江县恒昌集团建成国内首座电子束辐照处理印染废水示范项目。

“这也是目前国际上唯一在运行的同类装置。在经济性方面,电子束处理工业废水技术具有很强的市场竞争力。”张剑锋介绍,“以示范工程为例,企业的原处理工艺是在生化处理后,出水采用混凝沉淀加臭氧氧化,只能达到接入城市污水处理厂的纳管标准。如今,采用电子束辐照加混凝沉淀处理工艺,出水水质能够达到直接排放标准要求。如实现直接排放,与原工艺相比较,每吨废水处理费用可节省约1.4元。按照每天处理1万吨计算,设备每年运行350天,一年可节约490万元左右。同时,印染废水经过电子束辐照深度处理后,并能实现部分回用,提高经济效益。”

随着与恒昌集团签署《电子束处理废水项目销售协议》,标志着中国电子束技术在工业废水处理应用中迈出实质性步伐,首次实现真正意义上的产业化应用。

恒昌集团环保事业部总经理王勇表示,基于示范项目半年多的稳定运行,处理效果显著:出水COD在60mg/L以内,色度10倍以下,不返色,无二次污染,出水水质稳定,达到直排标准。恒昌集团将示范项目直接转为产业化,成为全国第一家正式使用电子束处理工业废水技术的企业。

据介绍,为了更好地推动印染废水处理,恒昌集团2016年采用电子束处理工业废水技术,进行印染废水生产性处理试验研究;并于2017年3月建成国内首座电子束处理印染废水示范工程;2017年9月通过第三方检测机构现场随机抽样检测。

“随着中国水环境治理的标准和要求升级,水环境治理需求也逐步释放。”张剑锋认为,企业污水处理设施改造升级和园区废水专业化集中处理,是排污企业适应我国日益提升的环保标准的两个主要途径,也是我国当前应对环境污染所采取的有利治理保护措施,更是未来企业和工业园区的发展方向。

科技成果转化提速

提升我国环境污染治理水平

张剑锋表示,清华大学拥有电子束辐射及其他环保技术的基础研究优势,中广核技拥有完整的以电子加速器为核心的核技术应用高端产业链,有产业化优势。此次双方进一步加深合作,将建立高新环保技术创新平台和科技成果产业化基地,有望加快科技成果转化和应用,提升我国环境污染治理水平。

“中广核技与清华大学具有良好的合作历史,共同承担并完成了国家863高技术课题和科技部国际合作专项等重大科研项目,电子束处理工业废水技术的核心装备和工艺取得了重大科研成果。”王建龙介绍,在较早前的2017年6月15日,双方联合发起编制的电子束处理印染废水和造纸废水技术规范,将为电子束处理工业废水技术成果转化和产业化,提供科学的标准依据,奠定良好的推广基础。

中广核技一方面通过加强与清华大学的合作,完善和优化技术能力,推动科技成果快速转化。另一方面,也开展探讨多种商业模式的可行性,谋求从单纯的技术提供商向综合服务商转变。例如:结合抗生素制药、皮革制造等行业特点,定制行业解决方案;寻求与工业污水处理领域的大型环保公司合作,以技术换市场;加强与排污企业沟通,对其现有设施进行改造并接受委托运营等。

国内趋于严苛的环保标准,为工业废水治理带来了新的要求,同时也带来了庞大的市场需求。按照2014年我国工业废水排放量205.3亿吨计算,每天排放超过5600万吨,每套电子束辐照装置处理能力5000吨/天,按照5%的工业废水采用电子束辐照技术处理计算,需要电子束辐照装置600套,对应市场规模近100亿元。

“电子束处理工业废水技术在环境污染治理领域有着广阔的应用前景,特别是在难降解废水和工业废水深度处理方面。中广核技将通过构建多样化的商业模式,促进污染企业进行清洁化改造,加速实现国家‘十三五’规划中‘实施工业污染源全面达标排放计划’,有效缓解中国工业废水污染问题。”张剑锋表示。