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市政污水处理:技术创新应对挑战,推进水资源高效利用

来源:内蒙古东源环保科技股份有限公司 作者:王靖 时间:2024-12-31 16:17:24

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水资源是内蒙古黄河流域高质量发展的重要制约因素,水资源供需矛盾一直备受社会各界关注。2024年内蒙古水利厅要闻中报道,内蒙古黄河流域人均水资源量仅856立方米,不到全国平均水平的二分之一,经测算,黄河流域现状缺水总量达30.65亿立方米,其中工业缺水10.49亿立方米。在此背景下,再生水作为城市用水的重要组成部分,对于缓解内蒙古水资源紧缺问题显然具有重要意义。

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美丽内蒙古——壮丽的黄河老牛湾

技术落后和水质指标监管水平低是导致再生水利用难以广泛应用的重要原因。同时,规模化长期使用再生水存在的风险对市政污水处理水平提出了更高要求。美国得克萨斯州的Carollo工程设计团队对经过深度再生直饮处理和经过自然环境缓冲的再生水进行了模拟评估,结果显示前者综合指标,尤其是卫生学指标的安全性,远优于后者[1]。这表明已有的污水处理水平是满足将污水处理到可以规模化使用的技术要求的。因此,我们最需要做的是应引进先进的污水处理技术,充分开发已有污水处理技术,全面提升污水处理效率和再生水利用率[2]

党的二十届三中全会提出,“完善高校科技创新机制,提高成果转化效能”。通过与高校共建校企联合研发平台、共同设立产学研前沿探索等方式,探索企业“出题”、高校“答题”的产学研深度融合的组织新范式。从而实现“真解决问题、解决真问题、问题真解决”。聚焦重点行业和新兴产业升级发展中的前瞻性、先导性、探索性的技术问题,推动污水处理行业从多方面实现创新提升,形成更加科学紧密的产业链,实现资源的高效利用和环境的持续改善,满足人民日益增长的用水需求。

内蒙古东源环保科技股份有限公司(以下简称:东源环保公司)在发展的过程中,始终注重提升企业的创新能力,致力于将生态环保与科技创新紧密结合,不断提高市政污水的处理效率。为此,公司团队对污水处理工艺的各个阶段进行了改进和提升,在这一过程中申报了30多项专利。同时与高校及研究院联手,共同探讨污水处理上下游存在的可能性。在政府的指引下,东源环保公司联合同济大学成功申报了国家重点研发计划项目“长江黄河等重点流域水资源与水环境综合治理”。课题主要以为解决中西部地区缺水型城市水资源高效配置问题,围绕黄河上游强蒸发缺水城市鄂尔多斯水资源匮乏的痛点,改进污水处理技术,辅以智能监控水表、城镇智慧节水管控技术统筹再生水、雨水等非常规水资源,并对水资源进行重构配置,重塑强蒸发地区城镇生活水系统的绿色循环架构申请了这一课题。以期解决黄河上游强蒸发高度缺水地区城镇生活水资源紧张问题,给出资源型缺水地区城镇实现水资源充分利用、科学分配的对策,从而实现将课题实施地的综合用水效率提升10%的效果。

该课题主要有两大创新点。一是通过添加新型填料提高微生物处理效率,废物利用,解决贫碳污水难处理问题。主要技术为基于重质惰性多孔粉末载体的四相流高浓度(水相、气相、粉固相、生物相)生物流化床成套技术和活性硫基超细粉末与惰性多孔粉末复合的贫碳污水无外碳自养脱氮技术。在两个技术的配合下提升污水处理效率的同时,并实现贫碳污水脱氮,解决贫碳污水脱氮难的问题。二是针对非常规水源与城镇用水时空供需不均衡导致的供给可靠性和资源利用率低下问题,提出供给侧管控的城镇再生水冬储夏用、城镇径流雨水近零排放等水资源回收及水质保障的策略;课题从城镇水循环系统角度出发,重点剖析了污水源非常规用水空间布局合理性、供需时段协调性、水质安全稳定性等非常规用水低利用率成因,有针对性地提出化学及微生物污染关键因子控制方法,最终构建一个基于城镇再生水冬储夏用、城镇径流雨水近零排放的强蒸发地区节水型城镇生活水循环系统并进行工程示范。

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国家重点研发计划——城镇生活节水技术装备研发及集成示范

课题设置以节水为主线,针对长江、黄河流域上下游不同地域不同水资源紧缺情况的城镇开展生活节水技术及装备研发,在技术开发的基础上围绕节水管理和政策保障开展相关研究。该课题主要拆解为五项子课题,其中有三个是针对污水处理及城市水资源科学配置的研究,分别是:1.《城镇供水漏损全方位识别与多举措止损关键技术研究》2.《城镇污水降本再生关键技术研发》3.《非常规水源统筹化综合利用研究》;东源环保公司主要负责课题一的研究和开发,同时配合其他两个课题的中试及数据采集工作。在子课题一中,着重解决了供水管道漏损识别、修复困难的问题,同时通过智能水表的辅助,能够实现用户非正常用水及智能数据采集等功能,提高水资源利用的精细化管控水平。

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节水新设备——供水管道原位不停水修复

目前,课题已进入中试阶段,智能水表、四相流化床等关键设备已安装完毕并开始运行测试。我们安排专人负责设备的日常运行及数据采集记录等工作,保证课题的稳步推进。在课题实施过程中,我们充分发挥了自身在污水处理领域的专业优势和技术积累,为课题的顺利推进提供了有力支持。同时,通过这一课题的研究与实践,我们也不断提升自身的创新能力和技术水平,为未来的持续发展奠定了坚实基础。并形成一套适用于强蒸发地区节水型城镇生活水循环系统的完整解决方案,将有效提升水资源利用效率,降低水资源供需矛盾,为资源型缺水地区提供可复制、可推广的节水模式。

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节水新设备——四相流化床

我们坚信这一课题的研究成果将具有广泛的应用前景和深远的社会意义。随着课题的深入研究和示范应用的不断推进,我们有信心将这一节水型城镇生活水循环系统推广到更多地区,为缓解水资源紧缺问题、推动生态文明建设作出更大贡献。东源公司将一如既往地致力于生态环保与科技创新的紧密结合,不断提升自身的技术水平和创新能力。我们相信,在政府和各界的支持与帮助下,我们一定能够攻克技术难关,取得更加辉煌的成就,为构建节水型社会、推动可持续发展作出更大的贡献。

(作者:王靖,系内蒙古东源环保科技股份有限公司董事长。 )

参考文献:

[1] 王洪臣, 污水资源化是突破经济社会发展水资源瓶颈的根本途径. 给水排水, 2021. 57(04): 第1-5+52页;

[2] 冯颖与刘凡, 绿色发展理念下的中国再生水利用效率评价——基于动态SBM法和Meta-frontier模型. 经济问题, 2022(07): 第71-79页。

图片来源:内蒙古东源环保科技股份有限公司 供图

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