在工业化和城镇化双重驱动下,全国年用水总量已突破6100亿立方米大关,但工业用水重复利用率仅为76%,较发达国家普遍85%以上的水平存在明显差距。为推动水资源的节约、保护与高效利用,技术创新驱动已成为绿色发展的核心方向,推动环保产业的技术升级和结构转型成为重点任务。
内蒙古东源投资集团有限公司的董事长王靖,带领团队攻克了高效城镇污水处理装置、智能化污水处理系统以及重金属无害化处理技术等12项水处理核心技术难题和创新成果,成功研发出拥有自主知识产权的污水处理与生态修复解决方案,显著提升了污水处理效率,实现了智能化与自动化的深度融合,为水资源管理和生态环境改善提供了重要支持。
先进膜处理技术助力呼伦湖点源治理
满洲里市作为中国最大的内陆口岸和经济走廊,常住人口突破30万,日污水产生量达4.8万吨。原有污水处理厂采用传统活性污泥法,出水COD浓度长期在50—60mg/L徘徊,已接近满负荷运行,但仍然难以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A要求。为满足城市环保和经济发展的需求,特别是是改善北湖公园生态景观和呼伦湖流域环境质量,满洲里市邀请王靖团队参与了呼伦湖点源治理项目,该团队为满洲里市污水处理厂的升级改造和扩建工程提供了关键技术支持。
王靖在详细考察当地情况及项目现有技术设备后,创新性地提出了“三级AO-MBR(膜生物反应器)耦合工艺”,在传统活性污泥法的基础上,通过与膜分离技术的结合,显著提升了污水处理的效率和出水水质。王靖将传统生化池改造为厌氧区(含氧量小于0.2mg/L)、缺氧区(含氧量在0.2—0.5mg/L之间)、好氧区(含氧量在2—4mg/L之间)三段式结构,并同步集成了0.1μm孔径PVDF超滤膜组件,实现了高效去除有机物、脱氮除磷的功能,简化了固液分离流程,减少了设备占地面积和能耗,将出水的COD(水体中有机污染物总量)稳定在18—25mg/L之间,污泥产率降低了40%,将满洲里市污水处理能力升级至一级A排放标准,并确保了为北湖公园提供高质量生态补水的能力。
在设备选型和系统集成方面,王靖根据工程需求,提出了以国产一线设备为主体、关键环节选用进口自控及仪表类部件的“3+7”优化配置方案,膜组件和曝气系统采用了国产设备软件,关键仪表部分则选用了德国的E+H水质分析仪,PLC系统采用西门子S7—1500系列,在确保系统稳定性达99.98%的同时,将项目成本降低了35%。他主导了智慧水务系统的引入与实施,实现了设备运行的高度集成化与自动化管理,涵盖了从风机、大型水泵到各类阀门和闸板的集中控制。王靖自主研发的智能控制系统(专利号:ZL2023 1 0567890.3)实现曝气量精准调控和污水处理过程的实时监控,将溶解氧波动范围控制在±0.3mg/L,能耗较传统模式下降了38%。这一实时监测和预警机制显著提升了系统的响应能力和运行效率,优化了设备维护与管理工作,并为项目的长效稳定运行提供了技术保障。
通过新技术的应用与有关部门的不懈努力,满洲里市污水处理厂日处理能力提升至6万吨,每年向北湖公园补给景观用水300万吨,向呼伦湖输送生态基流860万吨。中国科学院东北地理与农业生态研究所监测发现,呼伦湖水体透明度从0.8米提升至1.2米,底栖动物Shannon-Wiener多样性指数从3.2增至5.5,跨境断面水质达到《中俄界河水体保护协定》Ⅱ类标准。
技术创新推动岱海镇污水处理厂提标改造
位于内蒙古自治区乌兰察布市凉城县的岱海湖作为华北地区的重要生态屏障,近40年间湖面从200平方公里萎缩至78平方公里,矿化度从2.8g/L飙升至5.6g/L,已几近消失。乌兰察布市环境监测数据显示,2019年入湖污染物中,污水处理厂尾水贡献率达37%,成为生态治理首要目标。王靖团队受邀对岱海镇污水处理厂提标改造工程提供技术指导,在工艺优化和技术升级方面提出了宝贵意见。
为减少岱海镇污水处理厂排入岱海的污染物含量,针对污水处理厂原有卡鲁塞尔氧化沟工艺不能满足地表水Ⅳ类水质标准的挑战,王靖提出了将现有氧化沟改造为外沟和内沟模式的技术方案,投加了5000立方米的悬浮填料,并新增反硝化滤池和超滤膜车间,从而构建了“预处理+改良AAO+反硝化+超滤膜处理”的综合工艺流程。这一改造显著提升了污染物去除效率,特别是在针对指标的治理上采用了多层次的优化策略,不仅显著降低了109.5吨COD、51.1吨BOD5、36.5吨TN和2.56吨TP,还有效提高了出水水质,使其稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。这些技术升级大幅减少了每年排入岱海的污染物总量,为岱海水生态系统的恢复提供了强有力的支持。
该项目通过引入智慧水务系统,部署了89个在线监测点位,实现了生产数据的实时存储、调取,加药量的实时动态调节,以及设备运行的高度自动化和精细化管理,从而优化了日常运营效率,降低了人工成本,同时提升了对突发事件的快速响应能力。此外,王靖提出铺设20km的再生水管网,实现了中水的全部回用,每天向岱海电厂输送1.2万吨冷却水,替代地下水开采量150万吨/年,还利用污水热能建设了2MW的地源热泵站,满足了整个厂区80%的供暖需求。(作者:丁新伟 刘 怡)