立體式“三廢”綜合治理新模式初探

劉含笑，酈建國，姚宇平，章 涵

（浙江菲達環(huán)保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

立體式“三廢”綜合治理新模式初探

劉含笑，酈建國，姚宇平，章 涵

（浙江菲達環(huán)保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

提出了一種全方位立體式“三廢”綜合治理新模式構(gòu)想，該模式通過多設(shè)備協(xié)同脫除多種污染物的思路和將不同污染物處理系統(tǒng)有效集成的方式，實現(xiàn)了煙氣、污水、固廢一站式綜合治理。

“三廢”治理；多污染物協(xié)同脫除；系統(tǒng)集成

環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展?jié)摿薮??！秶窠?jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》對環(huán)境保護提出了新的要求，節(jié)能降耗、減排治污的新任務(wù)為環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新的驅(qū)動力，國家對環(huán)境保護的投資力度也將進一步加大，“十二五”期間，全國重點區(qū)域大氣污染防治中重點項目投資需求約3500億元，全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃投資近4300億元，全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)總投資約2636億元。在如此巨大的市場推動下，環(huán)保行業(yè)必將迎來新一輪技術(shù)、產(chǎn)業(yè)變革。

1 “三廢”綜合治理新模式的提出

目前，國內(nèi)對于煙氣、污水、固廢“三廢”的治理模式主要有：

（1）單一公司重點治理單一類型的污染物

菲達、碧水源、光大等企業(yè)，分別是煙氣、污水、固廢治理行業(yè)的龍頭企業(yè)，專注于各自領(lǐng)域，對其他領(lǐng)域涉獵較少，而同時具備煙氣、污水、固廢大規(guī)模處理能力的公司尚未見報道。

（2）單一系統(tǒng)處理單一類型污染物

煙氣、污水、固廢的治理大都分別依靠一套處理系統(tǒng)或治理流程，各自單獨進行，但對于城市工業(yè)污染來說，“三廢”往往是同時存在的，分開治理勢必會造成一定的資源浪費。在污染物的收集、治理及循環(huán)利用等方面，均有很大的整合空間。

（3）單一設(shè)備處理單一污染物

以大型燃煤電站煙氣治理為例，沒有充分考慮脫硝、除塵、脫硫系統(tǒng)之間的協(xié)同工作效應(yīng)，設(shè)備投資大、資源和能量消耗大，占地面積大。如在煙塵治理方面，WFGD具有一定的除塵效果，但也存在石膏漿液的攜帶問題，隨著排放限值的趨嚴，假如一味追求WFGD的脫硫效率而不考慮其協(xié)同除塵效果，可能會使除塵投資大幅增加，造成資源浪費。

“三廢”的主要治理模式如圖1。

圖1 目前的“三廢”治理模式

針對目前“三廢”治理模式的現(xiàn)狀及存在問題，本文提出了一種全方位立體式 “三廢”綜合治理新模式的構(gòu)想，該模式基于兩種技術(shù)思路（如圖2所示）。

圖2 全方位立體式“三廢”綜合治理新模式

其一是從設(shè)備一體化角度出發(fā)，研究多污染物同時脫除，希望通過設(shè)備一體化來降低工程的投資和運行管理費用。如在煙塵治理方面，開發(fā)出多種污染物（主要是PM、NOx和SO2）一體化脫除技術(shù)，如高性能除塵技術(shù)、等離子體脫硫脫硝技術(shù)、光催化煙氣處理技術(shù)、濕法煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)、生物質(zhì)活性炭吸附一體化技術(shù)等，實現(xiàn)多種煙氣污染物協(xié)同高效脫除。

其二是將煙氣、污水、固廢三個治理系統(tǒng)有效集成，從污染物的收集、治理及循環(huán)利用等方面高效整合，實現(xiàn)煙氣、污水、固廢一站式綜合治理。

2 “三廢”綜合治理產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)想

本文構(gòu)想的“三廢”綜合治理產(chǎn)業(yè)鏈的全景圖如圖3所示。首先，將城市生活區(qū)與工業(yè)區(qū)分開，“三廢”綜合治理工業(yè)園可建于工業(yè)區(qū)核心位置，方便廢物及時處理。對于城市污水及固廢，可通過特定的方式收集或運輸，經(jīng)處理后一部分可回收利用。“三廢”治理在消耗一定能源的同時，也可為工業(yè)區(qū)輸出一定的產(chǎn)品，如垃圾、污泥焚燒等可發(fā)電或供熱等。另外，政府職能部門、環(huán)保監(jiān)測單位、工業(yè)企業(yè)、民眾等共同組成監(jiān)管組織，進行實時監(jiān)測，保證工業(yè)園區(qū)環(huán)保數(shù)據(jù)公開化、透明化。

2.1 煙氣綜合治理流程

以電廠或熱電廠的煙氣綜合治理為例，治理流程如圖4所示。

（1）煙塵治理方面

通過換熱器降低煙氣溫度至酸露點以下，使SO3吸附冷凝在飛灰顆粒上，大幅降低飛灰比電阻，并使煙氣流速降低，擊穿電壓升高，從而大幅提高除塵器的除塵效率。同時提高脫硫塔的協(xié)同除塵效果。增設(shè)濕式電除塵器（WESP）可進一步去除殘余的微小顆粒物，最終實現(xiàn)煙塵達標排放，甚至“超低排放”。

圖3 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

圖4 煙氣綜合治理流程

（2）NOx治理方面

通過低氮燃燒技術(shù)，減少NOx生成。采用高效脫硝催化劑，大幅提高NOx脫除效率。脫硫塔可適度脫除NO2，增設(shè)濕式電除塵器（WESP）可進一步去除殘余的NO2，最終實現(xiàn)達標排放。

（3）SOx治理方面

高效脫硝催化劑可降低SO2氧化率，抑制SO3生成。通過換熱器降低煙氣溫度至酸露點以下，使SO3被飛灰吸附，通過除塵設(shè)備被高效脫除。脫硫塔可脫除大部分的SO2和一部分SO3。增設(shè)濕式電除塵器（WESP）可進一步去除殘余的SO3，最終實現(xiàn)達標排放。

在具體實施過程中，可根據(jù)不同的燃料特性、鍋爐的燃燒特性、煙氣條件等對各煙氣處理設(shè)備進行適當調(diào)整，使系統(tǒng)的技術(shù)性、經(jīng)濟性達到最佳。

2.2 污水綜合治理流程

污水綜合治理具體流程如圖5所示。建設(shè)完整的污

水處理管網(wǎng)，將通過城市及工業(yè)區(qū)污水管網(wǎng)所收集的生活污水、工商業(yè)污水、雨水及其他污水進行除渣、除害處理，以及污泥的后續(xù)加工，之后將經(jīng)過無害處理且符合國家環(huán)保標準的污水排放，并將可回收利用的水處理成再生水或工業(yè)用水，進行循環(huán)利用。

圖5 污水綜合治理流程

以燃煤電廠為例，目前，為了適應(yīng)新的節(jié)能環(huán)保要求，一種新的水處理系統(tǒng)—“水島”EPC模型被提出來（如圖6所示），該模式采用“多水合一”方式，與常規(guī)模式相比，其建設(shè)投資節(jié)省至少10%，運營成本減少至少15%，且減排效果顯著，國電、華電集團的多家電廠均已采用該模式。

圖6 “水島”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.3 固廢綜合治理流程

固廢綜合治理具體流程如圖7所示。首先對城市生活固廢及工業(yè)固廢等進行分類收集運輸，對有價值固廢進行重新加工，并回收利用，對無價值固廢進行無害化處理后分別進行固化物化、安全填埋或焚燒等處理。

圖7 固廢綜合治理流程

2.4 不同治理系統(tǒng)有效整合

如圖4～圖6所示，不同污染物治理系統(tǒng)間均存在一定的整合空間。污水處理后的污泥及部分可焚燒固廢，可直接用于焚燒或通過混煤技術(shù)摻燒，且污水處理后循環(huán)利用可為部分煙氣、固廢治理設(shè)備提供工業(yè)用水。從污染物的收集、治理及循環(huán)利用等方面進行有效整合，統(tǒng)籌規(guī)劃布局，掌握關(guān)鍵資源，把控重要環(huán)節(jié)，整合資源，實現(xiàn)資源能源利用率最大化、節(jié)能減排最優(yōu)化。當然，對于不同治理系統(tǒng)間的有效整合點及相關(guān)技術(shù)，還有待于進一步挖掘和發(fā)展。

3 固廢收集環(huán)節(jié)的構(gòu)想—企業(yè)、政府、民眾三方共贏

目前，由于體制問題，導致固廢的收集運輸環(huán)節(jié)和處理環(huán)節(jié)存在割裂現(xiàn)象。在收集運輸環(huán)節(jié)，行政壟斷日益嚴重，而處理環(huán)節(jié)則在逐漸地市場化放開，政府購買服務(wù)的方式，也集中在處理環(huán)節(jié)。環(huán)保企業(yè)若有意取代政府的環(huán)衛(wèi)部門，進入固廢的收集運輸環(huán)節(jié)，需對運營模式進行創(chuàng)新，尋找企業(yè)、政府、民眾（或污染企業(yè)）三方的共贏點。以城市垃圾的收集運輸為例，構(gòu)想如圖8所示。

企業(yè)從市政部門接管垃圾收集運輸業(yè)務(wù)后，首先對其收集運輸設(shè)施進行完善，并將垃圾分類工作拿到污染源頭來做，盡可能實現(xiàn)設(shè)備自動化、智能化、便捷化。在運營過程中，向民眾收取一定的垃圾處理費，根據(jù)民眾的問題反饋切實解決環(huán)境污染的實際問題，同時可得到政府相應(yīng)的政策支持。

民眾在政府大力宣傳和一定的獎懲機制約束下，自覺配合并規(guī)范使用垃圾收集設(shè)備，實現(xiàn)垃圾自動分類處理，在大幅改善生活環(huán)境的同時，自身素質(zhì)也得到

提升。

政府實時對各環(huán)節(jié)進行有效監(jiān)管，做好政策扶持和環(huán)保意識宣傳工作，最終實現(xiàn)環(huán)境的有效改善，提高政府公信力。

圖8 城市生活垃圾收集運輸環(huán)節(jié)構(gòu)想圖

4 產(chǎn)業(yè)園商業(yè)模式構(gòu)想—自主經(jīng)營，自負盈虧

目前，煙氣、污水、固廢治理的產(chǎn)業(yè)園的新型商業(yè)模式主要有BT、BOT、BOO等，但在實際治理過程中，“既當裁判員又當運動員”或“裁判員、運動員是一家”的現(xiàn)象普遍存在，環(huán)保質(zhì)量考核指標缺乏嚴格監(jiān)管，數(shù)據(jù)不夠公開化、透明化。鑒于此，本文提出一種污染物治理產(chǎn)業(yè)自主經(jīng)營、自負盈虧的商業(yè)模式構(gòu)想（如圖9所示）。

圖9 產(chǎn)業(yè)園商業(yè)模式構(gòu)想圖

制造污染的企業(yè)將所有“三廢”治理設(shè)備的建設(shè)、運營部分全部移交出去，由環(huán)保企業(yè)全權(quán)負責，并向環(huán)保企業(yè)支付污染物處理費用，可簽訂污染物排放指標合同，按合同付費。

環(huán)保企業(yè)全權(quán)負責污染物的治理，權(quán)利、責任明確，自主經(jīng)營，并自負盈虧。在治理過程中方便對產(chǎn)業(yè)園的關(guān)鍵資源、重要環(huán)節(jié)進行有效整合，實現(xiàn)資源能源利用率最大化、節(jié)能減排最優(yōu)化。

民眾實時監(jiān)督，并可向政府提供合理化建議。政府制定嚴格的污染物排放限值，嚴格監(jiān)管，獎懲分明，并對率先開展這種商業(yè)模式的環(huán)保企業(yè)提供政策支持。

5 行業(yè)未來的發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想

目前，環(huán)保行業(yè)形勢看好，結(jié)合本文提出的煙氣、污水、固廢一站式綜合治理—全方位立體式“三廢”綜合治理新模式，對行業(yè)未來的發(fā)展戰(zhàn)略進行簡單的構(gòu)想（如圖10所示）。

圖10 環(huán)保行業(yè)3×5年的發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想圖

（1）第一個5年計劃

扶持各行業(yè)的龍頭企業(yè)，通過技術(shù)引進或合作的方式，掌握各領(lǐng)域綜合治理技術(shù)，為不同污染物治理系統(tǒng)的有效整合提供技術(shù)儲備。

（2）第二個5年計劃

挖掘不同污染物治理系統(tǒng)的技術(shù)整合點，集成優(yōu)化，在政府支持下，建設(shè)首個“三廢”一站式綜合治理產(chǎn)業(yè)園（雛形），并大力宣傳推廣，擴大影響力，借此吸引更多高質(zhì)量人才及環(huán)保企業(yè)加盟。

（3）第三個5年計劃

經(jīng)過第二個5年計劃的摸索及嘗試，總結(jié)技術(shù)、運營、管理等經(jīng)驗，形成一套完善的體系，至此，建成完善的煙氣、污水、固廢一站式綜合治理—全方位立體式“三廢”綜合治理產(chǎn)業(yè)模式，并迅速將該模式復(fù)制，在全國范圍推廣。

6 結(jié)語

針對我國日益嚴峻的“三廢”污染形勢，要實現(xiàn)各污染物的經(jīng)濟、高效治理， 須從系統(tǒng)整體的角度考慮，充分利用各污染物脫除設(shè)備之間的協(xié)同能力，并將不同污染物處理系統(tǒng)有效集成，實現(xiàn)資源、能源利用率最大化，節(jié)能減排最優(yōu)化。煙氣、污水、固廢一站式綜合治理模式的提出、研究及實施，可為我國“三廢”治理提供一條新思路。

[1]邱才娣.靜脈產(chǎn)業(yè)園的發(fā)展現(xiàn)狀及對策探討[J].綠色科技，2012（1）：15-18.

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Probe into New Model for “Three Wastes” Comprehensive Treatment

LIU Han-xiao, LI Jian-guo, YAO Yu-ping, ZHANG Han
(Zhejiang Feida Environmental Science & Technology CO., Ltd, Zhejiang Zhuji 311800, China)

The paper presents a new model of “three wastes” comprehensive treatment. The model realizes one-stop comprehensive treatment of flue gas, wastewater, solid waste, based on the thinking of multiple cooperating equipment removal of pollutants and a mode which integrates effectively different pollutant treatment system.

“three wastes” treatment; multiple pollutants cooperating removal; system integration

X70

A

1006-5377（2015）10-0056-05

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）“燃煤電站PM2.5捕集增效與優(yōu)化技術(shù)與裝備研制”（2013AA065002）。