《水环境治理中增氧曝气技术对比分析》

  • 来源专题:水体污染与防治领域信息门户
  • 编译者: shenxiang
  • 发布时间:2017-08-03
  • 近年来,我国污水治理技术不断攻坚克难,使水环境治理技术日益成熟。现下水环境治理技术不仅完成了多种曝气技术的进一步革新,而且使曝气技术在地表水环境治理中得到了更广泛的应用。而多种曝气增氧技术登上市场舞台,哪一种对水环境的治理作用更为显著?且看文中的对比分析。

    目前,我国的水环境治理技术主要包物理技术、化学技术、生物技术以及综合技术的应用等。其中,曝气增氧技术是物理技术中最核心的技术。虽然曝气在污水治理中是非常成熟的技术与产品,但河道、景观水体、水库等城市地表水体具有面积大、形状各异、通电困难等问题,造成污水处理中常规的曝气技术与产品很难应用到地表水环境治理中。据调查,我国的水环境治理公司通过技术引进、研发等开发了多种适用于地表水环境的曝气增氧产品,并已成功地运用到多个项目中去。

      随着城市发展速度的加快,城市水体污染成为我国一个突出的问题和治理难题。城市河流、景观水体多为静止或流动性差的封闭水体,具有水域面积小、易污染、水环境容量小、水体自净能力差等特点,加上外源污染,极易造成水体的富营养化以及黑臭现象。通过曝气增氧技术提高水体溶解氧来恢复水体环境并处理水中污染物是水环境治理中常见的手段。

      增氧曝气技术的类别

      根据气泡大小、作用原理及能源的不同,目前应用到工程中的曝气技术及产品主要有以下三种。一种是微纳米曝气机,其通过气相和液相的高度分散,产生直径小于3μm的微米级气泡和纳米级气泡。微纳气泡具有存活时间长、比表面积大、高界面活性、带能带电等特殊的理化特性。一种是清洁能源曝气机,如太阳能曝气机、风能曝气机,及风光两用曝气机。这种曝气机一般采用清洁能源带动电机,以机械部件实现大气富氧或者鼓风、氧的传送等。一种是推流曝气机,可根据需要在一定区域内形成造流作用,增强水循环,同时兼具曝气功能。从富氧效果来看,微纳米气泡曝气机效果最好,但受制于作用面积小、耗电量大等问题。

      增氧曝气技术的两种理论及产品

      目前在学术界,对水环境中富氧、曝气主要有两种理论。一种是“活水”理论,即活水不死,只要水是流动的,水体通过自净能力就能保持相对好的水质。这种理论在美国的曝气技术产品中得到了好的应用。如美国的曝气机solarbee,在河流、水库及污水厂的曝气池、自来水的大型储蓄罐中均得到了广泛应用。目前,该产品已被南京领先环保引进并消化吸收,研发出系列的艾溥IPOCH太阳能曝气机。

      另一种是尊重自然,不改变水体的生态环境理论。这种理论认为自然水体每层都有不同的生态环境,如根据氧的不同,在水体中有不同的藻类、微生物、鱼类等,不能因为治理水环境而破坏自然环境。这种理论在日本的曝气技术产品中得到了应用。如日本NANOMAIZU超微气泡技术,松江土建株式会社及日本土木研究所的深层曝气技术等,仅是通过物理技术对底层富氧,而不改变水体中层及上层的状态。

      日本的这两种产品,目前也已经被国内的公司引进吸收。如南京金禾水环境股份有限公司的微纳米气泡发生器,以及江苏中宜水体修复公司的WEP曝气机。国内也研发了一些曝气技术,这两种理论都有应用。比较典型的是由于水环境治理中用电的不便,一些科研院所、水环境治理公司等研发了以清洁能源为主的曝气机,部分产品在国家的科技计划,如水专项中得到了应用,但尚未产业化。

      增氧曝气技术在我国的应用

      无论是微纳米曝气技术、还是太阳能、风能曝气技术以及常规的推流曝气技术,在我国的水环境治理中都得到了广泛应用。

      在大型的水库及饮用水源地,如南京溧水方便水库,东莞松木山水库、北京官厅水库、宜兴龙珠水库等,采用了太阳能曝气机、WEP生态水环境修复系统以防止水体的富营养化并改善水质。在一些富营养化的湖泊中,如太湖、云南滇池、无锡五里湖等,温州蒲州横河、南京里圩河等黑臭水体,以及上海豫园、北京北海公园等城市景观水体均采用了增氧曝气技术。

      增氧曝气技术产品的参数对比

      在水环境治理中,笔者认为衡量增氧曝气技术产品性能的参数主要为:氧气输送量、耗电量及扩散范围。据笔者所知我们不妨以均具有专利技术并已得到应用的MBO微纳气泡发生器、IPOCH太阳能曝气机、OBAO扬水式太阳能曝气机、WEP生态水环境修复系统、风光互补曝气系统来进行对比。

      MBO微纳气泡发生器:日本NANOMAIZU技术,在中国授权生产(南京金禾),核心部件从日本进口,在国内按照日方的技术标准进行组装生产。

      IPOCH太阳能曝气机:美国SOLARBEE技术产品在中国的消化吸收,南京领先环保已申请中国专利并生产。

      OBAO扬水式太阳能曝气机:技术原理依然为美国SOLARBEE技术,上海欧保环境生产。

      WEP生态水环境修复系统:日本松江土建株式会社及土木研究所开发的深层曝气技术,授权江苏中宜水体修复在中国生产,核心部件从日本进口,目前在国内已经获得专利。

      风光互补曝气系统:国家水专项课题成果,环境保护部南京环境保护研究所开发,技术原理为传统的鼓风曝气设备,但用清洁能源代替电能。

      从氧气输送量来看,MBO微纳气泡发生器最高,WEP生态水环境修复系统及风光互补曝气系统次之,而通过大气复氧增氧的IPOCH太阳能曝气机及OBAO扬水式太阳能曝气机较低。严格意义上来说,MBO微纳气泡发生器并不是一种曝气机,而是一种超微气泡高级氧化技术,其通过超微气泡带能带电高表面能的特性,对水中污染物进行开环降解、氧化降解和高温热解,彻底消除黑臭,活化水体,促使底泥表层矿化,改善水质,提高透明度。

  • 原文来源:http://www.hbzhan.com/news/detail/119119.html
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    • 盘点2018年以来的水环境项目,有不少“中”字头的央企、国企相当活跃,而且所参与的项目大多是几十亿,甚至上百亿的水环境治理项目。中国水网根据公开资料不完全统计2018年以来国企、央企参与的22个水环境治理项目,项目投资额累计约656.22亿。 近几年,基建类央企纷纷布局水环境治理领域,参与到环境治理的队伍中来。中国水网通过梳理和统计,尝试分析这一趋势背后的几点催化因素。 看好政策红利带来的巨大市场 近些年来,国家对生态环境的治理已经上升到了战略性的高度,伴随着环保政策的密集落地,政策导向性的环境产业孕育着巨大的市场空间,发展前景无限。 水十条明确要求,第一阶段,到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;第二阶段,到2030年,力争全国水环境质量总体改善,水生态系统功能初步恢复;第三阶段,到本世纪中叶,生态环境质量全面改善,生态系统实现良性循环。 在水十条出台的前后一段时期,受政策的驱动,一大批央企、国企通过成立子公司、设立环保板块、收并购等方式跨界进入环保领域。 比如,2015年1月,葛洲坝集团投资约4.73亿元,收购凯丹水务75%的股权,快速切入水处理领域。 2015年8月,中国中车与江苏常熟、中国科学院生态环境研究中心签订战略合作协议,三方共同探索分散污水治理模式。中国中车以农村污水处理为抓手,逐渐延伸至环保领域。 中国中铁四局集团有限公司2015年先后在安徽、湖北、江苏、河南、辽宁、上海、天津、重庆等国内多个省区承建水务及环保工程数百项,进入国内污水市场。 中冶集团成立全资子公司——湖南中冶长天节能环保技术有限公司,进军环保领域。 从环境保护部到生态环境部,新时代下环境部职能发生了转变,从此治理任务逐渐向监督任务转变。在职能转变的过程中,如何落实这一职能?中国环境科学研究院流域中心副主任张列宇认为,就是打好打赢污染防治七大攻坚战,其中有五项和水环境相关,排名第一的就是黑臭水体治理。 可以看到,水环境治理的大幕已经拉开,机会无限,商机无限。据E20研究院测算,在《水污染防治行动计划》等政策压力下,“十三五”期间,水环境综合治理市场空间有望达到4.6万亿元。 适逢绝好的时机,其他行业的企业也早有预见,纷纷将眼光投向环保市场。这么说,央企跨界而入,想从中分一杯羹,也是合乎情理的。 此外,在传统水务领域市场已经相对饱和,市场格局已经基本形成的局面下,陆续释放的新需求,成为很多跨界布局环保的企业一个很好的切入点,如黑臭水体治理、农村水环境治理等水环境治理市场,市场空间巨大。对于外行业企业来讲,在此类市场的布局也相对容易一些。 自身的发展需求和优势 中国水网主编谷林介绍,相比很多民营环境企业,前述的基建类央企、国企一般在政企关系、资本实力和工程建设等方面具有先天优势。水环境治理项目大都体量比较大,需要巨额资金,虽以环境效果导向,但以工程为主,从众多项目竞标来看,这些央企国企常联合一些环境技术类企业组建成联合体,在经济下行、政府严控金融风险的大环境下,一些地方政府更倾向选择与它们合作。 同时,央企、国企在一些方面有着天然的优势:良好的政企关系、跨区域整合能力、较强的产业延展性、投融资优势。这对于其顺利打开具有公益属性的环保市场,进入区域布局具有绝好的优势。 近年来出现了越来越多体量较大的水环境治理项目,这些项目需要巨额资金,尤其在目前严控金融风险的大环境下,资金项目的周转和运维有着极其重要的作用,央企国企的资本实力和政府信任关系起到了更大的作用,一些地方政府更倾向选择与央企、国企合作。 进入环保领域也是一些企业横向拓展或者完善自身产业链,业务转型升级的需要。央企、国企一般业务规模较大,自身也会产生一定的污染需要处理。自身主动进行污染消纳有助于企业降低成本,提升企业效益。 如中石化为了建立完整的产业链,系统解决在石油行业上游、石油开发过程中面临的关键环保技术,2015年8月,在湖北成立专业化环保公司——中石化节能环保。 2016年,中国交建设立环保板块,延伸企业产业链,由中国交建子公司中交疏浚发起,与中交机电工程局、中和物产株式会社共同出资成立了中交生态环保投资有限公司(以下简称“中交环保”)。其中,水环境处理业务是中交环保四大主营业务之一。 中国铁建不断调整经营思路,布局环保新兴领域,将水资源水生态水环境治理等业务作为公司主营业务中的新兴产业来发展。 另外,在整个经济处于下行压力情况下,很多日渐衰落的传统行业,业务日渐下滑,很多企业也在需要寻找新的业务增长点,来满足国资委保值增值的要求。 如前几年杭钢股份以置换股权的方式纳入三家环保公司,大手笔介入环保市场,将原有亏损的钢铁资产置出,转而注入盈利能力较强的宁波钢铁,就是对原有主营业务的升级强化。 受PPP催化影响 PPP相关政策的不断推进,加速催化了企业跨界布局水环境治理项目的步伐。尤其是国发[2014]43号文发布后,PPP进入大举扩张阶段,环保PPP项目突破了单体项目,出现了大型的水环境综合整治项目。特别是,一些国企、央企借助PPP项目大潮快速涌进水环境治理领域。 中国水网对近一年的水环境治理项目统计发现,一些基建类的央企更乐于选择参与到PPP水环境治理项目中,比如: 中电建路桥集团有限公司联合体、中交上海航道局有限公司联合体以及中原环保股份有限公司联合体分别中标81.3亿巩义市生态水系建设工程PPP项目三标段。 中国交建与一公院组成的联合体中标46.69亿深圳市宝安区2019年全面消除黑臭水体工程项目。 由中交疏浚上航局牵头组成的联合体中标45.44亿江苏盐城市区第Ⅲ防洪区水环境综合治理(含黑臭水体治理)PPP项目。 中铁十四局集团有限公司、中铁建重庆投资集团有限公司和中铁建生态环境有限公司联合体中标9.35亿陕西省西咸新区沣河综合治理II期(西汉高速-G310国道段)PPP项目。