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我开发的这项技术该是世界首创了 精选

已有 10828 次阅读 2018-11-8 07:24 |系统分类:科研笔记| 臭氧, 活性炭, 曝气生物滤池, 生物炭, 深度处理

 

作为水的深度处理工艺,臭氧-生物炭(O3PAC)工艺与臭氧-曝气生物滤池(O3BAF)这二个工艺都得到越来越广泛的应用。

从中国知网上搜索,国内较早公开发表关于臭氧-生物炭应用的文章是上海自来水公司的陆在宏,在《上海环境科学》1986年第3期上发表“臭氧-生物炭工艺去除水中有机物”。该文讨论了臭氧-生物炭工艺应用于给水的微污染水源水处理。从上世纪80年代开始,到目前为止,臭氧与活性炭联合协同应用于水处理的研究一直没有停止,在中文期刊上前后发表了数百篇研究论文。

臭氧-曝气生物滤池水处理工艺是我们在2005年申请的发明专利化学氧化曝气生物滤池联合水处理方法(专利号ZL200510035132.9)中提出的一种水处理方法。该专利获2010年度全国发明展览会金奖。从中国知网上搜索,最早发表这方面研究论文是我们发表在《环境污染治理技术与设备》(该杂志后来改名为环境工程学报)2006年第7期上的“臭氧-曝气生物滤池处理酸性玫瑰红染料废水”。一年半后的200712月,哈尔滨工业大学王树清的博士论文“O3/BAF联合工艺深度处理生活污水二级出水的研究”。2008年初华南理工大学陆少鸣课题组在《中国给水排水》上发表了“BAF/O3预处理工艺后砂滤池的除污效果”。这十多年来国内学术杂志上一共发表了约100O3BAF的研究文章,最初发表的关于臭氧-曝气生物滤池的文章,十篇之中就有7篇是我课题组发表的研究论文。2007年,我们也写了一篇英文文章“Treatment of Acid Rose Dye Containing Wastewater by Ozonizing - Biological Aerated Filter ”投稿 Dyes and Pigments,发表在200774(3):736-740。这杂志的影响因子3.8并不算高,但它创造了我投SCI期刊的一个记录,投稿的第九天收到通知,文章被直接录用,不需修改。虽然从这些公开信息来看,臭氧-曝气生物滤池工艺在国内我们是最先研究,并申请获得了发明专利,但后来我们查阅国外的文献,发现德国研究者在我们前面已发表过一篇用臭氧预处理,然后再通过曝气生物滤池处理造纸工业废水的研究论文,故在世界范围,不能算我们开发应用的新工艺。

随着臭氧氧化与曝气生物滤池的研究和应用的开展,我们发现虽然臭氧对微生物有很强的杀灭作用,但其在水中的降解速度相当快,降解完后微生物往往存在爆发式增长,且实验证明在一个曝气生物滤池中,可以直接通入臭氧曝气,往往能取得意想不到的好效果。这样我们在2007年又申请了“一体式臭氧与曝气生物滤池水处理装置及其方法”(ZL200710028632.9),该方法是将臭氧的化学氧化作用与曝气生物滤池的生化作用在同一个反应器中完成。这应是我们的首创,查阅国内外文献,再也找不到先于我们的发现与应用,后来也有不少研究者也证明了这一现象,并认可该技术的优越性。该处理方法具有以下几个优点:1、充分利用了臭氧中的氧气,可适当减少曝气生物滤池的曝气量;2、占地面积小,且不存在先臭氧氧化,再进入曝气生物滤池的流量均衡等问题,减少了相应的输送泵及连接管道;3、曝气生物滤池相应比较长的停留时间,能让进入曝气生物滤池的臭氧分解完全,从而不必要另外安装臭氧破坏装置;4、曝气生物滤池最容易堵塞的滤头部分,因加入了臭氧而不会再发生堵塞;5、实验结果表明,采用一体式比分体式有更好的去除效果。这也是我们目前主要推广应用的水处理工艺。我们参与应用该技术,日处理万吨级的废水处理厂已有四座,每天处理几百吨工业废水的处理设施,这几年我们承包建设了几十座。

由于我国的水源水存在微污染,水源水的净化处理一直是研究热点。最初人们往往通过活性炭的吸附作用,脱除水源水中的少量有机污染物。活性炭吸附饱和后,就必须进行再生,后来发现,即使不再生,这活性炭吸附总能或多或少地脱除一部分有机物。后来发现活性炭表面也生长了微生物,能利用进水中的溶解氧来分解这些少量有机物,这样,就引入了“生物炭”的理念。在生物炭处理工艺中,投加臭氧的优越性,清华大学的王占生教授团队在《中国给水排水》2006年第11期上发表了“臭氧—生物活性炭与单独活性炭工艺处理效果比较”,其结论是:在活性炭前投加臭氧, 可以强化活性炭对有机物的去除作用 ,延长活性炭的使用周期 ,增强活性炭滤池的生物降解能力。华南理工大学陆少鸣教授团队在给水处理进行了BAF预处理与臭氧活性炭的比较研究,研究结果发表在《中国给水排水》2009年第13期上,其结论是:采用 BAF预处理与臭氧—活性炭工艺处理微污染水, 并从对主要污染物的去除效果、装置运行维护及经济性这三个方面对这两种处理工艺进行了比较 。结果表明,两种工艺对 NH3 -N的去除率均达到 90%以上 ,CODMn的去除率相当 ,皆为 61%左右;两种工艺在运行维护方面各有利弊 ;与臭氧—活性炭工艺相比, BAF预处理工艺在投资上节省 40%以上、在运行费用降低60%以上,更适于普遍推广。

一般提出的生物炭理念,都是利用水中的溶解氧作为氧源,而不另外曝气,故臭氧-生物炭,或生物炭处理工艺,它脱除COD值是有限的,即使水中的溶解氧是饱和的,它能被全部利用起来降解脱除水中的有机物,其对水中有机物的脱除量最多也就只有10 mg/LCOD值。故生物炭技术,臭氧-生物炭技术往往应用于给水领域,特别是微污染水源水的预处理。

而对于废水处理的深度处理,提标改造要求脱除的COD值往往大于10 mg/L,有时可能高达50 mg/L,这时,显然使用O3PAC工艺是不能满足这个要求,而使用O3BAF工艺,则可以轻易地进一步脱除30 mg/L甚至60 mg/LCOD值,且又具有良好的脱色作用,故对于废水的深度处理,采用O3BAF的工艺就显得更合适,可靠。

从目前国内的研究报导与大规模应用来看,虽然O3BAF具有更强的水质适应性,更好的处理去除效果,且投资及运行成本比O3PAC更低一点的优势,但大规模地应用及研究报导的广泛程度,O3PAC则多得多。分析其原因,可能有以下几个方面:O3PAC技术历史比O3BAF更久,国内杂志首次报导的时间差不多早了20年,且它也确实有较好的对水中水源水微量有机污染物的脱除效果。而相应的设计院等已接收了O3PAC这个工艺,人们的习惯惰性更喜欢选用已熟悉的工艺。另外,可能申请的专利,对该技术的推广也形成一定的阻碍作用。其实国内目前的专利,往往都是防君子而不防小人。以纺织印染行业为例,广东溢达纺织有限公司在公司的3万吨废水深度处理系统,采用我们的O3BAF工艺进行招标前,与我协商,支付五万元购买了我们的专利使用权,使招标的专利技术应用完全合法合规。而江苏省的另一家大型纺织印染公司,日处理2万吨的废水深度处理同样也采用了我们的O3BAF工艺,他们到溢达公司做了详细调研,甚至也请我去给他们做了技术介绍,但他们就不愿支付这几万元的专利使用费。对自己使用其它人专利不愿支付相应的技术费用,这样的公司肯定没有开发新技术的热情,只希望如何降低成本进行低价竞争注定是没有前途的。

为了技术的推广,我们已将专利收费降得很低,且反复强调,给我们少量专利费,我们将会结合多年研究的成果与经验,提供更合理的工艺设计参数,从而让买我们专利的客户能从实际工程中节省更多的费用,取得更好的经济收益。当然在国内要求尊重知识产权,还有不少路要走,任重道远!

我在这里张扬地宣称:我们开发的一体化O3BAF工艺是世界首创,将来在废水深度处理领域,会得到越来越广泛的应用。其实我也是想看一看我们是不是真的世界首创,有没有朋友拿出其它的证据证明我们在吹牛,另外,也想通过这另类的手段,来推广和应用我们开发的好技术!




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