近幾年,隨著國家對水環境治理力度的不斷加大,以及日益嚴格的國家、地方排放標準不斷出臺,各地污水處理廠提標改造需求不斷攀升,低能耗、高效能的污水處理技術,成為污水治理企業“攻城略地”新的“殺手锏”。
吳春旭(中)
恩格拜(武漢)生態科技有限公司是一家源于德國的水處理技術公司,由維克·恩格拜(Wilke Engelbart)博士和李明博士領銜,擁有世界級領先的污水處理技術,專為客戶提供低能耗、高效率的污水處理解決方案。5月21日,中國水網走進德國恩格拜北京辦事處,就污水處理核心技術工藝及“十四五”戰略規劃等一系列問題,現場專訪了恩格拜總經理吳春旭。
提標改造專屬“利器”
維克·恩格拜博士(Dr. Wilke Engelbart)
“作為輕資產技術型企業,最核心的是人才,這是恩格拜最強大的驅動因素”。吳春旭介紹,恩格拜的創始人為維克·恩格拜博士(Dr. Wilke Engelbart),是一位著名的水處理科學家,多項水處理技術的發明人、微生物藻類控制專家,1939年出生于德國。27歲時,Engelbart博士與自己的叔叔弗里茨·恩格拜一起開始研究低能耗、高效率的污水處理技術,于上世紀70年代發明了BioDopp生化工藝,BioDopp德文為“生化加倍”的意思(國內也有翻譯為生物倍增)。
2003年,該生化處理技術經過多次迭代和改進后,第一次引進到中國,應用于上海牡丹油墨有限公司的污水處理改造項目,取得了卓越的成果,成功降解了所謂的“不可降解”有機物。
2016年年底,恩格拜(武漢)生態科技有限公司在中國武漢成立。之后,公司由Engelbart博士和李明博士直接領銜,帶領著海內外科研人員和工程師展開了密集的研發。
此時,恰逢國內陸續出臺眾多利好政策,《水污染防治行動計劃》消滅劣V類水體、《“十三五”生態環境保護規劃》加強保護未被污染的III類以上水體、《長江保護修復攻堅戰行動計劃》到2020年底長江經濟帶地級及以上城市建成區黑臭消除比達90%以上。
隨著國家對水環境敏感地區、重點流域治理力度的持續加大,地方排放標準、流域污染物排放新標準紛紛出臺,各水環境敏感地區的污水處理廠提標升級需求激增,恩格拜抓住機遇,依托Engelbart博士及李明博士對污水處理技術不斷地改進創新,于2018年,正式推出SST同步硝化反硝化活性污泥技術。吳春旭解釋說,“恩格拜老爺子常說,做技術要從本質出發。其實,我們本質是做同步硝化反硝化工藝,所以我們就回到技術的學術名稱SST,英文全名Simultaneous nitrification and denitrification Sludge Treatment,中文解釋,基于活性污泥的同步硝化反硝化工藝。至于倍增不倍增,是否Dopp,只是一個技術實現效果。”
SST同步硝化反硝化活性污泥技術
雖然,中國污水處理廠提標改造迎來高峰期,但行業仍然面臨諸多問題。吳春旭表示,一個穩定運行的活性污泥污水處理廠,其出水COD絕大部分已經是難生物降解的了,如果混雜工業廢水進水的市政污水廠COD要做到30 mg/l以下,通常要配置昂貴的高級氧化或活性炭吸附,極大地提升了處理成本;除此之外,常規工藝也很難達到總氮<= 1.5 mg/L。而恩格拜SST 同步硝化反硝化活性污泥技術遵從自然界原本法則,將生化效率最大化,是一種低溶解氧的高濃度活性污泥工藝。
SST同步硝化反硝化活性污泥技術
該工藝由一座一體化水池組成,包括:氣提區、生化區、澄清區三部分。采用獨特的恩格拜曝氣技術,通長曝氣軟管均勻分布在池底,該曝氣管在6m水深的清水測試時氧傳質效率高達50%;通過專有氣提推流技術達到一個高回流比,有助于立即稀釋進水中的污染物濃度,均衡活性污泥的污染物負荷,為微生物的生長和繁殖提供一個更加穩定的環境。
吳春旭強調,傳統技術中回流比僅為1:3,然而 SST技術能在低能耗的情況下達到更高的回流比(10倍~100倍)。在這種條件下,SST生化池中污染物質濃度梯度很小,大約只有常規活性污泥系統的二十分之一。全池保持低溶解氧狀態,為各種微生物提供最佳生存環境,并提高其生化活性,脫氮除磷功能顯著。
SST工藝同時還采用了VR/VF快速澄清系統,該系統是一個生物化學泥水分離單元。其獨特的結構設計和管道式填料配置使得澄清快速而且高效。同時,氣提推流技術確保回流污泥再次循環回系統,而不是積沉在填料下面。該構造無需回流污泥泵,極大的降低了回流能耗,并且無需二沉池或其它類似處理單元,節約了占地面積,在處理高濃工業廢水、城鎮生活污水和低碳氮比污水的領域擁有非常好的市場前景。
SST技術特點
一、卓越的處理效果。維持同步硝化反硝化的微生物環境,系統運行穩定后出水COD<200 mg/L、TN<50 mg/L;
二、污泥產量低。污泥濃度高達8000mg/L,通過生物選擇和富集技術獲得的長污泥齡微生物,污泥產率可減少約40%;
三、電耗底,節省成本。特殊池體結構,無需回流泵即可實現大循環,輔助高效曝氣技術,與傳統工藝相比系統能耗降低約35%;
四、不受配套土地制約。無需單獨配置二沉池,且最大限度擴大容積利用率,整個生化系統可節省占地20%~40%;
五、安全運行穩定。VF/VR澄清區比傳統二沉池具有更優的固液分離效果,使系統抗沖擊負荷優于傳統A/O工藝;
六、高度自動化。高度智能化,自動化控制調節生化池內的溶解氧濃度,日常維護簡便,運行管理簡單。
SST技術應用案例
目前,恩格拜已經完成了在市政污水和工業廢水領域的項目示范:
一、石家莊西部某市政污水廠,原一級A生化處理尾水提標達到嚴格四類水標準,已經運行2年。
設計水量:50000t/d
生化噸水運行電耗:0.06kWh/噸污水
噸水碳源消耗量:0.02L/噸污水
進水:COD20-50mg/L;NH3-N10-25mg/L;NO3-N<10mg/L
出水:COD<10mg/L;NH3-N<1.5mg/L;TN<1.5mg/L
二、石家莊鹿泉某市政污水廠,3萬噸尾水+2萬噸原水,出水要求四類水。
設計水量:50000t/d
生化噸水運行電耗::0.12kWh/噸污水
噸水碳源消耗量:0.03L/噸?進水:COD350mg/L;NH3-N10mg/L;NO3-N<30mg/L
出水:COD<20mg/L;NH3-N<1.5mg/L;TN<1.5mg/L
三、山西晉中某市政污水廠,1.5萬噸/天,原一級A處理尾水,出水要求五類水。
設計水量:15000t/d
生化噸水運行電耗:0.08kWh/噸污水
噸水碳源消耗量:0.03L/噸污水
進水:COD50mg/L;NH3-N10mg/L;NO3-N<30mg/L
出水:COD<30mg/L;NH3-N<2mg/L;TN<2mg/L
除此之外,上海肥皂污水處理、江蘇泗陽市政污水處理、吉林石化丙烯晴廢水處理、義馬煤化工等等都使用了恩格拜的污水處理生化工藝,并獲得業內一致好評。
藍海思維 劍走偏鋒
雖然在污水處理廠提標改造上,恩格拜已經闖出了一條自己的道路,但他們的腳步卻始終沒有停歇。
不能停,因為,前有狼,后有虎!
據企查查數據顯示,目前我國共有20.86萬家污水處理相關企業,僅2020年,污水處理相關企業新注冊就達4.55萬家,同比增長20%,今年一季度新增企業1.12萬家,市場競爭日趨激烈。
同時,2021年,為打好“十四五”的開局之戰,國內的環保企業使出渾身解數,使得環保行業在“十三五”末迎來改名、上市、并購等各種高潮,大量資本蜂擁而至,原有產業結構被打破,并逐漸形成以國資+民企、央企跨界、地方環保平臺為主的新的產業格局,民營環保企業的市場空間進一步被擠壓。
面對于日趨激烈的市場競爭和各路資本的夾擊,吳春旭認為,低能耗、高效率只是恩格拜技術產品上的優勢,但不管什么技術,如果沒有持續的創新和迭代,最終都會被別人趕上或淘汰。而恩格拜一直都在不斷創新,目前,已提交發明專利12項、實用新型專利12項,并獲批3項發明專利、12項實用性型、6項軟件著作權。
同時吳春旭還表示,傳統技術在傳統模式上很難再進行突破,民營企業也很難跟行業巨頭去正面競爭,民營企業要想生存發展,更多的是要找到邊緣細分領域,去挖掘出一片新的藍海。
恩格拜經過市場調研發現,目前,我國畜牧業在發展過程中面臨著許多環境領域的發展瓶頸:
一、當前養殖行業處于分散型養殖向集中型養殖的變革時期,農村產業結構調整,規模化畜禽養殖發展迅速;
二、大型養殖企業很難配套足夠的土地用于沼液還田,大量糞污得不到有效治理即排放;
三、環境監管力度空前,穩定達標勢在必行;
四、不規范厭氧設施(黑膜池)的安全隱患突出;
五、運行管理與操作人員素質低,傳統的兩級A/O工藝,穩定性較差;
六、現有環保技術與養殖高風險之間的矛盾;
七、生物有機肥附加值低,糞便肥料化循環利用不暢。
據農業農村部相關數據顯示,中國畜禽廢棄物年當前產量約為41.21億噸,其中畜禽直接排泄量19.7億噸,養殖過程污水排放產量21.51億噸,形成了巨大的治理需求。
同時,吳春旭還發現,目前很多大型養殖場都有一個巨型的沼液暫存池,而且附近沒有一個轉運站能處理,更沒有被資源化利用起來,畜禽養殖糞污迫切需要符合行業特點、穩定達標、安全可靠的高效環保治理和資源化解決方案!
為此,恩格拜在Engelbart博士及李明博士的帶領下,密切圍繞畜禽養殖行業的環保需求,以微生物處理為技術核心,對工藝單元進行改進創新(核心生化、固液分離、污泥脫水、高級氧化、除臭),發掘更多的商業價值,解決不同行業的問題(生活污水、畜禽、餐廚垃圾原漿和沼液等),開發出一整套養殖糞污綜合治理的解決方案。
以技術創新開拓新藍海
1、SST生化工藝包
低溶解氧曝氣處理技術(DO<0.3mg/L),空氣提推實現大比例回流,并采用新型速澄填料,實現出水達標。
2、臭氣分離耦合生化工藝包
由德國WAB公司和恩格拜公司共同設計——生物接觸吸收塔,液氣比(L/G)<500;水循環處理,生化SST降總氮;生物膜降解,20%~50%。
3、固液分離和處理工藝包
全封閉槽式堆肥
4、養殖場糞污、廢水解決方案
養殖場糞污處理流程圖
吳春旭介紹,養殖場糞污、廢水綜合治理解決方案分為四個部分:
1、養殖場糞污管理,養殖場糞污管理沖糞、沖溝管理。優化原場區流程、提高衛生環境、改善臭味控制、提高糞污輸送效率;
2、無害化處理,固液分離、SST、堆肥。糞污分離、污水無害化處理、糞便穩定化處理;快速對污水和糞便做初步處理,不產生環境污染風險;
3、資源化轉化,厭氧沼氣、藻類塘、蚯蚓工業化。污水處理后,部分場區循環回用,部分進行藻類養殖,提高轉化價值:糞便和污泥,進行蚯蚓工業化養殖,或進行生物炭資源化:
4、下游產業,水產、能源服務、蚯蚓產業。對資源化產品進行深加工,充分開發下游產業,進行招商,將資源化產品作為生產原料。
其實,整個解決方案就是一個完整的生態閉環,恩格拜不僅可以從配套養殖場的工程建設中獲取收益,還可通過“糞污全包”的運營模式,取得運營服務效益,最后向水產養殖和蚯蚓養殖的下游延申,進行水產養殖生產運營獲取效益。
圍繞循環水養殖 構建生態新農村
目前,恩格拜主抓兩個核心,一個是市政污水;另一個就是圍繞養殖行業的生態循環解決方案,也是恩格拜最核心的業務。
吳春旭強調,鄉村振興對于環保來說,有三大污染源,一是養殖糞污;二是農村污水;三是水產尾水。而每一個污染源的背后都是一片藍海,而這三大藍海恰是恩格拜所擅長的,就是圍繞循環水養殖,針對三大污染源分別構建一個整體的綜合解決方案。
以農村污水治理為例。E20研究院認為,未來,農村污水處理技術和設施將迎來爆發期。2035年,我國農村污水處理率將達到70%,形成2000億的市場空間。根據相關統計,全國約有60多萬個建制村,全國農村每年產生生活污水約90多億噸。
但在逐年攀升的生成量背后,農村污水處理卻并未能跟上步伐,全國僅有不到10%的農村建設了污水處理設施,大部分地區在農村生活污水治理仍處于起步和探索階段。
“發展不起來的原因有很多,其中最重要的就是經濟問題”。一般情況下,農村污水廠的排放量設計容量大大高于農民實際污水排放量,導致后續運行進水不足,污水廠運行起來成本過高而閑置。
污水處理設施建設完成后一般都由當地鄉鎮管理,運營費用也多數由當地財政支付。但農村是自備水源(如井水等),農村家庭用水沒有計量,也就收不上來水費,沒有污水處理費用的來源。
恩格拜堅持以資源化技術和資源化產品為先導,然后帶動環境產品的應用,提升生態系統的價值,形成一個生態循環閉環。恩格拜提出:一個農村污水站,要配套一個養殖設施。
吳春旭表示,利用恩格拜超標準達標、耦合除臭、整合固液分離系統的技術產品,去構建生態循環閉環:養殖場(生活污水、水環境、藻、后生動物以及水產養殖相結合)可以解決農村沒有排放口的問題,而且還可以提升后端生態環境的質量,然后,再通過養殖業提升其資源價值,再來反哺污水廠前端的運營成本,從而使其達到穩定運營的狀態。
最后,吳春旭表示,鄉村振興是恩格拜未來重點聚焦發展的方向,作為一家具有德國基因的企業,無論是從糞污處理到資源化利用,再到循環水養殖,恩格拜都是以德國等發達國家的生態農村為標桿,努力構建中國版的生態農村。
編輯:陳偉浩
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