微波水處理技術

微波水處理技術介紹在11月10日杭州召開的“全國城鎮排水管網及污水處理廠技術、改造、運營高級研討會”上，中國城鎮供排水協會副會長聶梅生做了題目為“重新認識水處理技術發展”的精彩發言。其言語間對新的水處理技術的期待溢于言表。縱觀水務市場發展近20年來，除了傳統的生物法處理工藝外，還沒有其他工藝能夠以更低的運營成本及投資額在城市污水處理中得到大規模的應用。
不過最近幾年，由我國自主研發的，并已在多種工業廢水實際處理工程中成功應用，相同處理規模但占地面積僅為傳統工藝1/6的微波水處理工藝，已經開始準備進軍城鎮水務市場。

1、 目前傳統工藝存在的問題　　
目前國內已建的城市生活污水處理廠，無論處理規模大小，絕大多數都在使用傳統生物處理工藝：A2O、SBR、氧化溝或者這些生物工藝的改良工藝。雖然目前傳統工藝基本上能夠滿足國家相關排放標準的要求，但筆者認為隨著水務市場的競爭激烈化和土地資源的緊缺化，傳統工藝過大的占地面積、過長的施工建設期、臃腫的運營機構、過高的投資額及對水質水量波動較差的適應性，已使其日益遠離我國盡快改善水環境的要求。
2、 微波水處理技術簡介 　
微波水處理工藝流程如圖2.1所示，經過簡單的預處理后，城市生活污水中的有機物在敏化劑與微波的共同作用下，發生劇烈催化、物化反應，轉化成不可溶物質或氣體從水中分離出來。水中的有機污染物分子鏈在微波催化的作用下斷開，被分解為小分子并與敏化劑結合生成速沉絮體被去除；金屬離子直接與敏化劑結合生成速沉絮體沉淀；氨氮轉化為氨氣逸出，濃度超出標準時，可用后續的吸收裝置吸收去除；水中磷轉化為不可溶磷酸鹽沉淀去除。
3、微波水處理工藝的優勢　　
與傳統工藝相比，微波水處理工藝的主要特點如下：　　
（1） 投資額低：由于涉及商業機密，不便過多透露信息。但是可以肯定的是，無論傳統工藝以怎樣低的投資額報價競標任何規模的城市生活污水處理廠，微波工藝都可以報出比傳統工藝至少低10%的價格。　　
（2） 建設工期短：由于該工藝目前已經完全設備化，新建污水廠基本不需要土建動工，只需要蓋一個能夠遮雨的棚子即可，微波處理設備即裝即用，6萬噸的污水處理廠2-3個月即可安裝試運行完畢，基本沒有施工風險。能夠滿足應屆政府各部門對水污染治理效果立竿見影的期望。　　
（3） 運行成本低：微波處理工藝的噸水運營成本在0.5-0.65元/噸的范圍內。該成本為運營成本，包括：電費、藥劑費、人工費、污泥處置費、設備年維修及大修費、固定資產折舊。后文將以6萬噸的城市生活污水處理廠的實例來具體說明其運營成本明細。　　
（4） 運營人員少：微波法處理系統操作簡單，所需操作人員較少。6萬噸的污水處理廠工藝流程需管理人員2名，化驗員2名，操作人員8名，維修人員5名，共需工作人員17名。筆者認為單就這一點就值得將該工藝大范圍推廣應用，將勞動者的雙手解放出來，才符合技術革新和產業革命真正的本質。　　
（5） 占地面積小：2400m3/d城市生活污水的處理工程，用傳統方法需占地約2000 m2；如果使用微波工藝，占地面積不到300m2，其中微波水處理設備占地僅64 m2；大約是傳統工藝占地面積的1/6。　　
（6） 抗沖擊能力強：微波水處理工藝受進水質、水量變化的影響不大，只需調整工藝參數即可；目前城市生活污水處理廠日常運營時遇到的水質超標、水量超額時不能正常運行的風險將不再成為問題。　　
（7） 固液分離快：該工藝特有的敏化劑，能夠使微波反應后生成的大量絮體迅速沉淀并與水分離。所以該工藝后續處理的停留時間也較短，沉淀構筑物占地面積相應較小。

4、案例說明　　
以6萬噸的城市生活污水處理廠為例，通過具體數據來說明該工藝的優勢：　　
（1）進水水質　　西部某省會城市生活污水廠進水水質如表5.1所示,要求達到國家一級B的出水標準。不夸張的說，該城市生活污水進水水質對于目前的生物法傳統工藝而言，在政府規定的污水處理費0.78元/噸的前提下，還能夠穩定的獲得相當的利潤空間，難度是比較大的。而對微波工藝而言，則算不上什么問題。表5.1： 進出水水質指標項目 CODcr BOD5 SS NH3-N P 進水水質/（mg/l） 560 275 265 6.0～9.0 11.3
（2）運行成本　　微波工藝總投資額屬于商業機密，不方便透露，折舊項由于也涉及到總投資額，故在下表中也沒有列出，由讀者自己推算。運營成本組成如表5.2所示，出于保密起見，表5.2中的成本明細僅提供最后總運行成本的大概參考數值，且該運營成本仍有很大幅度的壓縮空間。表

5.2： 噸水運營成本項目
電費 藥劑費 人工成本 污泥處理費 大修及日常修理費 合計 0.45元/M3
（3）占地面積　　6萬噸污水處理廠總占地面積50 x 60平方米左右

6、進軍水務市場的遇到的阻力　　
正如該項技術的專利持有人，北京潤澤東方環保工程有限公司董事長—孫憲彬所言，如果該工藝能夠在全國范圍內得到廣泛的應用，則是一場水務界的盛宴，稱的上是21世紀水業的技術革命。但是該項革新除了能帶來技術上的進步，國家自然環境的快速改善，土地資源的節約外，也給目前水務市場看似穩定的格局帶來一定的震蕩，同時將面對來自外界的重重壓力。　　
（1） 來自設計院的壓力　　當城市污水處理廠甚至城市給水廠的建設模式由工程化向設備化轉化時，以市政水處理設計為主要業務的各大國有設計院的收入恐怕要大打折扣了。目前僅能由具有市政公用事業甲級設計資質才能承接設計的城市給、污水處理工程，將來任何能做設備系統集成的環保公司都可參與其中。但是由于目前方案、可研甚至標書的評審工作都是由各大設計院的老專家把關，其對新生技術的接受程度，將很大程度上影響該技術的推廣進程。　　
（2）招標制度的障礙　　就BOT新建項目而言，目前大多數的水務項目招標文件評分細則中，明確規定投資額報價僅占60分、工程經驗和業績占20分、投資人財務能力占10分。（在資格預審文件中投資人的財務能力+業績經驗項分值占90分） 僅此而言，擁有微波水處理工藝的環保公司如果不依靠實力稍強的水務公司，即使報價在低也很難勝出，或者說根本沒有進入城鎮水務市場的機會。　　
（3） 知識產權保護　　如果采取聯合體的方式進行投標，微波公司是以設備供應商的身份出現，還是也參與日后的水廠運營，如果參與運營怎樣分配利潤，并且在我國目前知識產權保護體系并不完善的情況下，雙方合作后期怎樣保證專利持有人的利益，都是尚需仔細研究的問題。

7、微波水處理工藝的工程實例　　
多數業內人士可能還不了解該項技術的應用情況，對該技術的實際應用還抱有懷疑態度。其實該工藝在2000年就已經走出了實驗室，至今已成功應用在多項實際工業及生活污水處理工程之中。北京潤澤東方環保工程有限公司詳細的工程業績如表7.1所示。表7.1 微波水處理工藝—工程業績（潤澤東方）序號 項目單位 時間 處理量 處理類型
1 蘭州石化集團 2001.1 2000T/d（一期） 生活水回用處理工程 2005.
2 10000T/d（二期） 生活污水處理工程 2 北京和田寬食品有限公司 2003.7 6000T/d（一期） 食品污水處理工程 2003.8 4000T/d（二期）
3 內蒙古發電有限公司 2002.10 2000T/d（一期） 回用水處理工程 2004.3 10000T/d（二期）
4 山東德州紙業有限公司 2003.9 2400T/d（一期） 造紙污水處理工程 2004.4 15000T/d（二期）
5 廣東中山電鍍有限公司 2004.12 2000T/d 電鍍污水處理工程
6 廈門化纖有限股份公司 2006.5 500T/d 化纖污水處理工程
7 高碑店城市污水處理廠 2006.8 500T/d 城市污水處理工程
8 海口螺旋藻生物有限公司 2007.1 1000T/d 化工污水處理工程
9 Hyderabad pharma Infrastrncture a technologies Ltd（印度市政府工業污水處理項目） 2007.3 100T/d 工業污水處理工程
10 臺灣新竹寶山水庫 2007.4 150000T/d 水庫水處理工程
11 大興生活污水工程 2001.6 2000T/d 生活污水處理工程
12 廈門邁克制藥工程 2006.3 2000T/d 制藥污水處理工程
13 廣東江門彩艷工程 2005.3 3000T/d 印染污水處理工程
14 廣東黃埔電鍍水工程 2005.3 5000T/d 電鍍污水處理工程
15 河南三金公司工程 2007.3 2000T/d 食品污水處理工程
16 河南高速公路工程 2007.7 3000T/d 生活污水處理工程
17 北京鶴望蘭工程 2004.2 100T/d 造紙污水處理工程
18 上海曹橋鎮工程 2005.8 2000T/d 河道水處理工程
19 廣西淀粉工程 2005.6 2000T/d 食品水處理工程
20 泰安電鍍廠工程 2007.1 100T/d 電鍍污水處理工程
21 山西臨汾工程 2006.5 3000T/d 印染污水處理工程
22 大連工業生活用水工程 2007.6 10000T/d 工業、生活水混合水處理工程

8、期待與展望　　
一項新的技術從誕生到被公眾接受再到被廣泛的應用，必然要經歷曲折的過程,微波水處理工藝的普及和推廣同樣也要有很長的路要走。筆者讀研期間，曾經接觸過微波水處理技術，可以肯定的是該技術對水中污染物的去除能力是目前的傳統工藝不可比擬的，對很多高難度處理的工業廢水，微波水處理技術都展現了良好的應用前景。但是，是否如該技術的持有人孫憲彬（北京潤澤東方環保集團的董事長）所宣稱的，在改良了敏化劑的組成和配比之后，在城鎮市政水處理領域，微波技術能以較低的成本運營及潤澤東方能否在不久的將來也在國內城鎮水務市場中占有一席之地，我們拭目以待。