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治“污”出新招,摇身变成“宝”——

 

  日前,在北京市长安街“精彩冬奥”的主题花坛中,一片片蓝白相间的“雪花”吸引了众多游客的目光,人们不知道,这些美丽的“雪花”竟然是以尾矿和煤基固体废物为原料制作而成的。


  今年,工业和信息化部、国家发展和改革委员会等八部门联合发布《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》,工业固体废物(下称工业固废)、水源污染等问题愈发受到环保企业的关注。环保企业在实现污染物的处置和资源化利用方面有哪些关键技术的支撑?


  创新支撑固废再利用


  “‘精彩冬奥’主题花坛中的‘雪花’是利用3D打印技术制作的。煤基固废作为工业固废中的大宗固废,不仅占用土地资源,而且易造成空气、土壤的污染。”北京空间智筑技术有限公司(下称空间智筑)总经理张永虹介绍,此次冬奥主题花坛里雪花元素的打印材料,60%来自河北省张家口市怀安县矿山修复项目的尾矿型固废材料,此外,还含有部分粉煤灰和矿粉固废,固废利用率达到75%以上,公司可谓在环保方面下足了技术功夫。


  “去年6月,我们在北京市城市副中心行政办公区二期C08工程现场,就以河北省三河市的尾矿为原材料,打印完成了长3米、高2.5米的墙体。”张永虹表示,公司与中国矿业大学(北京)王栋民教授团队合作研发,根据工业固废的特性,优化材料配比,在合理利用大宗固废方面探索创新方法,提交了“用于3D打印的外加剂组合物、砂浆材料及其制备方法”等专利申请。


  为打通煤基固废处理利用全套流程,提高煤炭资源综合利用效率,中国科学院工程热物理研究所(下称中科院工程热物理所)循环流化床实验室团队在40年煤炭清洁燃烧与气化技术的基础上潜心研发,形成一系列自主知识产权。


  “2015年起,我们逐步展开煤基固废资源化利用技术的研发工作,至今,已形成了流态化焚烧碳利用和熔融高值化利用两项成套关键技术。”中科院工程热物理所循环流化床实验室知识产权专员李百航介绍,目前,研发团队已掌握煤气化残炭中碳的燃烧或气化利用,以及将无机组分转化为铝硅基产品,实现高值化利用,可满足相关企业进行煤基固废的大规模减量处置、资源化回收利用的需求。目前,团队拥有“循环流化床细粉灰燃烧装置”等多件发明专利。


  单台焚烧炉日纯燃气化飞灰500吨、燃烧效率达98.5%、排出灰渣含碳量低于3%……2020年以来,江西省建筑陶瓷产业基地的40余家陶瓷生产企业用上了中科院工程热物理所循环流化床煤气化技术产出的煤气。清洁煤气源源不断地输送给用户,背后除了清洁的气化技术外,还有流态化焚烧碳利用技术提供支撑。“在流态化焚烧碳利用技术产业化后,我们在熔融高值化利用技术上取得了进一步突破。”中科院工程热物理所循环流化床实验室助理研究员梁晨表示,目前,研发团队拥有“超低挥发分碳基燃料的熔融处理方法及处理装置”等多件发明专利,建成了年处理气化飞灰量达千吨级的固废熔融处置中试装置,完成了中试验证,验证结果显示,该装置的脱碳效果显著,气流床气化灰渣脱碳率超过95%,综合资源化率达到90%以上,进一步实现了煤基固废高值化利用。


  专利助力污水变清流


  近年来,污水处理排放已成为环保企业重点关注的领域,含有高盐高硝、高盐高氨的工业废水具有量大、浓度高及水质复杂等特点,其大量排放会对地下水水质造成严重影响。为此,碳能科技(北京)有限公司(下称碳能科技)开发了高盐废水电化学脱氮技术,解决不同行业高盐含氮废水处理问题。


  “2020年至2021年,我们在中国石化洛阳分公司热电部脱硫水现场开展了处理量≥25立方米/天的中试示范,装置采用了碳能科技自主研发的复级型电化学反应器和专属电极,经过多家单位联合组织的现场72小时考核标定,结果显示,装置处理每立方米水的平均直流电耗为5.63度,处理后氨氮浓度≤10毫克/升,可直接达标排放。”碳能科技副总经理汪秀萍表示,团队一件名为“一种高盐高硝工业废水处理方法及系统”的专利在中试示范实现了应用。


  被称为“千年老汤”的海上钻井平台产生的钻屑和压裂液污水,化学成份复杂,相比煤化工领域污水,处理难度倍增。博海云通中水技术(北京)有限公司(下称博海云通)运用自主研发的纳米超精细复合过滤技术,让污水变清流。


  “我们对国内多个油田采油污水和重型污水的过滤效果进行了验证,结果显示,该技术可在油田实际应用中,让固体、液体第一时间精细分离,有效除去污水当中的污染物质。过滤后的污水可基本达到中水水质,含油和悬浮物指标优于国家相关标准。”博海云通知识产权负责人马洪涛表示,团队研发了SOARSEA-500/200型采油污水超精细一体化模块,可替代目前海上、陆地石油场站的污水处理系统。团队拥有“一种安装于油井井头油管座上的油气污水高效分离设备”等多件专利。


  马洪涛介绍,目前,团队提交了“一种可移动式车载污水应急处理一体化设备”“一种新型污水预处理过滤撬装设备”等10余件发明专利申请,已将相关技术拓展到城市生活污水提标改造、农药焦化废水减量化零排放等多个领域,为污水治理、水资源循环利用持续做出贡献。


  在国家相关政策的支持下,越来越多的环保企业把创新放在首位,开辟出更多环保新路径,助力守卫我们共同的家园。(刘弘一)

 

(编辑:晏如)

 

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